聚驱井钻停恢复期含水上升速度的控制方法探讨

杜 强

(大庆油田有限责任公司，黑龙江大庆 163414)

随着油田开发的不断深入，为了不断增加可采储量，进一步提高采出程度，尽可能的完善注采关系，提高对油层的控制程度。于是不同时期都会布一批新井，在钻井的同时势必就会将周围几十米甚至上百米范围内的注水井以及部分采出井实施关井，以此来配合新井的顺利投产。关井就会影响产量，而钻停恢复初期油井含水上升速度往往都会加快，为了降低钻停对产量的影响，必须对控制钻停恢复初期的含水上升速度的方法进行研究。

为配合钻井，从2008年4月18日开始钻停。南四东聚驱区块从4月18日到5月16日位于2注入站地区的第一批钻停注入井共6口，该区块10口连通油井受钻停影响。钻停前日产液833 t，日产油54.8 t，含水93.42%，月度含水上升速度0.19个百分点。钻停期间日产液，日产油均大幅下降。钻停恢复后产液量开始恢复，产油量继续下降，含水大幅回升，月度含水上升速度0.96个百分点，钻停恢复期含水上升速度明显加快。

1 控制含水回升速度计算模型

1.1 流体在突缩流道内的驱油模型

目前的老井，绝大多数都实施过增产措施，这就意味着近井地带孔隙度增大，油层孔道也基本都是大孔道。压裂液作用范围外的地方孔隙度相对减小，这就形成了突缩流道，可简化为如图1所示的规则突缩流道模型，在凸角内就有剩余油存在。而这也就说明近井地带以外的地方还有剩余油的存在。

图1 突缩流道模型

1.2 SPTT本构方程

通过Phan-Thien-Tanner(PTT)SPTT本构方程及数值模拟能定量地描述聚合物溶液的剪切豁度和法向应力差，它是一个非线性微分型豁弹性本构方程，其本构方程的一般形式如式(1)，式(2)是单松弛时间SPTT模型的线性表达式。

式中:τ—应力张量;λ—松弛时间;η0—零剪切黏度;trτ— 应力的迹，且 trτ=τxx+τyy+τzz;ε — 与溶液拉伸特性有关的材料参数;D—形变速率张量。当ε=0时，PTT模型退化为上随体麦克斯韦模型［2］。

1.3 数值模拟计算

利用上述计算方程，采用均匀网格的有限差分法对式(2)进行离散数值求解［3］，选择边界条件，计算后得到的不同Re(雷诺数)、We(表示黏弹性)、ε值组合下的流场合速度场，这里给出ε=0.02时的流函数和速度等值线图(见图2)。

图2 流函数和速度等值线图

从图2可以看出:在凸角处都存在角涡［4］，而且涡流区的范围随着黏弹性的增强而增大。这是因为在油藏流动条件下(即雷诺数Re较小时)，流体的黏弹性对流动起主导作用，黏弹性越强(即We越大)在流动截面突变处产生的黏弹性涡强越强。

涡流区随着黏弹性的增加而不断扩大，那么与之对应的涡强势必得到加强，进而增加凸角内流体的流速和作用力。由此可知，黏弹性流体在驱替凸角类型的死油区时，涡强增加是提高凸角内驱油量的一个重要原因，亦即是提高流体黏弹性可以提高凸角内驱油量。

1.4 含水回升速度分析

提高浓度，增加黏度，延长捕集时间和扩大波及体积，同时有效控制含水回升速度，钻停期间，停注注入井附近形成一个低压区，油层液流方向会发生改变，一段时间内还可能会形成倒流现象，当压力达到平衡点时倒流现象停止。而倒流就可能导致低渗透层位或区域孔道阻塞，以致钻停恢复时，以前注入困难的层位注入更加困难，而相对于高渗透层和大孔道，这种阻塞现象并不明显［5］。

如果在钻停恢复初期提高注入聚合物溶液的浓度，黏度也就随之提高，这样在恢复注入初期的低压环境下，相对比较容易注入。具有较高黏度的溶液在高渗透层中的流速自然就会降低，同时在中低渗透层中的涡强也会加大，将突缩流道处的原油驱替出来。这样既能达到控制含水上升速度的目的，又能进一步提高井区采出程度。

2 现场应用效果分析

南四东区第一批钻停注入井中的南4-31-P40井，4月18日钻停关井，6月12日恢复开井，6月18日下发浓度调整方案，配比由3.5∶1调整为2.7∶1，20日按新方案注入。同时为了降低注入溶液在油层孔道中的渗流阻力，可对与间开高含水采油井连通注入井配比进行调整，降低注入浓度、黏度，确保注入溶液的正常推进。在经历几个月的钻停期后，地层压力下降明显，注入溶液容易沿大孔道形成单层突进，通过周期注水可以有效的控制含水上升速度。南4-31-P40井注入数据见表1，该井连通油井生产曲线见图3，该井连通油井与其他油井含水对比曲线见图4，其他7口油井生产数据见表2。

表1 南4-31-P40井注入数据表

表2 其他7口油井生产数据表(测试时间2008年)

图3 南4-31-P40井连通油井生产曲线

图4 南4-31-P40井连通油井与其他油井含水对比曲线

从图4中可以看出，南4-31-P40井连通油井钻停恢复后，含水上升速度明显低于其他未进行浓度调整的井。由此可知，在钻停恢复初期在现有聚合物类型基础上进行提高浓度方案调整，可有效控制含水回升速度。

4 结语

(1)通过SPTT流动的数学模型，得到本构方程、流函数方程、采用均匀网格的有限差分法对式进行离散数值求解，得出各种流速状态下等值分布图。

(2)在钻停恢复初期，利用钻停形成的地层低压条件，通过提高黏度有效驱替突缩流道中的原油。在油藏条件下，随着We的逐渐增大，凸角内的漩涡则逐渐增大，并向凸角内伸展，流动区域明显增大，滞留区域在逐渐减小，流动的速度大大超过了牛顿流体的速度，流体的波及体积增加，波及效率增大。

(3)钻停恢复初期提高注入浓度和黏度，延缓聚合物溶液在油层中的推进速度可以有效控制含水回升速度。

［1］尹洪军，姜海梅，钟会影，等.SPTT黏弹性流体在突缩流道内的流动［J］.大庆石油地质与开发，2008，27(2):56-59.

［2］Pinho F T，Oliveira P J.Analysis of Forced Convection in Pipes and Channels with the Simplified Phan Thien Tanner Fluid［J］.Inter J Heat and Mass Transfer，2000，43:227-228.

［3］Byars J A，Binnington R J，Boger D V.Entry Flow and Constitutive Modelling of Fluid S1［J］.J Non Newtonian Fluid Mechanics，1997:219-235.

［4］Azaiez J，Gunette R，Ait-Kadi A Numerical Simulation of Viscoelastic Flows Through a Planar Contraction［J］.J Non Newtonian Fluid Mechanics，1996:253-277.

［5］Wang Demin，Cheng Jiecheng，Yang Qingyan，et al.Viscoelastic Polymer Can Increase Microscale Displacement Efficiency in Cores［R］.SPE63227，2000.