海上油田水聚干扰影响因素分析及矿场试验研究

王 刚，刘 斌，王欣然，张国浩，张 伟

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459）

海上油田聚驱开发过程中，往往分批次转注，短期内注水、注聚驱井网交叉情况不可避免，水聚交叉井网易造成水聚干扰现象。注入水与聚合物溶液在流动能力上有较大的差异，导致聚合物段塞与注入水在驱替过程中发生分子扩散和机械弥散的互溶驱替过程，这样不仅加大了注水、注聚接触带上协调平面注采关系的难度，也使区块的聚合物驱潜力不能得到有效发挥，从而影响聚驱效果。经调研文献发现[1-9]，现更多地集中于对单独水驱或者聚驱开发效果影响因素的分析及优化进行研究，而针对水聚同驱的研究相对较少，对水聚干扰的机理及其影响因素缺乏明确的认识。针对此问题，本文结合海上典型注聚油田地质油藏特征，利用数值模拟软件开展水聚干扰机理及影响因素研究，并在此基础上制定相应的调整策略，以达到改善聚驱开发效果。

1 水聚干扰机理

水聚干扰是在注水与注聚井共同驱替情况下，聚驱效果不能得到有效发挥的现象。为了分析水聚干扰机理，根据海上地质油藏参数，建立两注两采行列井网的特征模型。模型中I1、I2 为注入井，P1、P2 为采出井，通过改变注入井的注入类型对不同的开发方案进行对比（表1）。

表1 水聚干扰机理研究方案

单井注聚和水聚同驱都具有明显的增油效果，但在相同聚合物用量条件下，单井注聚的增油量明显大于水聚同驱的增油量，这说明注水井在一定程度上限制了聚驱效果的发挥（表2）。

表2 单井注聚和水聚同驱增油量结果 m3

对比单井聚驱和水聚同驱时P1 井含水率及日产油量（图1），可以看出，单井聚驱和水聚同驱情况下，其含水率均呈现上升的趋势，且含水率曲线均存在下降漏斗，单井聚驱时含水率上升幅度更大。两种驱动方式下，其日产油量均降低，且水聚同驱时下降幅度更大。从单独聚驱和水聚同驱时聚合物波及系数示意图（图2），可以看出，单独聚驱时聚合物具有更大的波及体积，水聚同驱时由于注水井的作用，聚驱的波及体积被压缩，且接触带附近的聚合物被注入水稀释，黏度降低，降低水油流度比的作用被减弱，因此聚驱受效井增油量减少。

图1 单井聚驱和水聚同驱时P1 井含水率、日产油量

图2 单独聚驱和水聚同驱时聚合物波及系数示意图

2 水聚干扰影响因素分析

2.1 储层韵律性

分别设置正韵律（渗透率为500×10-3，1 000×10-3，1 500×10-3μm2）、反韵律（渗透率为1 500×10-3，1 000×10-3，500×10-3μm2）和复合韵律（渗透率为1 000×10-3，1 500×10-3，500×10-3μ m2）三种储层，总结不同储层韵律条件下水聚干扰程度的强弱。根据不同的储层韵律性设置，分别得到单井聚驱和水聚同驱情况下的聚驱增油量，进而得到水聚干扰影响程度（表3）。从表3 可以看出，单井注聚和水聚同驱的增油量关系均是正韵律储层最大，其次是复合韵律储层，最后是反韵律储层。这说明水聚干扰程度的强弱受储层韵律性影响明显，水聚干扰影响程度依次正韵律储层、复合韵律储层，反韵律储层，同时说明正韵律储层更有利于聚驱效果的发挥。

表3 不同的储层韵律水聚干扰影响程度

2.2 储层有效厚度

设置不同的储层有效厚度，总结不同的厚度条件下水聚干扰程度的强弱，结果如表4 所示。从表4 可以看出，储层有效厚度对水聚干扰影响程度影响明显，随着储层厚度的增加，水聚干扰影响程度逐渐增强。这是因为储层有效厚度增加，水聚接触面积就会增大，导致水驱和聚驱互溶驱替现象更加严重。

2.3 储层渗透率

设置不同的储层渗透率，总结不同的渗透率条件下水聚干扰程度的强弱，结果如表5 所示。从表5 可以看出，随着渗透率的增大，单井注聚的增油量逐渐增加，水聚同驱的增油量递增后出现下降趋势。这是因为随着渗透率的增加，水聚之间的窜流作用增加，水驱与聚驱的互溶稀释作用增强，从而增大了水聚干扰影响程度。

表4 不同的储层有效厚度水聚干扰影响程度

表5 不同的储层渗透率水聚干扰影响程度

2.4 储层非均质性

设置储层渗透率级差分别为1，3，4，9，19，总结不同储层非均质性条件下水聚干扰程度的强弱。根据不同的储层渗透率级差设置，分别得到单独聚驱和水聚同驱情况下的聚驱增油效果，同时得到水聚干扰对聚驱效果的影响程度，结果如表6 所示。从表6 可以看出，随着渗透率级差的增大，储层非均质性增强，聚驱增油量及水聚干扰程度没有明显的规律可循。

2.5 开发动态参数

开发动态参数主要包括注入井井距、注水强度、注聚浓度、注聚时机等。

2.5.1 注入井井距

设置注入井井距分别为80，120，160，200，240 m，总结不同井距条件水聚干扰程度（表7）。从表7可以看出，随着注入井井距的增加，水聚干扰的影响程度逐渐降低。因此，在油田加密调整过程中应避免水聚同驱。

2.5.2 注水强度

保持注聚井的注入量及注聚浓度不变，注水强度分别取10，20，30，40，50 m3/d 进行模拟，得到单独注聚和水聚同驱时的增油量及水聚干扰程度（表8）。从表8 可以看出，随着注水强度的增大，水聚同驱增油量明显降低，水聚干扰对聚驱效果的影响程度逐渐增强。这是因为增大注水强度，会限制聚驱波及体积，增强水聚之间的互溶驱替现象。为提高后续聚驱开发效果，可以采取适当降低注水强度的方法。

2.5.3 注聚浓度

设置聚合物的注入浓度分别为1 500，1 750，2 000，2 250，2 500 mg/L-1，总结不同的注聚浓度条件下水聚干扰程度的强弱（表9）。从表9 可以看出，随着注聚浓度的增大，单井注聚和水聚同驱的增油量都有明显的增加，但水聚干扰对聚驱效果的影响程度逐渐减弱。因此，可以考虑适当增加注聚浓度来减弱水聚干扰的影响程度。

表6 不同的渗透率级差水聚干扰影响程度

表7 不同的注入井井距水聚干扰程度

表8 不同的注水强度水聚干扰影响程度

表9 不同的注聚浓度水聚干扰影响程度

2.5.4 注聚时机

分别设置不同的注聚时机，即分别设置含水率为40%，50%，60%，70%，80%时开始注聚，总结不同的含水率水聚干扰程度的强弱（表10）。从表10可以看出，在不同的注聚时机，单井注聚和水聚同驱均会导致水聚干扰，但水聚干扰的影响程度无明显变化特征。

3 矿场应用

针对海上S 油田可能出现的水聚干扰区域，开展了聚驱优化措施。

3.1 注水井提前实施注聚，完善注聚井网

注水井X1 井于2011 年开始实施注聚，同井组注水井X2 井实施注水不注聚。该区储层厚度较大，非均质性较强。X1 井注聚后，对应的直接受效油井A 井含水下降6%，日增油10.0 m3，间接受效油井B井含水未发生变化。针对此情况，对X2 井开始实施注聚，其周边受效井A、B 井含水均下降10%，日增油25.0 m3，C 井开始有所见效，含水上升速度减缓。截至目前，该区块较水聚干扰时增油2.2×104m3。由此可见，针对储层厚度较大、非均质较强的区块，可提前实施注聚，完善注聚井网，这样有助于抑制水聚干扰。

3.2 优化注水强度，改善注聚效果

X3 井于2011 年开始实施注聚，同井组注水井X4 井实施注水不注聚。该区块储层厚度较小，非均质性较弱，但地层能量充足。由于水聚干扰的影响，部分油井表现为聚驱受效不明显，含水变化不大的特征。2013 年，对注水井X4 井降低注水强度，其周边受效油井均有不同程度的受效反应，含水平均下降5%，较水聚干扰时增油1.1×104m3。由此可见，降低注水井的注水强度，水聚干扰得到了一定地抑制，聚驱增油效果有所改善。

目前，S 油田注聚区已实施注聚井24 口，在分步实施过程中通过有效避免水聚干扰，油井的受益率达到86%，实现净增油量482.0×104m3，提高采出程度5.1%。

表10 不同的注聚时机水聚干扰影响程度

4 结论

（1）储层水聚干扰程度受储层韵律性影响作用明显，影响程度依次为正韵律储层、复合韵律储层、反韵律储层；随着储层厚度、渗透率及注水强度的增加，储层水聚干扰程度均增强；注采井井距越小，水聚干扰程度越强；不同注聚时机均会造成水聚干扰，影响聚驱增油效果。

（2）通过针对性优化注水井转注聚顺序及水聚注入强度，有效地控制了分批次转注聚期间出现的水聚干扰，使油井受益率达到86%，实现净增油482.0×104m3，提高采出程度5.1%，聚驱降水增油效果稳定。