港西油田C区污水聚合物驱扩大试验数值模拟研究

彭光艳，娄小娟，王延奇，乔宏实，申红梅，闫 静

（1.中油大港油田分公司，天津大港 300280；2.中国石油集团渤海钻探工程有限公司，天津大港 300280）

港西C区构造简单，油层分布复杂，油水层交互出现，无统一油水界面。经过多年的注水开发，目前剩余油分布零散，油水分布更加复杂。该断块油气藏受构造和岩性双层控制。

1970年8月投入开发，先后进行三次调整，1998年9月进行清水聚合物驱油。随着开采时间的增长，套变井的增加，造成油水井措施实施困难，导致注采矛盾突出，产量开始滑坡。本次在清水聚合物驱油的基础上，对C区开展污水聚合物驱油扩大试验。

1 数值模拟研究

通过分析静态数据及动态监测资料，在该区块开展精细数值模拟研究。本次数模选用了VIP模型，模拟工区为港西C区，含油面积1.2 km2，控制地质储量395.48×104t。

1.1 模型建立

经粗化，本次模拟纵向上分为23个小层，网格数63×47×23，网格步长20～50 m。网格方向沿主断层方向，优化网格尺寸确保每两口井之间最少3个网格。通过分析、筛选、处理，获得可靠的PVT数据、相渗曲线、毛管压力曲线以及粘浓曲线（见图1）、吸附曲线，建立起了港西C区清水聚合物驱模型，清水注聚采用的是HTPW-112，浓度1 300 mL/L，注入量 0.4 PV，注入时间三年。

图1 清水聚合物驱溶液粘浓曲线

为准确描述清水注聚的开发效果和目前油藏剩余油分布情况，动态数据处理方面，采用以一个月为模拟时间步长，严格按照井的生产措施以及井的生产历史进行模拟，模拟时间从1970.8-2012.6。合理调整参数，达到拟合精度误差的要求，为后期制定合理污水聚合物驱方案奠定基础。

1.2 历史拟合

历史拟合包括注聚之前的水驱历史拟合、聚合物驱历史拟合及后续水驱历史拟合三个阶段（见图2）。

水驱历史拟合主要完成地质储量、油层压力、区块含水、单井含水、含油饱和度等指标的拟合来，修正静态和动态模型；在58口拟合井中，拟合较好的有48口，其中拟合一般的6口，较差的4口中，拟合精度达到82.76%。

图2 区块含水率拟合曲线

聚合物驱拟合主要是通过对聚合物驱过程中见效早晚、含水下降幅度、含水下降漏斗宽窄、含水回升快慢、聚合物产出浓度等指标的拟合。聚合物浓度拟合过程中产出液浓度大于30 mg/L的5口井中，拟合较好的有4口（见图3），拟合程度达到80%，均达到拟合标准。

图3 45-3-1井聚合物产出浓度拟合曲线

1.3 剩余油分布规律

纵向上井网完善、射开井数多的层动用状况良好，采出程度高。地质储量比较大的层，剩余地质储量仍比较大，主要集中在明二油组。

由于储层的非均质性严重，初期注水及后期的清水聚合物驱，导致剩余油的分布复杂。加之开采强度、水淹程度及压力分布等的差异性，油水分布更加复杂。

通过数值模拟清水聚合物驱，剩余油主要集中在井网不完善的地方及砂体边缘、断层附近、砂体连通差的区域，清水聚合物驱试验区内含有饱和度明显降低。为下一步污水注聚方案的制定，提供参考。

2 污水注聚方案优化

在数值模拟基础上，开展污水聚合物驱方案优化，分别对注入浓度、聚合物用量、注入方式和母液配制方式共4个方面15个方案进行优化；并计算了调剖＋聚合物驱方案、三元复合驱方案各一个，以对比不同注入类型的效果。

2.1 方案优化

2.1.1 浓度优选 固定注入段塞0.30 PV，计算了注入浓度为 750 mg/L、1 000 mg/L、1 250 mg/L、1 500 mg/L、1 750 mg/L，5个方案进行对比，从计算结果可以看出（见图4），随着注入浓度的增加提高采收率值逐渐增加，但财务净现值却出现了拐点，在1 500 mg/L时最大，因此最佳注入浓度选为1 500 mg/L。

2.1.2 用量优选 在聚合物注入浓度1 500 mg/L一定的情况下，对比注入用量为300 PV·mg/L、375 PV·mg/L、450 PV·mg/L、525 PV·mg/L、600 PV·mg/L，5 个方案。从计算结果可以看出（见图5），随着注入用量的增加提高采收率值逐渐增加，并在450 PV·mg/L时经济效益最大。

图5 污水聚合物驱注入用量优选对比图

2.1.3 注入方式优选 在总量450 PV·mg/L保持不变的情况下，设计了3种注入方式（见表1）进行了优选。考虑到现场的复杂性和实施的可操作性以及大孔道对聚合物驱油效果的影响，推荐方案2，即先注入一个占总用量25%浓度为1 750 mg/L的高浓度小段塞，然后再注入占总用量75%浓度为1 500 mg/L的主体段塞。该方案与水驱相比可增加采收率7.15%，含水最低可降到75.4%。

2.1.4 母液配制方式优选 在总量和注入浓度保持不变的情况下，选清水配制母液污水注入方案。计算结果（见图6）表明，清水配制母液污水注入可提高采收率7.53%，增油8.04万吨，含水最低可降到73.4%，效果好于污水配污水注。

表1 不同注入方式对比表

图6 聚合物母液配制方式优选对比图

2.2 调剖＋污水聚合物驱

如果在优选出的最优污水聚合物驱方案之前进行调剖效果会怎样？针对这个问题计算了调剖＋污水聚合物驱的方案。计算结果（见图7）显示调剖＋污水聚合物驱见效提前，含水下将幅度增大，含水漏斗加宽，可提高采收率7.75%，增油8.28万吨，含水最低可降到72.45%。

图7 调剖+污水聚合物驱含水预测曲线

2.3 三元复合驱

根据优选出的聚合物浓度，设计了港西C区的三元复合驱方案为：注入1 500 mg/L的污水聚合物+12 000 mg/L的碱+3 000 mg/L的表面活性剂，段塞大小0.3PV。含水对比（见图8），从图8中可以看出，三元复合驱含水下降幅度更大，含水最低可降到63.8%，与聚合物驱相比，含水又下降了近10%。可提高采收率13.28%，增油14.17万吨。

3 经济效益评价

图8 三元复合物驱含水预测曲线

表2 港西油田C区数模方案经济评价

本次经济评价方法采用“增量法”，直接计算聚合物驱油“增量”的费用和效益，对数模方案进行了经济评价。评价结果（见表2）。

（1）污水制母液污水注入方式，税后财务内部收益率分别为35.18%，高于行业基准收益率（12%），财务净现值1 720.8万元。预测最终提高采收率7.15%，

（2）清水配制母液污水注入方式，税后财务内部收益率分别为36.04%，高于行业基准收益率（12%），财务净现值1 840.77万元。预测最终提高采收率7.53%。

（3）调剖+污水聚合物驱项目在1 150元/吨的原油价格下，税后财务内部收益率分别为36.90%，高于行业基准收益率（12%），财务净现值1 948.11万元。预测最终提高采收率7.75%。

4 推荐方案

根据数值模拟研究成果及经济评价结果，推荐本次污水聚合物扩大试验驱油方案为。矿场采用清水配制母液、污水稀释注入的方式，聚合物总用量450 PV·mg/L，采用二段塞注入方式：25%×17 500 mg/L+75%×1 500 mg/L

矿场实施后，可提高采收率7.53%，累增油为8.04万吨，吨聚增油为71.42 t/t。

5 结论

（1）通过数模研究，对水驱历史拟合和清水聚合物历史拟合，更准确找到剩余油的分布，为下步开展污水聚合物扩大试验奠定了基础。

（2）聚合物驱方案选清水配制母液污水稀释的注入方式，提高采收率7.53%，增油8.04万吨，内部收益率36.04%，财务净现值1 840.77万元，可取得更好的效果。

[1]王德民.聚合物驱油技术在大庆油田的应用[J］.石油学报，2005，26（1）：74-78.

[2]马春华.应用精细数值模拟方法研究聚合物驱后剩余油分布[J］.石油钻探技术，2007，35（4）：76-79.

[3]卢文生.绥中36-1油田聚合物驱数值模拟研究[J］.中国海上油气（地质），2002，16（5）:333-340.