整装多层油藏变流线调整技术研究

陶 丽

(中国石化胜利油田分公司 勘探开发研究院,山东 东营 257100)

胜利油田整装多层油藏覆盖地质储量6.0×108t,由于目前多层合采合注、注采井网长期固定,层间及平面驱替程度不均衡[1-3],油井产量大幅下降,含水上升快。为了实现油田长期可持续发展,开展多层油藏提高采收率技术研究[4-5]尤为重要。本研究选取典型多层油藏单元孤东油田六区馆54-68的典型示范区开展先期研究,在多层油藏层间、平面及层内剩余油分布特征研究[6]的基础上,开展了层系井网变流线调整技术研究[7],为胜利油田整装多层油藏提高采收率打下基础,并对国内外其他同类型油田的开发具有指导和借鉴作用。

1 剩余油分布特征研究

在精细地质研究的基础上,利用建模数模一体化技术建立了示范区三维精细地质模型和数值模拟模型[8]。根据数值模拟结果,结合油藏工程等方法开展平面、层间和层内剩余油分布特征研究[9-10]。

经研究,正韵律多层油藏二元驱后的剩余油分布特征为:平面上除砂体边部外,油井排间、注采井网分流线含油饱和度较高,注采井网主流线其次,水井排间最低;层间主力层与非主力层驱替程度差异大,非主力层含油饱和度高,但剩余储量绝大部分仍集中在主力小层,主力小层仍是挖潜剩余油的重点;层内剩余油呈现上部富集、下部水淹严重的特征。

2 层系井网变流线调整技术研究

2.1 调整思路

针对多层油藏油层多、层间物性及采出状况差异大的特征,需首先进行层系的合理细分和组合[11];在层系细分重组的基础上,结合井网、井距状况及剩余油分布特征,设计多套有代表性的井网变流线方案,利用油藏数值模拟方法及经济评价方法优选出最佳方案[12]。通过调整以转变液流方向,提高层间及平面储量动用程度,经济有效地提高采收率。

2.2 层系细分重组研究

传统的层系细分只考虑渗透率、油层厚度和原油黏度差异,而层系细分重组四级优化技术考虑了层间剩余油饱和度差异。

该技术引入拟渗流阻力系数综合表征渗透率、原油黏度和剩余油饱和度等动静态参数对层间干扰的影响。从达西公式出发,将渗流阻力项的R′定义为拟渗流阻力系数,代表随饱和度变化的油水两相渗流能力。拟阻力系数级差越大,层间干扰越严重。

ko=k·kro(sw),kw=k·krw(sw).

(1)

式中,R′为拟阻力系数;μo为油相黏度,mPa·s;fw为含水率;μw为水相黏度,mPa·s;sw为含水饱和度;k为绝对渗透率,10-3μm2;kro为油相相对渗透率,10-3μm2;krw为水相相对渗透率,10-3μm2。

按照一般层系细分原则(具有稳定的隔夹层,层间渗透率级差小于3),设计出一系列层系细分组合方案,将这些方案按照层系细分重组四级优化方法进行筛选。第一步,拟渗流阻力级差筛选,根据不同渗透率范围拟阻力级差与采出程度关系曲线(图1),确定该示范区的拟渗流阻力级差界限为5.5,按照拟渗流阻力系数计算方法,计算得到各方案的拟渗流阻力级差,筛选出拟渗流阻力级差小于5.5的方案。第二步,排除单控储量小于4.5万t的方案。第三步,对开发指标进行预测,筛选出方案实施以后十五年末采出程度较高的方案。第四步,经济指标优化,优选出经济指标最高的方案。经过四级优化方法的逐级筛选,优化出拟渗流阻力级差小、有一定的储量基础、开发经济指标最佳的层系划分方案。

图1 不同渗透率范围拟阻力级差与采出程度关系曲线

2.3 井网变流线调整研究

在层系细分重组的基础上,根据剩余油分布特征,结合目前井网、井距状况,按照抽稀、油水井别转换和打新井加密这3个变流线方向进行井网变流线调整方案设计。其中抽稀和油水井别转换充分利用老井,成本低,是重点考虑方向。以孤东油田馆54-68示范区为例,原井网为212 m×106 m正对列井网,设计了7套井网变流线方案,以下是其中比较典型的3种井网变流线调整方案:

(1)抽稀形成交错行列:油水井隔一抽一,形成上下两套212 m×212 m交错行列式井网(图2)。该方案可以改变流线方向27°,挖掘排间分流线剩余油;充分利用老井,成本低。

图2 老井抽稀形成2套交错行列井网

(2)抽稀+转井别形成正对行列:油水井隔一抽一,并进行井别转换,形成两套212 m×212 m正对行列式井网(图3)。该方案流线转变90°,挖潜油水井间剩余油,充分利用老井,但水井转油井风险较大。

(3)原井网+加密稀井网形成正对行列:上层系采用原井网开发,下层系在原井网分流线位置打新井形成212 m×212 m的正对行列井网(图4)。新井网流线转变90°,充分挖潜排间剩余油,但打新井成本高。

图3 抽稀+转井别形成2套正对行列井网

图4 原井网+打新井形成正对行列井网

利用数值模拟技术预测方案指标,优选出投入产出比最大的方案作为最佳方案,即:老井抽稀成2套层系,并分别形成212 m×212 m的交错行列井网。

3 成果应用情况

该研究成果指导完成了孤东油田馆54-68示范区方案的矿场实施。预计在实施以后的十五年末提高采收率2%,前三年产能达到3.1×104t。方案自2014年2月实施以来,第一年实际产能达到了3.21×104t,峰值日油水平较调整前增加了23 t,自然递减率由19%下降到了8.5%,取得了较好的变流线调整效果。该项目的成功实施对下步同类型油藏的推广具有重要的借鉴意义。

4 结 论

(1)研究出正韵律多层油藏二元驱后剩余油分布特征:层间各层采出程度差异大,非主力层含油饱和度高,但主力层剩余储量大;平面油井排间、注采井网分流线剩余油饱和度高;层内顶部剩余油富集。

(2)建立了层系细分重组四级优化方法,与传统方法相比,考虑了层间剩余油饱和度差异等动态参数,优化出的层系细分重组方案适应性更强,层间干扰小,增油效果更好。

(3)形成了二元驱后采用井网调整以转变流线方向挖潜不同位置剩余油的开发调整方法,提高分流线及油井间等弱驱部位的驱油效率,矿场实施效果好。

[1] 窦宏恩. 高含水期油田提高原油采收率的新理论[J].特种油气藏,2009,16(6):89-93.

[2] 姜秀萍.蒲城油田多层水驱油室内试验研究[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报),2007,29(3):135-138.

[3] 姜汉桥.特高含水期油田的优势渗流通道预警及差异化调整策略[J].中国石油大学学报(自然科学版),2013,37(5):114-119.

[4] 张顺康.多油层油藏水驱开发理论模型[J].新疆石油地质,2009,30(6):734-737.

[5] 曹刚.多油层油藏层系重组开发指标预测方法[J].科学技术与工程,2015,15(4):212-215.

[6] 朱丽红,杜庆龙,姜雪岩.陆相多层砂岩油藏特高含水期三大矛盾特征及对策[J].石油学报,2015,36(2):210-216.

[7] 王友启.胜利油田高含水期油藏水驱精细调整技术方向[J].石油钻探技术,2011,39(1):101-104.

[8] 吴宗宝,康丽侠,王改娥.三维地质建模及油藏数值模拟一体化剩余油分布规律研究[J].地质与资源,2006,15(4):315-320.

[9] 张哲,刘锦霞,黎文超.利用吸水剖面进行油藏纵向剩余油分布定量研究[J].中国海上油气(地质),2001,15(5):345-349.

[10] 姜汉桥,谷建伟,陈月明.剩余油分布规律的精细数值模拟[J].石油大学学报(自然科学版),1999, 23(5):31-34.

[11] 唐志明,马生宝,王余红,等.明一西块层系细分重组效果显著[J].内蒙古石油化工,2005,25(11):125-126.

[12] 侯建,陈月明,赵红兵,等.特高含水油藏综合调整效果的模糊评价方法[J].中国石油大学学报(自然科学版),2007,31(4):70-73.