海相砂岩油藏水淹层精细表征技术研究与实践

李凤颖 刘双琪 王雯娟 查玉强 鲁瑞彬

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司， 广东 湛江 524057)

海相砂岩油藏水淹层精细表征技术研究与实践

李凤颖 刘双琪 王雯娟 查玉强 鲁瑞彬

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司， 广东 湛江 524057)

海相水驱砂岩油藏开发后期含水饱和度高，而含水饱和度的影响因素较多，单一的常规含水饱和度模型不能准确反映剩余油的潜力及风险。根据油藏工程动态水相分流量方程理论，并在相渗曲线指数式拟合的基础上，建立了油田含水饱和度与可动含水率的关系式，利用Petrel-RE模拟器将传统方法建立的常规含水饱和度场转化为可动含水率场，形成了水淹储层精细表征技术。

水淹层； 分流量方程； 含水饱和度； 含水场

A油藏位于珠江口盆地珠三坳陷琼海凸起中部。砂体厚度大，分布范围广且稳定；水体较大，地层能量充足，油藏依靠天然水驱开发；油藏平均有效厚度18 m，在平面上分成东、西2个区块；油藏储层物性较好，平均孔隙度为25.2%，平均渗透率为551.6×10-3μm2；原油性质好。自2002年投产至今累计产油289.92×104m3，采出程度达到52%，油田综合含水率高达91%。油藏处于高含水和高采出程度阶段，油水分布规律复杂，调整挖潜难度大。因此需要开展剩余油精细化研究，提高对剩余油分布的认识精度，为油田提高采收率打下坚实的基础。

1 含水饱和度场转换

A油藏为边水层状油藏，分为上部中渗低阻层和下部高渗高阻层。从利用数值模拟方法建立的常规含水饱和度场得出，油藏含水饱和度呈逐年上升的趋势。目前上部层位平均含水饱和度为68%，下部层位平均含水饱和度为88%，整体含水饱和度高，挖潜难度大。但从储层特征分析，上部层位为中渗低阻层(渗透率32×10-3～122×10-3μm2，电阻率3～5 Ω·m，原始含水饱和度为66%)，虽然初始含水饱和度高，但是原始储量基本未动用。单一的常规含水饱和度场并不能准确反映油藏的开发潜力及风险。

本次研究在油藏工程动态水相分流量方程和相渗曲线指数式拟合的基础上建立了常规含水饱和度与可动含水率的关系式[1]，利用Petrel-RE模拟器将传统数值模拟方法建立的常规含水饱和度场转化为可动含水率场，从而对水淹层进行精细表征，推进油田剩余油挖潜研究工作。

油水两相相对渗透率和常规含水饱和度存在函数关系[2]，可表示为：

(1)

式中：Kro—— 油相相对渗透率；

Krw—— 水相相对渗透率；

Sw—— 常规含水饱和度，%；

a、b—— 系数。

另根据水相分流量公式[3-4]，不考虑重力和毛细管力的影响，推导出可动含水率与常规含水饱和度的关系：

(2)

式中：fw—— 可动含水率，%；

μw—— 水相黏度，mPa·s；

μo—— 油相黏度，mPa·s。

根据此方程可将数值模拟的常规含水饱和度场转化为可动含水率场。从式(2)可以看出，转换的关键是求出系数a、b。系数a和b可以根据式(1)

油水相渗曲线的线性回归得到。求得A油藏上部层位的a、b分别为34 648.16、16.11，下部层位的a、b分别为16 317.61、13.27(见图1)。

图1 A油藏相渗参数线性回归曲线

综上可知，A油藏可动含水率和常规含水饱和度的关系见式(3)、式(4)。

上部层位：

(3)

下部层位：

(4)

利用Petrel-RE模拟器，根据式(3)和式(4)进行转换，将油藏数值模拟的常规含水饱和度场转换为可动含水率场，得到油藏实际含水分布规律。从转化前的常规含油饱和度场可以看出：A油藏的西、东区上部层位含水饱和度大于60%，下部层位含水饱和度大于85%，整体含水程度高，挖潜难度大(见图2(a))。而从转化后可动含水率场可看出：A油藏的西、东区上部实际可动含水率小于20%，水淹程度较低，基本未动用(见图2(b))。可动含水率场更精确地表征了油藏的潜力。

图2 含水饱和度剖面及其转化后的可动含水率剖面图

2 水淹层精细表征研究

根据生产动态特征分析，A油藏部分油井从2011年投产至今综合含水率一直稳定在83%。虽然含水率较高，但由于油井产能较足，提液强采情况下，单井产油量仍长期维持在110 m3d。因此传统意义上强水淹层的划分(含水率在80%～100%)掩盖了A油藏在含水率80%～90%的开发潜力。为了描述高含水期的潜力，根据生产动态特征，将传统意义上强水淹层进一步划分为高水淹层(含水率在 80%～90%)和强水淹层(含水率在90%～100%)。进一步挖掘油田在高含水期的开发潜力(含水率在80%～90%)，这部分潜力通过提液强采可以达到增油的目的。

《中华人民共和国石油天然气行业标准》将传统水淹级别划分为4个级别[5]。本次研究根据油田开发特征将水淹级别细分为6个级别(见表1)。

表1 水淹级别表

根据本次划分的水淹级别，得到A油藏目前水淹级别分布图(见图3)。平面上全区边部含水率达到90%以上，处于特高含水阶段，属于强水淹级别；低部位含水率为60%～80%，属于高、中水淹级别；中部含水率为30%～50%，属于弱、低水淹级别；西区上部含水率为为5%～9%，东区上部含水率为9%～10%，属于未水淹级别。油藏整体水驱均匀，上部中渗低阻层水淹程度低，下部高渗高阻层水淹程度高。层间干扰作用严重制约着上部中渗低阻层的开发。

3 研究成果应用

基于A油藏水淹特征研究成果，结合油藏剩余储量分布对油藏潜力区进行划分(见表2)[6]。第Ⅰ类潜力区为开发程度较低的西区，属于弱、低水淹级别，受工程技术条件所限暂无法挖潜；第Ⅱ类潜力区

为东区东南高点上部，属于弱、低水淹级别，该区域油层厚度大，储量丰度大，考虑采用调整井挖潜；第Ⅲ类潜力区为东区北东高点上部，属于低水淹级别，考虑以换层、堵水和提液等常规措施为主要挖潜手段。

图3 A油藏目前水淹级别分布图

潜力区分类区域水淹特征剩余油饱和度特点调整措施Ⅰ类西区弱、低水淹大基本未动用工程能力限制Ⅱ类东区东南高点上部弱、低水淹较大油层厚度大井网不完善调整井Ⅲ类东区北东高点上部低水淹较小油层厚度较小井网完善换层、堵水、提液

2015年生产井通过卡换层至A油藏上部对第Ⅲ类潜力区进行挖潜，效果明显。生产井含水率下降5%，日增油48 m3，预测累计增油3.20×104m3。通过侧钻调整井对第Ⅱ类潜力区A油藏东区东南高点上部剩余油进行挖潜。2015年采油0.48×104m3，增油0.33×104m3，预测累计增油12.03×104m3。油藏水淹层精细表征成果为油田开展剩余油挖潜工作提供了强有力的技术支持。

4 结 语

根据油藏工程水相分流量方程，并在相渗曲线指数拟合的基础上，将数值模拟后的常规含水饱和度场转化为可动含水率场，可以更合理、准确地刻画油藏挖潜的潜力及风险。研究成果可更精细评价油藏水淹情况，充分认识油田开发潜力，为研究水淹层剩余油分布、制定油田开发调整方案、确定增产挖潜措施提供可靠的理论依据。

[1] 白建平.高含水期水淹层解释方法及储层剩余油分布规律预测研究[D].北京：中国地质大学(北京)，2006：53-54.

[2] 蹇波.注水倍数与驱油效率的理论关系研究[J].价值工程，2012，31(1)：9-10.

[3] 秦积舜，李爱芬.油层物理学[M].东营：中国石油大学出版社，2006：238-254.

[4] 吕爱民，姚军.缝洞型底水油藏含水率变化规律研究[J].新疆石油地质，2007，28(3)：344-347.

[5] 中华人民共和国石油天然气行业标准委员会.SYT6178 — 2011水淹层测井资料处理与解释规范[S].北京：石油工业出版社，2011：3.

[6] 李红英，刘英宪，马奎前，等.SZ油田纵向水淹机理研究及其应用[J].重庆科技学院学报(自然科学版)，2011，13(4)：4-6.

Fine Characterization Technique Research and Practice of Water Flooded Layer in Marine Sandstone Reservoir

LIFengyingLIUShuangqiWANGWenjuanZHAYuqiangLURuibin

(Research Institute of Zhanjiang Branch, CNOOC Ltd., Zhanjiang Guangdong 524057, China)

During the later development period of marine water flooding sandstone reservoir, there is high water cut stage. Influencing factors of reservoir water saturation is of great variety, so single water saturation model does not reflect the potential and risk of remaining oil. This paper is based on dynamic water phase flow equation and exponential fitting of phase permeability curve of reservoir engineering method to establish the relationship between water saturation and movable water content in oil field. Petrel-RE simulator is used to convert the ordinary water saturation field established by the traditional method to the movable water cut field, and thus to obtain fine characterization technique of water flooded layer.

water flooded layer; water fractional flow equation; water saturation; water cut field

2016-05-15

中海石油(中国)有限公司科技项目“南海西部海域水淹层动态评价技术及开发潜力研究”( YXKY-2014-ZJ-01)

李凤颖(1987 — )，女，硕士，工程师，研究方向为油藏工程。

P618.13

A

1673-1980(2017)01-0009-04