陈堡油田泰州组水平井储层物性及水淹规律研究

张顺康，屈 宏，孙东升，唐 韵

(中国石化江苏油田勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

陈堡油田泰州组(K2t13)层系为厚层块状边底水油藏，1997年投入开发，依靠天然能量逐层上返的方式开采，采用水平井与常规井组合的方式进行开发。目前该油藏已进入高含水阶段，水平井普遍水淹。受储层物性的影响，不同的水平井在水淹规律方面存在较大差异。为了明确不同水平井的水淹规律[1]，确定其潜力层段，制定合理的水平井治理对策，在研究水平井水平段储层物性分布特征的基础上，进一步结合油藏数值模拟技术，开展了水平井剩余油及水淹规律研究，提出了不同水平井的治理对策。

1 水平井水平段物性特征

根据区域背景资料，结合其他相标志研究，认为陈堡油田K2t13油藏为扇三角洲平原亚相沉积[2]，发育水下分流河道-陡坡、水下分流河道-缓坡、河口坝、间湾泥岩等微相，从示踪剂以及油水井生产动态来看，储层平面非均质性较强。对水平井水平段的储层物性进行研究分析表明[3]，该油藏水平井水平段渗透率的分布可分为三类：均匀型、两段式和多段式。

(1)均匀型：水平井穿过同一小层相似部位或穿过物性相近的不同小层，渗透率变化不大。一般位于分支河道内，电性曲线相对稳定，储层横向变化小。如陈3平2井水平段钻遇K2t13-8a-K2t3-8b，其中K2t13-8a渗透率和K2t13-8b相当(见图1)。

图1 陈3平2井水平段渗透率分布

(2)两段式：水平井穿过：①同一小层同一相带物性有差异的不同部位，陈3平15井水平段均在K2t13-4a的辫状水道中，但渗透率因物性差异而不同；②同一小层不同相带，陈3平15水平段穿过K2t13-1a的辫状水道和次级水道边缘，渗透率呈两段式(见图2)；③穿过物性有差异的不同小层，陈3平3井水平段穿过K2t13-8a-K2t13-8b，渗透率呈两段式(见图3)。此类情况的水平段一般位于河道边部，测井曲线为阶梯状，储层横向存在变化。

图2 陈3平15井水平段渗透率分布

图3 陈3平3井水平段渗透率分布

(3)多段式：大多数水平井是多段式(见图4)，如陈3平21井明显看出渗透率呈三段式，多段式原因比较复杂：①穿过不同小层；②穿过同一小层的不同相带；③穿过同一小层内同相带平面渗透率有差异区域；④穿过小层的垂向位置不同(贴近小层顶底渗透率偏小)；⑤由于轨迹原因引起的(贴近隔夹层或距断层较近)。此类水平段一般钻遇多条或多期分支道，测井曲线呈跳跃状，储层横向变化快。

图4 陈3平21井水平段渗透率分布

需要说明的是，上述三种水平井水平段在层顶底部或夹层里钻进时，钻遇地层渗透率并不能反映储层的真实渗透率，同时也会出现某些位置渗透率异常的情况。

2 水平井水淹规律

2.1 水平井水淹规律

根据陈堡油田K2t13油藏构造特征和储层物性特征(见图5)，建立概念模型，研究不同储层物性条件下水平井的水淹规律。模型地质参数如下：地层顶深2 000 m，平面渗透率300×10-3μm2，岩石压缩系数3.53×10-5MPa-1，孔隙度0.25，原始地层压力20 MPa，水压缩系数4.75×10-4MPa-1，原油黏度10 mPa·s，水黏度0.43mPa·s，模拟时依靠天然能量开发，水平井日产液30 m3/d，模型计算到含水95%结束。

根据水平井的储层物性分布规律，建立三种概念模型，如图5所示。在保持模型平均渗透率相同(300×10-3μm2)的情况下，分别模拟不同类型水平井含水上升规律。其中均匀型水平井水平段穿过渗透率为300×10-3μm2的储层，如图5(a)所示；两段式水平井水平段穿过渗透率分别为150×10-3μm2和300×10-3μm2的储层，如图5(b)所示；三段式水平井水平段穿过渗透率为(150，300，450)×10-3μm2的储层，如图5(c)所示。

图5 水平井水平段物性分布模式

2.1.1 均匀型水平井水淹规律

模拟结果表明：这种类型水平井无水采油期长，为主要采油期，占累产量的50%左右，水平井生产过程中水线推进均匀，见水后含水上升较快，高含水期含水上升减缓，高含水后生产潜力小,水淹模式为线状见水整体水淹模式[4]，如图6(a)所示。

2.1.2 两段式水平井水淹规律

模拟结果表明：这种类型水平井在低含水期与高含水期含水上升较缓，中高含水期含水上升较快，无水采油期较短，主要采油期为无水与中低含水期，占累产量的60%左右，水平井生产过程中水线推进不均匀，油井高含水后具备一定的挖潜潜力,水淹模式为点状见水整体水淹模式[3]，如图6(b)所示。

2.1.3 三段式水平井水淹规律

模拟结果表明：这种类型的水平井无水采油期短或没有，中低含水期较短、含水上升较快，主要产油期为中高含水期及特高含水期，占油井累产量的60%以上，水平井生产过程中水线推进不均匀，油井高含水后具备较大的挖潜潜力，水淹模式为点状见水局部水淹模式[3]，如图6(c)所示。

图6 不同水平井水淹状况

陈堡油田K2t13油藏实际水平井的生产动态也验证了上述规律。

目前，陈3平2、陈3平15和陈3平21井均处于高含水阶段，如图7所示。陈3平2井水平段物性分布较均匀，属均匀型(见图1)，该井无水采油期较长，低含水期(含水<20%)累产油达到5.8×104t，占该井累积产油的52.7%；陈3平15井属于两段式(见图2)，该井也有一定的无水采油期，但时间较短，中低含水期累产油达到2.1×104t，占目前该井累积产油的66.6%；而陈3平21井属于三段式(见图4)，该井投产即见水，见水后含水上升较快，进入中高含水阶段(含水>60%)以来累产油达到0.66×104t，占该井累积产油的54.5%。

图7 水平井生产情况统计

2.2 储层非均质性对水平井水淹规律的影响

之所以将水平井分成均匀型、两段式和多段式，本质上是由于水平井水平段钻遇的储层形成了不同的非均质性[5]。为此，进一步结合数值模拟[6]研究了储层非均质性对水平井水淹规律的影响。设定在保持模型平均渗透率不变的情况下，水平井水平段穿过不同非均质性的网格(对应的洛伦兹系数[7]不同)，模拟计算出的水淹状况如图8所示。数值模拟研究结果表明：当洛伦兹系数小于0.3时，水平井水淹模式为线状见水整体水淹；当洛伦兹系数在0.3～0.7时，水平井水淹模式为点状见水整体水淹；当洛伦兹系数大于0.7时，水平井水淹模式为点状见水局部水淹。

图8 不同洛伦兹系数条件下对应的水淹状况

2.3 水平井治理技术对策

(1)均匀型水平井：均匀型水平井在高含水阶段整体动用程度较高，水平段普遍水淹。该类水平井储层物性较好，在高含水阶段的治理对策主要是通过放大生产压差和提高液量，后期可考虑转换开发方式，实施三次采油。

(2)两段式水平井和多段式水平井：受储层物性影响，两段式水平井、多段式水平井的水平段动用状况均存在较大差异，在高含水阶段水平段高渗段动用程度高，低渗段动用差或没有动，治理时针对高渗透段可采用卡堵水手段，有效启动低渗透段。此外，还可结合直井调补层、注水等实施流场调整来动用低渗段。

3 现场应用

根据前文研究成果，对陈堡油田K2t13油藏部分水平井开展了综合调整实践。如陈3平15井，结合储层物性分布(如图2所示)和水淹规律研究结果，认为该水平井的水淹模式为点状见水整体水淹，其趾端储层物性较差，动用程度较低。为此，在2017年下半年对其趾端附近陈检1井实施补层措施，同时对趾端附近的水井进行补层注水实施流场调整。实施以后日产油7.5 t，含水72.4%，日增油超过了5 t，取得了较好的调整效果。

4 结论

(1)根据陈堡油田K2t13油藏水平井水平段的储层物性分布特征，将水平井分为三种类型：均匀型、两段式和多段式。

(2)结合油藏数值模拟，对不同类型水平井的水淹规律进行了研究。结果表明，均匀型水平井水淹规律表现为线状见水整体水淹模式，两段式水平井水淹规律表现为点状见水整体水淹模式，多段式水平井水淹规律表现为点状见水局部水淹模式。

(3)在确定不同类型水平井水淹规律的基础上，进一步提出了相应的治理技术对策，有效指导了现场实际应用。