优势渗流通道的示踪模拟量化识别方法研究

王 金 影

（大庆油田有限责任公司第一采油厂，黑龙江 大庆 163001）



优势渗流通道的示踪模拟量化识别方法研究

王 金 影

（大庆油田有限责任公司第一采油厂，黑龙江 大庆 163001）

为有效封堵优势渗流通道，解决注入溶液窜流突进及沿优势渗流通道无效循环对改善油田开发效果以及达到控水稳油的目的具有重要意义。应用数值模拟示踪剂方法研究优势渗流通道的动态反映特征，筛选出影响和标志优势渗流通道存在的主要参数指标并分析其相关特性，制定基于油藏模拟的优势渗流通道判别标准和成果表征，实现定量识别优势渗流通道的方法，对油田开发控水提效具有重要意义。

示踪；模拟；优势渗流通道；定量识别

油田经长期开发，受非均质性、水油流度比、注采差异的作用，在油水井间形成不利于油田生产的储层优势渗流通道，使注入溶液窜流突进，沿优势渗流通道无效循环，浪费注入溶液，开发效果变差。为达到控水稳油、改善开发效果的目的，必须采取优势渗流通道封堵措施，而有效识别优势渗流通道是问题的关键。

刘月田等［1］采用模糊理论的分析方法对静态及动态因素指标进行综合处理，建立用于定性识别优势渗流通道的专家系统模型。曾流芳等［2］模拟了疏松砂岩水驱储层，利用油气工程和渗流力学原理方法，建立了优势渗流通道的数学模型，并且利用灰色关联分析理论和常规动态数据对其进行识别和描述。在对比分析与现场动态测井数据基础上结合费歇准则，导出了识别优势渗流通道的判别函数，并利用此判别函数实现了在微机上优势渗流通道的识别。与传统的测井、试井方法比较，该方法具有简捷、快速、经济、更实用的优势。

本文建立基于油藏模拟的优势渗流通道识别技术和方法，应用该方法定量研究注采井层的方向注采量，对优势渗流通道的存在性和发展程度进行判别；并利用示踪流量模拟成果，研究优势渗流通道的动态反映特征，筛选影响和标志优势渗流通道形成的主要参数指标并分析其相关特性，确定优势渗流通道的展布特征，从而为油田确定优势渗流通道封堵方案提供依据。

1　示踪模拟量化识别优势渗流通道的模型建立

1.1拟示踪剂的流动方程

拟示踪剂是指并未在油田实际生产中注入，用于数值模拟研究的虚拟示踪剂。

在此，认为地质模型准确，假定对某井组的各水井，注入不同的示踪剂，这样注水井来水方向、见水层位、低效无效注水等生产开发过程就可以根据各生产井示踪剂的产出特征来确定［3］。这种方法不仅能够给出在不同地质条件、井距、不同井网、工作制度下，确定注水井的平面控制范围和各油井的供给范围、砂体的动态连通程度，对井间的水循环场进行定量描述，为平面调整提供依据；而且可以在垂向上给出不同层段无效注水的特征及形成过程和其在油井中所占比例，为定量调剖、调驱提供依据。示踪剂在地下的运动状态主要受对流作用和水动力学弥散作用的控制，同注入的流体一样，所有影响速度的参数（如重力、界面张力、粘度、相对渗透率、压力梯度等）在这个过程中均起作用［4］。

Brigham-Smith模型：假设示踪剂溶液在地层中沿径向稳定流动，流体和岩石微可压缩，流度比为1，且考虑示踪剂的吸附与弥散影响［5］。

式中：D——弥散系数；

C——t时刻r处示踪剂浓度；

Φ——单元体孔隙度；

Q——单位厚度上的流量。

1.2方向来水比例的确定

依据Brigham-Smith模型，可以推导出平面上各方向来水比例的确定方法。

如果一口油井周围有N口水井，只有一口水井W1注示踪剂S1，则油井见示踪剂S1峰值浓度为：

W1井来水量与示踪剂峰值浓度关系：

W1井来水量占油井总来水比例：

将示踪剂注入水井之后，其会随着水迁移方向进行运移，之后可在与之连通的油井中被检测到。受不同井间连通情况和地层非均质性的影响，示踪剂到达油井的速度及检测到示踪剂时间不同。经过计算分析，可以得到各示踪剂出现峰值的时间、采出峰值浓度等多种指标。当多种示踪剂都可以在油井检测到时，如果某些示踪剂浓度明显高于其他示踪剂，说明相应水井与油井间连通性较好，因而可以判断出主要来水方向为这些水井［6］。

2　基于数值模拟示踪剂方法的优势

渗流通道识别流程

应用油藏模拟成果，依据对注采量的判别，确定重点层及重点区域，通过精细流量示踪模拟，以优势渗流通道的量化标准，确定优势渗流通道。见图1。

图1　示踪流量模拟识别优势渗流通道流程图Fig.1 The flow diagram of preferential percolation path which is discriminated by tracer flow

根据各储层单元的动用状况、注采状况及含水等判别标准，确定存在优势渗流通道的重点研究层，通过对重点层的精细示踪模拟研究，根据油水井不同方向注采量及比例等取得优势渗流通道的判别标准（表1）。

表1　重点层判别标准Table 1 The assessment criterion of the key formation

3　示踪流量模拟法识别优势渗流通道实例

以老油田P I 2b储层示踪模拟结果进行识别，在重点区域识别出两个优势渗流通道，分别在N1-220-SP044（水井1）到N1-20-SP044（油井1）方向和Z290-SP038（水井2）到Z290-SP39（油井2）方向（表2）。

表2　示踪模拟优势渗流通道判别标准Table 2 The assessment criterion of preferential percolation path which is discriminated by tracer flow

（1）N1-220-SP044向N1-20-SP044井的单方向日注示踪剂大于25 t；水井单方向日注示踪剂比例大于70%；油井单方向日采示踪剂大于25吨；油井单方向日采示踪剂比例大于 70%；N1-20-SP044井含水98%以上，见图2。

图2　N1-220-SP044在P I 2b层示踪剂流量在周围油井的劈分示意图Fig.2 The diagram of tracer around the oil well of N1-220-SP044 in P I 2b layer

而且，在N1-220-SP044总注水量基本不变的情况下，向 N1-20-SP044井的单方向注示踪剂出现缓慢上升的趋势，而其他的油井则出现缓慢下升的现象，这更增加了N1-220-SP044 和N1-20-SP044之间存在优势渗流通道的可能性，见图3。

图3　N1-20-SP044在P I 2b层获得的周围水井注水量示意图Fig.3 The diagram of Water injection around water well of N1-220-SP044 in P I 2b layer

（2）Z290-SP038向Z290-SP39井的单方向日注示踪剂大于25 t；水井单方向日注示踪剂比例大于70%；油井单方向日采示踪剂大于25 t；油井单方向日采示踪剂比例大于 70%；Z290-SP39井含水98%以上，见图4。

图4　Z290-SP038在P I 2b层示踪剂流量在周围油井的劈分示意图Fig.4 The diagram of tracer around the oil well of Z290-SP038 in P I 2b layer

而且，在Z290-SP038总注水量基本不变的情况下，向 Z290-SP39井的单方向注示踪剂出现缓慢上升的趋势，而其他的油井则出现缓慢下升的现象，这更增加了Z290-SP038和Z290-SP39之间存在优势渗流通道的可能性，见图5。

图5　Z290-SP39在P I 2b层获得的周围水井注水量示意图Fig.5 The diagram of Water injection around water well of Z290-SP39 in P I 2b layer

4　结 论

（1）示踪剂模拟结果可以为优势通道的判别提供依据；

（2）“层-＞井-＞优势方向”的优势通道识别体系有利于突出主要矛盾，提高工作效率；

（3）精细地质描述研究成果对优势渗流通道的准确判别影响很大。

［1］ 刘月田， 孙保利， 于永生. 大孔道模糊识别与定量计算方法［J］. 石油钻采工艺， 2003， 25（5）： 54-59.

［2］ 曾流芳， 赵国景， 张子海， 等. 疏松砂岩油藏大孔道形成机理及判别方法［J］. 应用基础与工程科学学报， 2002， 10（3）： 268-276.

［3］ 张毅， 姜瑞忠， 郑小权. 井间示踪剂分析技术［J］. 石油大学学报：自然科学版， 2001， 25（2）： 76-78.

［4］王焕. 侧向夹积地层水平井数值模拟研究［D］. 大庆：东北石油大学，2011.

［5］ 薛小博. 采用拟示踪剂追踪油水运移规律研究［D］. 大庆石油学院，2010.

［6］ 李翀. 井间示踪剂监测解释方法研究及应用［D］. 武汉：长江大学，2014.

Research on Quantitative Recognition Method for Preferential Percolation Path by Tracer Experiment

WANG Jin-ying
（Daqing Oilfield Limited Company No.1 Oil Production Factory， Heilongjiang Daqing 163001，China）

To effectively block preferential percolation path for solving the injected solution cross-flow and ineffective circulation along preferential percolation path， has great significant to improve the oil-field development efficiency and realize oil stabilization and water control. In this paper， the method of simulation and tracer was used to research the dynamic reflection of preferential percolation path. The major parameters and relative characteristics of the preferential percolation path were analyzed. The assessment criterion and results describe of preferential percolation path based on oil reservoir numerical simulation were established. Quantitative recognition for preferential percolation path can be realized. The research results have very important significance for preparing rational measures of water control at late stage of oil field development.

tracer； simulation； preferential percolation path； quantitative identification

王金影（1972-），女，黑龙江省大庆市人，高级工程师，工程硕士，2008年毕业于中国石油大学（北京），研究方向：油藏模拟、油田开发工作。E-mail：1394876578@qq.com。

TE 357

A

1671-0460（2016）05-0974-04

2016-03-29