稠油油藏开发方式数值模拟研究

何 晨

（东北石油大学，黑龙江 大庆 163318）

大庆油田A区块俯瞰呈三角形，一边存在边水，储层向东南方向下倾，倾角 5.8°，层内存在夹层。闭合面积约2.8 km2，闭合高度约160 m。又有两条大致成 120°的断层封隔储层，已知一条断层倾向与储层倾向相反。油水界面埋深-1 240 m，油藏顶部埋深为-1 080 m。虽然在高温高压下稠油也具有较大的粘度，但稠油在很大一段温度区内表现为牛顿流体，实验测的A区块稠油的反常点为120 ℃，当温度高于 120 ℃时，稠油表现为牛顿流体[1]，说明此温度区间稠油还是一种稀分散的胶体体系，当温度低于120 ℃时，表现为非牛顿流体，由油水两相相对渗透率曲线可以看出，随温度的升高，束缚水饱和度和残余油饱和度逐渐增大，同时，可以看出当纯水流动时，油的相对渗透率为 0，而水的渗透率比较低，表明稠油油滴因贾敏效应对水流造成的阻力很大，这篇文章对稠油油藏开发方式进行数值模拟研究[2]。

1 油藏地质建模

1.1 地质建模概述

针对A区块油藏，利用Surfer 10进行了地层及构造格架、储层属性以及储量拟合等几个方面的模拟工作。其中地层及构造格架采用3D Surface进行模拟，对 P1、P2层进行研究。储层属性的建立主要针对孔隙度、渗透率、含油饱和度、砂层厚度等，并以等值线图的形式展现（色彩由深变浅代表数值由大变小）[3]。建模资料来源于勘探井D1、D2、D3的探井基础数据和部分测井资料，详细资料见表1。

表1 P1 P2层上部隔层厚度

1.2 建立储层物性模型

将物性参数（孔隙度、渗透率、含油饱和度）的数据插值网格化后，得到P1、P2储层的孔隙度等值图、渗透率等值图（图1、图2、图3）。

图1 P1孔隙度等值线图

图2 P2孔隙度等值线图

图3 P1渗透率等值线图

通过观察对比 P1、P2储层的孔隙度分布、渗透率分布。发现 P1层孔隙度、渗透率、含油饱和度都较P2层的高，且P1层、P2层的孔隙度、渗透率、含油饱和度互为正相关。共同的分布特征为：参数值由北向南渐趋变小，这可能与储层的埋藏深度有密切关系。

2 油藏工程方案

2.1 开发方式

油藏为深层普通稠油油藏，孔隙度中等，渗透率很高。同时，储层倾角平缓，因此不考虑重力驱动。油藏东南侧存在边水，但由于区块地下水埋藏深，而浅层无地下水，因此边水不活跃，又因原油粘度较高，所以借助边水能量开采的采收率会很低，边水能量相对很小。由于油藏压力系数相对较高，故利用式(a、 b、c)对油藏的弹性可采储量进行计算。

式中：Cw—— 地层水压缩系数，图版法取值4.2×10-4/MPa；

Cp——岩石空隙压缩系数，1/MPa；

Ce——综合弹性压缩系数，1/MPa；

So——原始含油饱和度，63.7%；

Sw——原始含水饱和度，36.7%；

Npb——弹性驱动油量，104t；

N——地质储量，942.7×104t；

Boi——原始地层原油体积系数，1.055；

Bo——饱和压力下地层原油体积系数，1.062；

Pi——原始地层压力，15.44 MPa；

P——饱和压力，8.14 MPa。

代入数据计算得到：

弹性可采储量为：Npb=20.79×104t;

弹性采收率为：ERpb=Npb/N×100%=2.21%。

可以看出该油藏的弹性可采储量较低，但可以考虑利用油藏弹性驱动能量开采一段时间。通过对天然能量的分析得出该油藏天然能量较弱，需要通过人工保持地层压力，与此同时，油藏为普通稠油油藏，而稠油的粘度对温度非常敏感，与温度呈对数关系，因此既须用常规注水补充能量开采，也可以通过热力开采来降低原油粘度，增强原油流动能力。

2.2 注入方式的选择

鉴于原油性质为普通稠油，且介于普通稠油I-1类、I-2类型之间的稠油类型，可考虑常规注水开发，又由于稠油对温度的变化甚为敏感：当温度降低8～10 ℃时，其粘度往往翻番。

油藏中油层温度下脱气原油粘度在10 000 mPa·s以下；油层深度小于1 400 m；油层有效厚度大于10 m，油层渗透率大于200×10-3μm2，纵向渗透率变异系数小于0.36，渗透率级差小于10；油层孔隙度大于20%，起始含油饱和度大于50%，满足稠油热采筛选标准，借鉴国际国内稠油油藏开采经验，在研究常规注水的同时可以考虑对油藏实施增热措施，以改善原油性质，提高采收率。

稠油热采通常会先期对油层实施蒸汽吞吐，之后进行蒸气驱动或者热水驱动，因为蒸气驱动存在风险，采油原理复杂，是一项复杂，技术难度大的系统工程，尤其是在进入开采中后期，在蒸气吞吐后选择注热水开采。

3 结论

（1）稠油油藏P1, P2分布特征为：参数值由北向南渐趋变小，这可能与储层的埋藏深度有密切关系。

（2）稠油油藏开发方式既须用常规注水补充能量开采，也可以通过热力开采来降低原油粘度，增强原油流动能力

（3）在常规注水的同时实施增热措施来改善原油性质，并在开采中后期采用注热水开采。

［1］东晓虎,刘慧卿,张红玲,田晓龙,孙立勋. 稠油油藏注蒸汽开发后转热水驱实验与数值模拟[J]. 油气地质与采收率, 2012, 02:50-53+114.

［2］侯健,高达,孙建芳,吴光焕,刘业俊,宫汝祥. 稠油油藏不同热采开发方式经济技术界限[J]. 中国石油大学学报(自然科学版),2009,06:66-70+86

［3］袁士义,冉启全,胡永乐,任宝生,王毅忠. 火成岩裂缝性稠油油藏有效开发方式[J]. 石油学报,2005,04:63-68.