复杂断块油藏典型井组注采调整方法研究

崔传智，万茂雯，2，李凯凯，牛栓文，路智勇

(1.中国石油大学，山东 青岛 266580；2.中国石化江苏石油勘探局，江苏 扬州 225009；3.中国石化胜利油田分公司，山东 东营 257015)



复杂断块油藏典型井组注采调整方法研究

崔传智1，万茂雯1，2，李凯凯1，牛栓文3，路智勇3

(1.中国石油大学，山东 青岛 266580；2.中国石化江苏石油勘探局，江苏 扬州 225009；3.中国石化胜利油田分公司，山东 东营 257015)

针对东辛油田营13断块油藏储层非均质严重、地层倾角大、井网不规则、水驱不均衡的问题，运用非活塞式水驱油理论，综合考虑储层物性非均质和剩余油饱和度非均质等多种因素，以一注多采井组为例，建立了断块油藏新区和高含水期油井产液量的优化方法。计算分析表明，为实现注水开发在平面上的均衡驱替，油井调整产液量时要综合考虑地层倾角、油层厚度以及目前油井含水率等因素的影响。对于垂直构造线方向的一注两采井组，地层倾角越大，高部位与低部位油井产液量的分配比例越大；油井含水率差异越大，低含水井与高含水井产液量的分配比例越大；两侧井区厚层相差越大，油井产液量的分配比例越大；储层渗透率差异对达到均衡驱替所需的油井液量的分配比例影响相对较小。将研究成果应用到营13断块油藏的注采调整中，日产油能力上升至110.3 t/d，综合含水由95.6%降至91.7%，提高采收率2.4%，取得了较好的开发效果。

注采调整；均衡驱替；计算模型；断块油藏；东辛油田

0 引 言

1 注采调整的标准

以均衡驱替为目标，在已知注水井注水量的情况下，建立了对应油井产液量的分配方法。均衡驱替是指注入水在各个区域中的驱替程度相同。受断块油藏复杂储层条件的限制，完全的均衡驱替难以实现，只要各个注采井连线上的驱替程度相等，即可认为实现了(部分)均衡驱替[10]。

对于新油藏，由Buckely-Leverett驱油理论可知，油井同时见水时，各注采井间连线上的平均含水饱和度相同，因此，用见水时间相同作为均衡驱替的标准。对于处于高含水期的油藏，注采井间的平均含水饱和度与油井的含水率具有一致性，在给定的调控时间内，各个油井达到相同的含水率即可认为达到均衡驱替。

2 新断块油藏的注采调整计算方法

2.1 井网分解及平均参数确定

以一注四采的五点法井网为例，将实际井网分为4个注采单元，每个单元简化为沿各注采连线方向上的条带状一维线性驱替模型，并使该模型与原对应注采单元的含油面积相等。对于每个一维线性模型，其长度取对应单元注水井与油井之间的距离，其宽度可根据注采单元的面积进行折算得到，其厚度、孔隙度、渗透率等参数取注采单元内相应参数的平均值。

2.2 一维驱替时油井产液量计算

对于一注一采井网，在不考虑弹性驱动情况下，油井产液量和注水井注水量相等。根据Buckely-Leverett驱油理论，在恒速注水的情况下，其见水时间为[11]：

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(1)

考虑地层倾角时，含水率的计算公式为：

(2)

式中：fw为含水率；μ为黏度，mPa·s；Kr为相对渗透率；K为绝对渗透率，10-3μm2；Δρ为油水密度差，kg/m3；g为重力加速度，m/s2；α为地层倾角，(°)。下标：o为油相；w为水相。

已知注采井的对应关系及产液量，根据式(2)计算含水率与含水饱和度的关系曲线，并采用试算法或者图解法[11]确定前缘含水饱和度以及对应的含水率导数。

2.3 各油井合理产液量确定方法

在注水井注水量已确定的情况下，给定一个各油井共同的见水时间，由2.2所述方法可求得各油井的产液量Qi，判断各油井的产液量之和与注水井注水量是否相等或者满足注采比要求。如满足，则此时的Qi即为见水时间T下实现平面均衡驱替时各油井的产液量，否则重新假定一个见水时间，重复整个计算过程，直至满足要求为止。

3 高含水期断块油藏的注采调整计算方法

对于处于高含水期的一注多采井网，同样可将其分解为多个一注一采单元并进行相应的参数处理。

3.1 一维驱替时油井产液量计算

断块油藏进入高含水期后，假设某油井的含水饱和度为Sw1>Swf。在油井以定液量Q生产Δt时间后，假定油井的含水饱和度达到Sw2，一维条带油藏在Δt内的累计产液量表征为：

(3)

3.2 一注多采井网的注采调整方法

已知调配前各油井的含水率为fwi(Sw)，假定调配后各油井达到一个相同的含水率fw(Sw2)，且fw(Sw2)>fwi(Swi)。根据3.1中所述方法，求得各油井的产液量Qi。判断注水井注水量Qt与各油井产液量之和是否相等，如相等，则Qi即为在Δt时间内各油井达到相同的含水率所需要的产液量，否则重新假定一个含水率fw(Sw2)，重复整个计算过程，直至满足要求为止。

对于多注一采井组，各注水井注水量的分配方法与上述方法类似，不再详细叙述。

4 油水井注采调整的影响因素分析

根据上述方法编制了计算程序。为了方便计算结果的对比分析，以垂直构造线方向的一注两采井组为例进行影响因素分析，注水井位于2口油井的中间(图1)，基本参数见表1。

图1 垂直构造线方向的一注两采井组

参数数值参数数值注采井距/m300地层倾角/(°)10孔隙度0.26渗透率/10-3μm2350原油黏度/mPa·s10原油密度/(kg·m-3)860调控前含水率/%90调控时间/a10

4.1 地层倾角的影响

重力作用对左右2个注采井间油水渗流产生不同的影响：对于注水井左侧单元，重力为动力；对于注水井右侧单元，重力为阻力。在2个井区储层条件相同的情况下，如果2口油井的产液量相同，左侧油井的含水上升快，不满足均衡驱替的要求，只有保证高部位油井的产液量高于低部位油井的产液量才能实现均衡驱替。计算结果表明，水平地层中(倾角为0°)只要2口油井的液量相同即可；随地层倾角的增加，达到均衡驱替所需要的2口油井产液量差异也随之增加；当地层倾角为10°时，高部位与低部位油井液量比值需要调整到0.962。

4.2 油层厚度非均质的影响

保持注水井右侧井区油层厚度不变，改变左侧井区油层厚度，计算均衡驱替时左右两侧油井产液量的比值。左右两侧井区油层厚度相同时，2口油井产液量比值为0.962(仅受重力影响)；随左侧井区油层厚度的减小，2口油井产液量差异逐渐变大。当左右井区油层厚度比值为0.5时，左侧油井与右侧油井产液量比值需要调整到0.488才能达到均衡驱替。

4.3 地层渗透率非均质的影响

假设其他地层参数均相等，右侧井区平均渗透率保持不变，改变左侧井区的地层渗透率，计算得到左右两侧油井的产液量比值。随着左侧井区平均渗透率的不断增加，2口油井产液量差异也随之增大，但变化幅度相对较小。当左右两井区渗透率比值为0.7时，左右2口油井产液量比值为0.953；当左右两井区渗透率比值为0.32时，左右2口油井产液量比值为0.91。

4.4 调配前油井含水率差异的影响

对于高含水期断块油藏，要考虑注采调整前油井含水率的差异。保持左侧油井的含水率为90%，计算右侧油井含水率不同时2口油井的产液量比值。结果表明，2口油井初始含水率相同时，受重力作用的影响，为实现均衡驱替两侧油井产液量比值为0.962；随着注水井右侧油井含水率不断降低，其对应地层中的剩余油饱和度增大，流体流动难度增加，需进一步增大产液量。当左右两井区含水率比值为1.2时，左右2口油井产液量比值需要调整到0.831。

5 应用效果

根据研究成果在营13断块区开展了应用，对15个自然断块区中的12个一注两采井组中的油井产液量、8个两注一采井组中的注水井注水量分别进行了计算，根据计算结果进行了注采调整。共调整油井产液量20井次，注水井注水量12井次。调整后日产油达到110.3 t/d，综合含水由95.6%降至91.7%，预测采收率由37.7%提高到40.1%。

6 结 论

(1) 以均衡驱替为目标的注采调整受地层倾角、油层厚度、地层渗透率以及目前含水率等诸多因素的影响。

(2) 对于垂直构造线方向的一注两采井组，地层倾角越大，高部位与低部位油井产液量的分配比例越大；油井含水率差异越大，低含水井与高含水井产液量的分配比例越大，两侧井区厚层相差越大，油井产液量的分配比例也越大，储层渗透率差异对达到均衡驱替所需的油井液量的分配比例影响相对较小。

(3) 合理的注采调整能够有效改善开发效果，同时均衡驱替状态不是一成不变的，经注采调整后达到均衡驱替，注水开发一段时间后会出现新的不均衡状态。因此，注采调整是贯穿油田开发始终的一项工作，意义十分重大。

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编辑 张耀星

20141222；改回日期：20150614

国家科技重大专项“胜利油田特高含水期提高水驱采收率技术”(2011ZX05011)；教育部创新团队发展计划“复杂油藏开发和提高采收率的理论与技术”(IRT1294)

崔传智(1970-)，男，教授，1993年毕业于石油大学(华东)油藏工程专业，2005年毕业于中国地质大学(北京)矿产普查与勘探专业，获博士学位，取得3项省部级科技进步奖等荣誉，出版著作1部，现从事油气渗流理论、油气田开发技术等方面的教学和科研工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.04.018

TE347

A

1006-6535(2015)04-0072-03