低渗透油田周期注水方案优选

赵 欢，尹洪军，王 龙, 徐志涛

（东北石油大学 提高油气采收率教育部重点实验室， 黑龙江 大庆 163318）

工艺与装备

低渗透油田周期注水方案优选

赵 欢，尹洪军，王 龙, 徐志涛

（东北石油大学 提高油气采收率教育部重点实验室， 黑龙江 大庆 163318）

Y油田A井区属于低渗透油田，经过多年开发，逐渐暴露出井网对砂体的控制程度低、注采系统不够完善、含水上升较快和砂体水淹状况复杂等问题。周期注水可以利用现有井网，周期性地提高和降低注水压力的办法，在油层内产生不稳定压降，使层内不同渗透率区域之间产生相应的液体交换渗流，使滞留状态的原油动用起来，扩大注入水的波及体积，提高注入水的利用率。根据该井区的实际情况，计算出适宜该井区的周期注水周期，并设计了4种不同方案进行了方案预测。预测结果表明：不对称的短注长停的注水方案效果最好；对称方式次之；不对称的长注短停最差。

低渗透油田；数值模拟；周期注水；优选

A井区位于Y油田的北部，南部与S井区相邻，东部与B井区相邻，主要开发目的层为扶杨油层。含油面积11.0 km2，地质储量960.28×104t，可采储量268.84×104t。油层平均有效厚度14.3 m，平均孔隙度13.5%，平均空气渗透率4.47×10-3µm2，油藏类型为断层-岩性复合油藏。

随着开发的进行，经过多年开发该井区逐渐暴露出井网对砂体的控制程度低、注采系统不够完善、含水上升较快和砂体水淹状况复杂等问题，已有的注水政策已经不能适应加密区的开发生产，油井含水上升过快，注入水得不到充分有效的利用。为了改善井区开发效果，对该井区进行了地质建模及油藏数值模拟研究，探讨周期注水的可行性，优选周期注水的最优周期。

1 A井区油藏数值模拟

1.1 初始流体参数

在油藏数值模拟前需要确定油藏的流体参数，根据模拟，在研究过程中选取非平衡启动的模拟方法，即给定初始压力和初始含水饱和度。A井区采用的数据见表1。

1.2 储量拟合

模型建立后，对基本参数进行调整，结合地质、测井、油藏工程等资料，对有效厚度、渗透率等不确定参数进行修正，经过多次检查、调整，反复进行储量拟合，使模型计算的储量与实际地质储量相一致。A井区模型储量为 959.18×104t，实际储量为960.28×104t，相对误差为0.11%，达到拟合精度。

表1 A井区流体参数Table 1 Fulid parameters of A block

1.3 含水率拟合

在储量完成后，进行含水拟合，含水拟合时一个比较复杂的过程，需要多次调整与修正参数，才能实现精确的拟合，这需要油藏工作者丰富的经验做基础。A井区拟合至2013年7月，实际模拟区综合含水率为 42.22%，拟合综合含水率为 43.18%，相对误差为 2.27%。全区产液量、产油量及含水率曲线如图1-4所示。

历史拟合结果精度满足要求，很好的模拟A井区的地质情况，可以进行下一步预测。

图1 产液量拟合曲线Fig.1 Fluid production rate matched curve

图2 产油量拟合曲线Fig.2 Oil production rate matched curve

图3 累积产油量拟合曲线Fig.3 Cumulative fluid production matched curve

图4 综合含水率拟合曲线Fig.4 Average water cut matched curve

2 井区周期注水效果预测评价

2.1 A井区周期注水最佳工作周期

周期注水的合理注水半周期的时间长短T由下式[1-4]确定。

式中: K —储层岩石渗透率，m2；

ф —储层岩石孔隙度；

C —综合压缩系数，Pa-1；

L —注采井距，m；

μ —为流体粘度，Pa·s；

T —为注水工作半周期，s。

根据公式（1）计算得A井区注水半周期为60 d。

2.2 方案设计

在油藏数值模拟建立的模型拟合精度达到行业标准，可以认为模拟的模型可以真实的反映油藏动态。对该模型设置不同的周期注水方案，应用油藏数值模拟软件进行模拟预测。按照水动力学调整注水周期的不同频率，可分为对称型和不对称型两大类[5]。对称型就是周期注水的注水时间与停注时间相等；不对称型就是周期注水的注水时间与停注时间不相等，又可分为短注长停、长注短停等类型。根据A井区的实际情况设立了如下四个方案：

方案一：对称方案，注2月停2月；

方案二：对称方案，注3月停3月；方案三：不对称方案，短注长停，注2月停3月；方案四：不对称方案，长注短停，注3月停2月。

2.3 方案优选

针对制定的周期注水方案，对配注量二次调整之后注水情况进行计算，周期注水方案计算过程中，油井定产液生产，对比不同周期注水方案的开发效果。各方案的计算结果如图5和图6所示。

图5 含水率对比曲线Fig.5 Water cut comparison curve

图6 累积产油量变化Fig.6 Cumulative fluid production comparison curve

预测10年结果不同方案对比结果见表2。

表2 不同周期注水方案结果对比表Table 2 Different solution of cycle injection

从表2中可以看出，方案三（即不对称周期注2月停3月）的采出程度增量最高，含水率最低。这主要是因为采用不对称周期注2月停3月时，水井长时间关井而短时间注水，充分发挥了毛管力泻油的作用[6-9]。因此，采用注2月停3月为一个注水周期的调整方式能有效动用油层潜力。

根据A井区不同方案数值模拟结果表明：不对称的短注长停的注水方案含水率降低值最大，增油量最多；对称方式次之；不对称的长注短停最差。考虑地层压力平衡问题，周期注水实施原则应为：在保证油层压力水平的前提下，快速注水比较好，应延长水井停注时间和油井采油时间。

3 结 论

（1）开展油藏数值模拟技术研究，对地质储量、综合含水率、单井含水率、产液量等开发指标进行了历史拟合，历史拟合精度满足要求。

（2）结合实际情况确定了周期注水方案，对不同的周期注水方案进行模拟，确定A井区的最佳注采周期是注2个月停3个月的不对称方案。

［1］陈朝晖,杜志敏. 周期注水渗流机理及其影响因素评价数值模拟研究[J]. 西南石油学院学报,1997(03):64-69+73+6.

［2］俞启泰,张素芳. 再述周期注水的油藏数值模拟研究[J]. 石油勘探与开发,1994(02):56-61+121-122.

［3］韩大匡. 深度开发高含水油田提高采收率问题的探讨[J]. 石油勘探与开发,1995(05):47-55+98.

［4］俞启泰,张素芳. 周期注水的油藏数值模拟研究[J]. 石油勘探与开发,1993(06):46-53.

［5］姜泽菊,安申法,于彦,赵延茹,沈静. 注水油田转周期注水开发影响因素探讨[J]. 石油钻探技术,2005(06):54-56.

［6］赵春森,吕建荣,杨大刚. 大庆油田葡北二断块南部周期注水应用方法研究[J]. 油气地质与采收率,2008(06):76-79+116.

［7］张继春,柏松章,张亚娟,斑颜红. 周期注水实验及增油机理研究[J].石油学报,2003(02):76-80.

［8］M. George, E. T. Guidroz, O. Daniel Project—A Successful Spraberry Flood[J] Journal of Petroleum Technology, 1967, 9: 1137-1140.

［9］R. J. Enright, Spraberry Cyclical Flood Technique May Net 500 Million bbl of Oil[J]. Oil and Gas Journal, 1962, 10( 1),63-77.

Optimal Solution of Cyclic Waterflooding for Low Permeability Oilfields

ZHAO Huan，YIN Hong-jun，WANG Long，XU Zhi-tao
（Key Laboratory for Enhanced Oil Recovery of Ministry of Education，Northeast Petroleum University，Heilongjiang Daqing 163318，China）

For many years of development of block A in Y oilfield, many issues have appeared, such as low control degree of well pattern on sand body, imperfect injection–production system, quick increase of water cut and complex watering out situation of the sand body. Based on existent well patterns, cyclic waterflooding can be used to form unstable pressure drop in oil-bearing layers, which will lead to fluid percolation between zones with different permeability to increase the sweeping volume and utilization rate of injected water. In this paper, the appropriate cycle of cyclic water injection was calculated according to the actual situation of the well block, 4 different solutions were designed and predicted. The results show that the asymmetrical solution of short time injection and long time shut is the best, the symmetrical solution is the second,and the asymmetrical solution of long time injection and short time shut is the worst .

Low permeability; Numerical simulation; Cyclic water injection; Optimization

TE 357

： A

： 1671-0460（2015）03-0564-03

黑龙江省教育厅科学技术研究项目，项目号：12521052

2014-10-15

赵欢（1990-），女，在读研究生，研究方向：油藏数值模拟。E-mail：zh_cindy@126.com。

尹洪军（1964-），女，教授，博士，1986 年毕业于东北石油大学油气田开发工程专业，研究方向：油气层渗流力学与数值模拟、现代试井和油气藏改造与评价的理论及应用技术研究。E-mail：yinhj7176@126.com。