基于示踪剂监测和数值模拟的低渗透油藏注采连通性评价

李宁，杨林，郑小敏，张金海，刘怡辰，马炯

（中国石油集团测井有限公司 地质研究院，西安 710075）

井间连通性主要描述储集层砂体空间展布关系，是油藏动态分析和开发方案综合调整的基础[1-7]。20 世纪50 年代，示踪剂监测通过动态监测注入流体流动过程，首先应用于地下水流动监测，随后应用于油藏开发井间连通性评价[8-9]；20世纪80年代至今，示踪剂监测技术和解释理论发展迅速，可定量分析储集层厚度、渗透率、孔喉半径等[10-12]。由于示踪剂监测过程中流体主要沿高渗透通道流动，解释结果无法全面反映井组开发特征，有必要用其他方法验证监测结果。油藏数值模拟可研究水驱开发油藏的生产动态规律及开发效果[13-17]，分析储集层砂体展布规律[18-19]，广泛应用于井间连通性研究。由于数值模拟多解性强，对油田生产缺乏有效指导，模拟成果需要通过动态监测资料进行验证[20-23]。

本文以长庆油田三叠系延长组长61低渗透油藏Q011-35 井组为研究目标，首先分析连井剖面以明确砂体接触类型，通过分析微量物质示踪剂监测结果，判断井组油井与水井的连通关系，并以此修正油藏数值模拟模型，明确剩余油分布情况，提出增产挖潜建议，对低渗透油藏注采连通性评价、增产挖潜方案制定具有借鉴意义。

1 研究区概况

1.1 井组概况

Q011-35 井组位于长庆油田中部，主力油层为三叠系长61，发育三角洲前缘水下分流河道。长61可划分为长和长共2个小层，其中，长在全区广泛发育，渗透率为2.78 mD，平均单井有效厚度为16.8 m；长渗透率为2.50 mD，平均单井有效厚度为13.5 m。结合岩心资料可知，井组范围内储集层平面渗透率分布差异大，储集层非均质性较强；结合压裂裂缝监测、成像测井等资料可知，储集层发育天然高角度裂缝，局部发育大规模垂直裂缝，裂缝倾角为62.6°～89.6°，储集层较强的非均质性是制约油藏稳产的主要因素[24]。井组内8 口油井均为中—高含水井，综合含水率为59.4%，井组中间部署8 口检查井以开展基于储集层非均质性研究的油藏水驱效果评价，为持续稳产提供技术支撑（图1）。

图1 长庆油田Q011-35井组井位分布Fig.1.Well locations of well group Q011-35 in Changqing oilfield

1.2 砂体接触类型

基于地质资料、测井资料等识别单砂体，明确砂体空间展布特征及井间连通情况[25-27]。通过分析过Q012-35 井—QJ011-355 井—Q011-35 井的剖面可知，砂体侧向接触类型主要有单一河道式、侧切式、侧叠式和孤立间湾式（图2）。长和长砂体为单一河道式接触，连通效果最好；砂体呈侧切式接触为主的长、以侧叠式接触为主的长连通效果次之，砂体呈孤立间湾式接触的长连通效果最差。

图2 过Q012-35井—QJ011-355井—Q011-35井砂体剖面接触类型（剖面位置见图1）Fig.2.Contact types of sand bodies on the profile through wells Q012-35,QJ011-355 and Q011-35(section location is shown in Fig.1)

结合射孔位置分析，在采油井Q012-35井与注水井Q011-35 井之间以单一河道式连通的5 个单砂体中，长和长注采对应良好，长无注无采、长有采无注、长有注无采，以上3个层位需进一步优化注采对应关系，上述分析为井组水驱效果精细评价奠定基础。

2 微量物质示踪剂监测

示踪剂监测是从注水井注入示踪剂，在目标生产井取原油样品分析示踪剂产出情况，进而明确油藏井间、层间连通状况。为深入研究Q011-35井组注水驱替条件下各小层油井与水井连通情况、明确注入水推进方向与水驱速度、总结剩余油分布规律，为下步开发政策调整提供依据，2019年7月对该井组开展微量物质示踪剂监测。

2.1 示踪剂监测井位选取

Q011-35 井组内的8 口油井除Q011-34 井为长单采外，其余7 口油井均为长和长合采。其中，Q011-35井为分层注水井，注水层位为长和长，各层日注水量均为15 m3，累计注水量为10.97×104m3。为分析储集层大孔道和裂缝对注水影响及跨井组见剂情况，扩边选取16口监测井（图3）。

图3 长庆油田Q011-35井组示踪剂扩边监测井位分布Fig.3.Well locations under extended tracer monitoring in well group Q011-35 in Changqing oilfield

2.2 示踪剂监测方法

以Q011-35 井组的地层水矿化度和储集层岩性为依据，确定长注入示踪剂为Ho、长注入示踪剂为Nd，并计算其质量浓度和用量。

监测井组的注采井距为276～796 m，注入水推进较均匀，拟定示踪剂监测频率为：示踪剂注入后的第2 天至第30 天，每天在各监测井取样1 次；示踪剂注入后的第31天至第60天，每2天取样1次。

2.3 示踪剂产出情况

示踪剂注入后的60 天中，Q011-35 井组的16 口监测井中有3 口井明显见剂，说明对应油井能够受到相应注水井的注水控制，呈现出明显的示踪剂突破响应特征，但见剂井比例仅为18.75%，说明Q011-35 井组油井和水井井间动态连通程度较低。

2.4 井间连通情况

通常依据储集层渗透率、孔喉半径等参数将长庆油田长61水淹层划分为高渗透水淹层、大孔道水淹层和特大孔道水淹层共计3 类，其中，渗透率为50.00～8 000.00 mD，孔喉半径小于15.00 μm 的水淹层为高渗透水淹层；渗透率为8 000.00～94 000.00 mD，孔喉半径为15.00～50.00 μm 的水淹层为大孔道水淹层；渗透率大于94 000.00 mD，孔喉半径大于50.00 μm 的水淹层为特大孔道水淹层。计算示踪剂在Q011-35 井组的油井见剂的3 个井间连通通道的储集层平均厚度、平均渗透率、平均孔喉半径等参数见表1，依据以上标准判定该井组井间连通通道所在层位均为高渗透水淹层。

表1 长庆油田Q011-35井组井间连通通道参数Table 1.Parameters of interwell channels in well group Q011-35 in Changqing oilfield

图4 长庆油田Q011-35井组长61连通通道平面分布Fig.4.Plane distribution of communication channels in Chang 61of well group Q011-35 in Changqing oilfield

3 数值模拟剩余油分布

在监测Q011-35 井组微量物质示踪剂的基础上，建立油藏数值模拟模型，模拟长61各单砂体剩余油分布。分别在长的Q011-35 井至Q012-35 井方向和Q011-35 井至Q013-36 井方向、长的Q011-35 井至Q013-34 井方向，利用局部网格加密法设置了高渗透条带。受砂体连通性和注采对应关系影响，在Q012-35井处，长为无注无采，长为侧切式连通，长为有采无注，长为有注无采，剩余油相对富集，长和长水驱动用程度高（图5），数值模拟结果与单砂体分析结果一致。受储集层物性影响，长各单砂体较长各单砂体水驱范围更大、水洗程度更高，数值模拟结果与示踪剂监测计算结果一致，进一步验证了油藏数值模拟模型的合理性。

图5 长庆油田Q011-35井组长61剩余油平面分布Fig.5.Plane distribution of remaining oil in Chang 61of well group Q011-35 in Changqing oilfield

4 水驱效果评价

通过微量物质示踪剂监测和油藏数值模拟综合分析可知，长庆油田Q011-35井组长和长存在高渗透连通通道，油藏平面非均质性较强。通过比较长和长各单砂体水驱情况可知，储集层物性是剩余油层间分布的主控因素；通过分析剩余油平面分布情况可知，单砂体连通情况、注采对应关系是剩余油平面分布的主控因素。结合单砂体剖面连通性分析及数值模拟结果，对检查井QJ011-355 井水驱效果进行综合评价（表2）。

表2 长庆油田QJ011-355井长、长水驱效果评价Table 2.Evaluation on waterflooding effects of Chang and Chang of Well QJ011-355 in Changqing oilfield

表2 长庆油田QJ011-355井长、长水驱效果评价Table 2.Evaluation on waterflooding effects of Chang and Chang of Well QJ011-355 in Changqing oilfield

根据综合评价结果，提出剩余油挖潜措施建议。针对注采不对应的层位进行补孔，如Q011-35 井的长和长、Q012-35 井的长和长；针对Q011-35 井至Q012-35 井井间长和长的裂缝及大孔道采取封堵措施。

5 结论

（1）长庆油田长61低渗透油藏Q011-35 井组储集层非均质性较强，长、长和长平面水驱方向以北东—南西向为主，在长和长存在西北方向和西南方向的高渗透连通通道；长各单砂体比长各单砂体水洗程度更高。

（2）微量物质示踪剂监测是判别低渗透油藏井间连通性的有效方法，可以进行分层监测，跨井位监测设计能够有效识别长距离高渗透连通通道见剂的情况。

（3）微量物质示踪剂监测与数值模拟相结合的方法能真实反映油藏开发过程，可信度高。示踪剂监测结果能够有效指导油藏数值模拟，使数值模拟结果更接近实际，同时，数值模拟结果也是示踪剂监测结果的有效补充。通过平面和剖面综合分析，可使结果更加准确、合理，该方法为低渗透油藏综合评价及剩余油精细挖潜提供了借鉴。