优势渗流通道对动态特征及剩余油影响研究

刘 斌，瞿朝朝，岳宝林，杨志成，张 伟

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459）

渤海X 油田平面、纵向矛盾不断加剧，注入水低效、无效循环现象愈发严重。造成此现象的根本原因在于目前该油田已发育较明显的优势渗流通道[1-4]，其进一步加剧储层非均质性及水窜，导致油井含水上升快，过早进入高含水期；同时加剧层内、层间矛盾，使储层纵向产出不均衡，层间压力差异大，干扰严重；平面矛盾突出，注入水突进不均衡，从而使注入水利用率低和波及系数降低，严重影响油田的开发效果。本文利用数值模拟方法分析优势渗流通道的形成对动态开发特征及剩余油分布规律的影响，旨在形成适用于油田的优化注水策略，改善油田开发效果，为同类型油田提供技术支持。

1 优势渗流通道对动态开发特征的影响

优势渗流通道形成后，注水井的注入动态、生产井的生产动态均会发生明显变化，通过数模分析、理论分析和实例分析总结优势渗流通道形成后的动态开发特征[5-7]，直观反映优势渗流通道形成对油田生产开发的影响。分别建立均质油藏和有优势渗流通道的模型，首先利用均质模型进行水驱模拟，直至模拟结束；然后利用均质模型进行水驱模拟，当驱替到一定含水率时，重启动利用优势渗流通道模型继续模拟；最后对比两模型的水驱结果，进而得到优势渗流通道形成后的动态开发特征规律。

1.1 注水井特征

对于注水井，形成优势渗流通道后主要表现为注入压力下降、注水量上升及吸水剖面异常等。

1.1.1 注入压力下降 由数值模拟结果看出，形成优势渗流通道后注水井井底流压降低，这是因为Q 和Pi一定时，优势渗流通道形成后，渗透率K 增大，渗流阻力R 减小，因此Pwi减小。

式中：Q－注水量，m3/d；Pwi－注水井井底流压，MPa；Pi－地层平均压力，MPa；K－渗透率，10-3μm2；A－渗流的横截面积；R－渗流阻力；ΔP－注水压差，MPa。

储层的孔渗特征明显变大，储层的渗流阻力下降，注入流体更容易注入地层，导致注入压力下降。

1.1.2 注水量上升 数值模拟结果看出，优势渗流通道形成后注水井日注量增加，这是因为Pwi和Pi一定时，优势渗流通道形成后，渗透率K 增大，渗流阻力R减小，因此Q 增大，见式（1）。

综上述，优势渗流通道形成后，储层的孔渗特征明显变大，储层的渗流阻力下降，注入流体更容易注入地层，导致注入量上升。

1.1.3 吸水剖面异常 优势渗流通道形成后，储层的孔渗特征明显变大，储层的渗流阻力下降，注入流体更容易注入地层，导致地层吸水量增大，而未发育优势渗流通道的地层吸水量降低，使得吸水剖面更不均匀。

1.2 采油井特征

对于采油井，优势渗流通道发育后主要表现为井底压力升高、产液量产水量急剧上升、水淹严重和产液剖面异常等。

1.2.1 井底压力升高 由数值模拟结果看出，优势渗流通道形成后采油井井底流压升高。综上述，优势渗流通道形成后，储层的孔渗特征明显变大，注水井的压力更容易传导到采油井，因此采油井的井底压力升高，同理采油井井口压力也会升高。

1.2.2 产液量产水量急剧上升 由数值模拟结果看出，优势渗流通道形成后采油井井底流压升高，渗透率增大，渗流阻力减小，因此产液量、产水量增大。

优势渗流通道形成后，储层的孔渗特征明显变大，储层的渗流阻力下降，注入流体更容易注入地层，大量注入水沿着优势渗流通道突进无效循环，使得采油井产液量、产水量急剧上升。

1.2.3 水淹严重 优势渗流通道形成后，储层的孔渗特征明显变大，储层的渗流阻力下降，注入流体更容易注入地层，大量注入水沿着优势渗流通道突进，使得水淹严重。

1.2.4 产液剖面异常 优势渗流通道形成后，储层的孔渗特征明显变大，储层的渗流阻力下降，注入流体更容易注入地层，大量注入水沿着优势渗流通道突进无效循环，注入流体进入到优势渗流通道发育以外的层位较少，使得产液剖面非常不均匀。

2 优势渗流通道发育对剩余油的控制作用

2.1 不同韵律性下优势渗流通道的形成对剩余油的控制作用

分别利用储层时变数模和普通的数值模拟手段分别研究了不同韵律下优势渗流通道发育对剩余油的控制作用。与不考虑储层参数时变的普通数值模拟手段相比（见图1），考虑储层参数时变的模拟技术展示反韵律油藏优势渗流通道发育对剩余油的控制作用，反韵律油藏顶部形成优势渗流通道以后，更易导致注入水的无效循环，从而造成底部剩余油更加富集。这主要是因为渗透率级差较大的反韵律油藏顶部渗透率高，顶部容易形成优势渗流通道，从而导致了注入水的无效循环，进而造成底部剩余油的富集。

与不考虑储层参数时变相比（见图2），正韵律油藏底部形成优势渗流通道以后[8]，更易导致注入水的无效循环，从而造成顶部剩余油更加富集。

2.2 不同级差下优势渗流通道的形成对剩余油的控制作用

渗透率级差较大时（见图3），反韵律油藏顶部渗透率较大，水流冲刷作用强，渗透率变化较大，因此顶部容易发育优势渗流通道或者优势渗流通道发育较明显，造成底部开发效果较差，因此底部层段剩余油富集。但是渗透率级差较小时，重力作用明显，因此仍为顶部剩余油富集。

正韵律地层不管级差大小（见图4），均为顶部层段剩余油富集。而且渗透率级差越大，正韵律油藏底部优势渗流通道发育越明显，因而顶部层段剩余油越富集。

2.3 不同采液强度下优势渗流通道的形成对剩余油的控制作用

图1 反韵律情况优势渗流通道的形成对剩余油的控制作用

图2 正韵律情况优势渗流通道的形成对剩余油的控制作用

图3 反韵律不同级差情况优势渗流通道的形成对剩余油的控制作用

随含水率的升高，注水井与采液强度较高的油井之间逐渐形成优势渗流通道[9，10]，注入水沿优势渗流通道无效循环，对优势渗流通道之外原油的驱替作用不明显，剩余油在采液强度比较小的油井周围分布较多（见图5）。

3 矿场应用

图4 正韵律不同级差情况优势渗流通道的形成对剩余油的控制作用

图5 不同采液强度下优势渗流通道的形成对剩余油的控制作用

图6 注水井与对应油井生产曲线

渤海某油田Y3 井2018 年10 月测试吸水剖面，结果显示吸水严重不均，非主力薄层吸水效果强于主力层，综合分析认为形成优势渗流通道。该井2019 年3 月实施调剖，对应油井效果显著。Y1井措施前日产液751 m3，日产油30 m3，含水96 %，措施后日产液730 m3，日产油66 m3，含水91 %，日增油达到36 m3。整个Y1 井组日增油70 m3，增油量达到2.23×104m3（见图6）。

4 结论

（1）形成优势渗流通道后注入端主要表现为注入压力下降、注水量上升、吸水剖面严重不均；采出端主要表现为井底压力升高、产液量产水量急剧上升、水淹严重、产液剖面异常。

（2）反韵律油藏顶部形成优势渗流通道以后，更易导致注入水的无效循环，从而造成底部剩余油更加富集；正韵律油藏底部形成优势渗流通道以后，更易导致注入水的无效循环，从而造成顶部剩余油更加富集。

（3）渗透率级差较大时，反韵律油藏顶部渗透率较大，易形成优势渗流通道，造成底部剩余油富集；渗透率级差较小时，重力作用明显，仍为顶部剩余油富集。正韵律储层不论级差大小，均为顶部层段剩余油富集。

（4）注水井与采液强度较高的油井之间逐渐形成优势渗流通道，注入水沿优势渗流通道无效循环，剩余油在采液强度小的油井富集。