雨岔长2薄互层低渗油藏注水开发潜力及效果评价

鲁金凤.

(延长油田股份有限公司下寺湾采油厂，陕西 延安 716100)

鄂尔多斯盆地雨岔地区长2薄互层低渗透油藏是延长油区低渗透油藏的主要类型之一，该油藏由于纵向小层数较多、非均质性较强、单一油层厚度较薄等特征，前期采用衰竭式开发，开采效果不理想，必须研究出合理的调整开发方式进行能量补充，从而提高油藏的采收率。同时，该油藏沉积时由于薄互层较多、非均质性强，且开采过程中流体的渗流不均匀，利用常规注水开发效果很差，同时，注水开发时层段间矛盾突出、层间干扰严重。如何选择合理的开发方式，有效动用该类油藏，目前在开发面临的一大难题。

油藏注水开发的合理性研究最早起源于20世纪40—50年代的美国与苏联，研究的主要目的是针对不同油藏的各类开发指标进行深入的分析，同时通过众多的油田注水开发指标对比，得到与各自不同类型油藏的注水开发时所适应的主要指标变化参数范围，为油藏注水开发提供合理的依据。综合前人的众多研究成果[1-5]，分析可以看出：注水开发效果的见效程度的好坏主要取决于以下参数：油藏开发方式、注水开发层系、井网适应性、水驱状况、注水见效特征、开发指标变化规律等多种评价因素。

在油藏开发过程中，注水开发效果评价贯穿于整个油田的注水开发全过程。本文利用油藏工程、层次分析方法，确定影响薄互层油藏注水开发的主控因素，筛选相关的注水开发指标进行注水潜力的综合评价，最终确定出了雨岔长2薄互层油藏具有较好的注水开发潜力。同时，结合油藏目前的注水开发效果及生产动态情况进行验证分析得出，雨岔长2通过注水开发调整，开发效果得到极大的改善，油藏水驱采收率进一步提高，最终确立出了影响薄互层油藏注水开发效果的主要因素。

1 区块地质特征

下寺湾雨岔长2油藏位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部(图1)。研究区面积30 km2，区内完钻各类油水井385口，其中采油井365口，区块最大日产油量达500吨以上，是下寺湾油田的主力产油区。该区投产初期采油自然能量开采，后期滞后注水开发，注水见效不明显，单井产量递减较快，目前日产油120 t左右，平均综合含水量80%以上，已进入中高含水开发阶段，且含水有进一步上升的趋势，特别是近三年来，油藏平面矛盾突出，含水上升加快，局部注采不对应，油田稳产形式较严峻。

图1 雨岔地理位置图

雨岔长2油藏沉积属于三角洲平原亚相环境，发育辫状河河道砂坝和河漫滩微相。砂层单层厚度大(一般5～15 m，厚者25 m)，岩性较均一，粒度分选较好，砂体展布规模大，平均孔隙度12.5%，渗透率3.6×10 mD，其中长2油藏以长22-2、长22-3期砂体最为发育，连片范围大，储层物性相对好，其中长22-2含油性好，成为本区主力储层(如图2)。统计该区隔夹层厚度发现，长22-2层平均夹层厚度为6 m，长22-3平均夹层厚度为3.9 m，长22-2-长22-3平均隔层厚度仅为3.7 m。因此该区长2油藏，呈多薄层发育特征，纵向非均质性强，给注水开发带来了巨大影响。

图2 雨岔长2油藏剖面图

2 注水开发潜力影响因素

油藏的地质特征是影响注水开发效果的主要方面，所以开展薄互层低渗透油藏注水开发效果的首先是确定注水开发水驱潜力及相应的地质特征参数。从油藏地质特征角度分析可以看出，影响低渗油藏开发效果的因素包括储层地质特征和开发因素两个方面。储层地质因素包括：孔隙结构、砂体内部构型以及隔夹层发育频率。储层孔隙结构越复杂，吼道越小，开发效果越差；砂体内部结构中单砂体叠置关系越复杂，开发效果越差；适量的隔夹层数量可有效提高厚油层的开发效果，而过多的夹层容易发时突进现场，则会降低油藏的开发效果。开发因素包括：储层渗流特征、贾敏特征以及压敏等。储层的启动压力梯度越大，渗流越困难，开发效果越差；过大的贾敏效应必然降低油藏的开发效果；压敏效应越严重，开发效果越差。

基于前期众多研究学者的研究成果发现[9-13]，开展水驱开发潜力的评价，必须从储层的微观和宏观上对薄互层低渗透油藏注水开发潜力开展研究，同时建立相应的评价体系，确立注水开发的效果。本文总结出油藏水驱开发潜力评价体系，包括三个方面：能否注水开发、水驱难易程度和水驱均匀程度。三者综合形成了确定油藏注水开发效果评价的标准，形成综合的评价体系，然而三个方面所包含的注水潜力评价参数众多，如何有效的选择主要参数开展评价，准确地给出评价结果，目前尚未形成系统的相关研究方法。

统计目前各类研究薄互层油藏注水开发的潜力指标主要分为以下7类[19]，详细的指标内容及影响类型见表1所示。从表中可以看出，油层分布主要影响着油藏的水驱均匀程度，而地层能量、原油的流动性主要影响水驱难易程度，其余指标对水驱难易、水驱均匀程度均存在影响。

表1 注水开发潜力评价指标分析表

3 注水开发潜力评价指标

前面从油藏地质特征方面分析，总结得出了影响薄互层注水开发油藏开发效果的7种地质因素，这些指标因素均包括了许多不同的、具体的指标内容，详细的指标内容见图3[19]。

综合分析各开发指标发现：不同的开发指标在不同程度上影响着薄互层油藏注水开发的水驱开发效果，如何筛选或者综合评价出相对重要的地质指标作为评价参数，最终确定出注水潜力效果，必须综合出一种多参数分析的评价方法。

罗银富、李兴训等人对低渗透砂岩油藏水驱开发潜力评价体系的建立提出了个人的认识。因此，在前人研究的基础上，结合长2油藏地质特征进行了筛选，在考虑储层颗粒结构、岩石孔隙结构、敏感性分析、储层渗流物性、含油砂体分布、储层能量及原油物性的分析，综合确定并建立的评价体系如图3。

在系列不同类型确立的指标参数基础上，张琪等人建立评价参数的标准表[18]，该表主要依据行业、企业相关标准，及目前最新的相关科研成果，总结得到的各指标的评价标准表，如表2所示[19]，该表的有效建立及主要参数的确定为后面参数的综合评价提供了依据。

图3 注水开发潜力评价指标体系

4 综合评价方法

从前面的分析可以看出，评价油藏注水开发潜力的参数指标非常多，不同区块由于指标标准并不一定在同一种分类上。针对雨岔地区长2薄互层油藏，因此必须寻找出一种合理的评价方法。通过调研分析，确定出采用层次分析数学方法进行分析，层次分析法最早由美国运筹学家萨迪于20世纪70年代提出，经过多年的研究及经验总结，目前已成为一种普遍使用、可靠的、实用的多准则决策方法。

该方法可以快速灵活地进行各决策因素的分析，按照分解、比较判断、综合的思维方式进行决策，是一种系统分析的重要工具。此次对雨岔长2多薄层油藏注水潜力及效果评价分析，主要采用该层次分析法进行研究。

表2 评价指标标准表

层次分析法把研究对象作为一个系统，该方法首先分析各因素间的关系，建立一个递阶层次的结构模型，引入1-9标度进行量化构造比较判断矩阵(表3)。

表3 层次分析方法标度表

层次分析原理主要是构造两两比较判断矩阵来确定各参数指标的权重，最后根据矩阵运算及分析计算，得到油藏注水开发潜力评价矩阵，矩阵的建立是研究的基础。

5 长2油藏注水开发潜力评价结果

统计雨岔区长2油藏相关的以上评价指标参数，开展注水开发潜力评价。首选，建立注水开发潜力评价的层次分析的判断矩阵(如表4)，矩阵建立主要根据层次分析方法标度表来确定。

表4 层次分析判断矩阵

用层次分析可以计算上述各指标的权重，得：

W=(0.041 3 0.106 3 0.073 6 0.153 7 0.336 2 0.051 7 0.237 1)

雨岔区长2油藏7类地质因素下各单因素指标及相应的权重如下表5。

根据下寺湾雨岔长2油藏的储层及流体特征参数，统计出长2油藏的相关指标参数值如下(见表6)。

表5 单因素指标参数及相应的权重

表6 雨岔长2油藏参数值统计表

将上述指标采用的归一化处理办法，表达式如下：

对于正向指标：S=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)

对于负向指标：S=(Xmax-X)/(Xmax-Xmin)

式中，S为参数标准化值，X为参数值，Xmax为参数最大值，Xmin为参数最小值，其中Xmax，Xmin均取评价指标标准表中的最大值和最小值。

将表5中的指标参数以及上述的权重值进行加权乘积，得出评价向量：

M-1=(0.115 6 2.468 8 0.197 9 0.376 8 0.598 2 0.145 6 0.167 4)-1

最终的评价结果：

S=W*M-1=0.655

将评价结果值分为五个等级和区间，即好(0.8-1)、较好(0.6-0.8)、中等(0.4-0.6)、较差(0.2-0.4)、差(0-0.2)。雨岔长2油藏值为0.655>0.6，说明该区注水潜力较好，有利于注水开发。

6 实施效果

下寺湾雨岔区2006年开始规模开发，开发上大体分为规模上产—递减、二次上产—递减两个阶段(如图4)：规模上产—递减阶段(2006—2011)，2006年进行规模建产，主要采用不规则反九点井网，自然能量开发，当年年产油量达到3.9×104t，之后由于无注水井补充地层能量，递减较大(初期年递减达43.5%)，至2011年，年产油量降至1.5×104t，较2006年年产油量减少2.4×104t；二次上产—递减阶段(2012～目前)，2012—2013年再次开始规模开发，进行二次上产，主要采用不规则反九点井网，同步、滞后注水开发，地层能量得到一定的补充，到2013年年产油量达到最高峰(4.25×104t)，之后，由于注水面积较小，地层能量得不到补充，产量递减较大，统计得出：同步注水开发井初期递减仅为28%；滞后注水开发井初期递减为34%，均小于自然能量开发。

因此，结合前面的注水潜力研究可以看出，雨岔区长2具有较好的注水潜力，同时开发证实该区注水效果较好。

7 结论

(1)薄互层油藏注水开发效果的首先是确定影响注水开发水驱潜力的主控因素，统计得出的潜力指标主要分为以下7大类，包括颗粒结构、孔隙结构、敏感性、储层物性、含油砂体、储层能量、流体物性；

(2)采用层次分析法，可有效判别注水开发潜力大小，根据雨岔区长2油藏储层和流体特征，采用层次分析法得出，该区长2薄互层油藏的注水潜力评价指数为0.655，说明具有较好的注水潜力；

(3)结合长2油藏前期生产动态分析可以看出：注水与不注水具有两种不同的明显特征，采用同步注水和滞后注水开发井组的采油井初期递减分别为28%和34%，均小于自然能量开采递减时的43.5%，说明雨岔区长2薄互层油藏具有较好的注水潜力。

(4)通过对长2油藏注水开发评价指标的分析及注水效果的评价，均表明雨岔长2油藏注水潜力较好，有利于注水开发，同时开发证实该区具有较好的注水效果。

图4 雨岔区长2油藏开发动态曲线