阮明龍 羅登宇 熊蕓羚 袁玉鳳 尹高平

(1.西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，成都 610500;2.西南石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，成都 610500;3.中國石化河南油田第一采油廠地質(zhì)研究所，河南 桐柏 474780)

雙河油田437塊Ⅱ1－2層系含油面積1.33 km2，原油地質(zhì)儲量304.5×104t，油藏平均孔隙度20.9%，平均滲透率682×10－3μm2。1977年投入開發(fā)，截至2012年8月，該油田采出程度達(dá)48.98%，綜合含水達(dá)96.82%，開發(fā)矛盾越來越突出，穩(wěn)產(chǎn)難度大，“控水挖潛”成為該油田的首要任務(wù)。

1 研究模型的建立

根據(jù)437塊Ⅱ1－2層系地質(zhì)研究成果和地質(zhì)建模數(shù)據(jù)，結(jié)合該油藏的相滲數(shù)據(jù)、小層數(shù)據(jù)、井位資料、井斜資料、射孔資料、生產(chǎn)動態(tài)資料等進(jìn)行437塊Ⅱ1－2層系生產(chǎn)歷史擬合為后期研究提供可靠地質(zhì)模型，建立的地質(zhì)模型如圖1所示。

圖1 雙河油田437塊Ⅱ1－2層系地質(zhì)模型

2 特高含水期不穩(wěn)定注水機(jī)理研究

油田在常規(guī)注水條件下，特高含水期的注采井網(wǎng)驅(qū)替系統(tǒng)會在采油井與注水井的連線上形成滯留區(qū)，也就是壓力平衡區(qū)，導(dǎo)致該區(qū)域水淹嚴(yán)重，原油驅(qū)替不出。實施不穩(wěn)定注水技術(shù)［1］，由于毛管力和彈性力的作用，會產(chǎn)生毛管滲吸現(xiàn)象和壓力擾動現(xiàn)象，使注入水波及到常規(guī)注水未能波及到的區(qū)域，提高特高含水期油藏的采收率［2］。

2.1 毛管滲吸作用

一個完整的不穩(wěn)定注水周期分為注水階段、停注階段和復(fù)注階段。特高含水期油田，注水階段(見圖2)主孔道中大部分原油已經(jīng)被驅(qū)替采出，這時由于粗孔道中的注水外壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于細(xì)孔道和裂縫中產(chǎn)生的毛管壓力，細(xì)孔道和裂縫中的剩余油將不能采出，這時形成毛管力與注水壓力的第一次壓力平衡。

圖2 注水階段巖石孔隙中油流動示意圖

在停注階段(見圖3)，注入水的壓力開始下降，這時毛管力與外壓的壓力平衡被打破，被滯留在細(xì)孔道和裂縫中的剩余油逐漸流向粗孔道，產(chǎn)生毛管滲吸現(xiàn)象，毛管力逐漸下降，形成毛管力與注水壓力的第二次壓力平衡，細(xì)孔道和裂縫中的原油停止流動。

圖3 停注階段巖石孔隙中油流動示意圖

在復(fù)注階段，注入水的外壓增大，將滲吸到粗孔道的剩余油驅(qū)向井底。同時，注入水在強(qiáng)大的外壓下進(jìn)入細(xì)孔道和縫隙，發(fā)生強(qiáng)迫自滲吸，使這里面的原油停止向外流動，達(dá)到一次新的壓力平衡(見圖4)。

圖4 復(fù)注階段巖石孔隙中油流動示意圖

2.2 壓力擾動作用

在不穩(wěn)定注水實施過程中，彈性力的作用會引起壓力擾動現(xiàn)象［3］(見圖5)，壓力擾動可以將一部分剩余油運移到賈敏效應(yīng)相對較小的孔隙中而被外壓驅(qū)替出。同時，當(dāng)剩余油處于壓力擾動的最大值時，可以使一部分剩余油在賈敏效應(yīng)較大的孔隙中被采出。

圖5 雙河油田437塊Ⅱ1－2層系不穩(wěn)定注水壓力預(yù)測曲線

利用建立好的地質(zhì)模型，優(yōu)選出464、H2101和S2107井組，進(jìn)行常規(guī)注水、考慮毛管力和彈性力的不穩(wěn)定注水以及只考慮彈性力的不穩(wěn)定注水效果預(yù)測，預(yù)測時間為5a，從預(yù)測結(jié)果(見表1)可知，特高含水期油藏不穩(wěn)定注水受到毛管力與彈性力的綜合作用［4］，彈性力的作用略大于毛管力，在毛管滲吸和壓力擾動下，剩余油才從細(xì)孔道和裂縫中被不斷采出，提高該類油藏的采收率。

表1 雙河油田437塊Ⅱ1－2層系不穩(wěn)定注水彈性力與毛管力的作用對比表

3 特高含水期不穩(wěn)定注水適應(yīng)性研究

對國內(nèi)注水開發(fā)油田特高含水期實施的不穩(wěn)定注水技術(shù)取得較好效果的實例進(jìn)行總結(jié)，得到特高含水期油田不穩(wěn)定注水現(xiàn)場實施地質(zhì)特征對比表(見表2)，可得出適用于不穩(wěn)定注水技術(shù)的特高含水期油藏應(yīng)滿足如下4個條件:(1)儲層層內(nèi)、層間非均質(zhì)性較強(qiáng)［5］;(2)油藏巖石親水;(3)油層的連通程度要高、井網(wǎng)的適應(yīng)性要好;(4)油藏平面和縱向上剩余油均有一定的潛力。

表2 國內(nèi)特高含水期油田不穩(wěn)定注水地質(zhì)特征對比表

表2 續(xù)

3.1 儲層的層內(nèi)和層間非均質(zhì)性

437塊Ⅱ1－2層系層間非均質(zhì)系數(shù)為0.5，屬于中等非均質(zhì)，由于存在隔夾層，加重了層間的非均質(zhì)程度。同時，437塊6個層位多口井芯的滲透率統(tǒng)計結(jié)果(見表3)顯示該斷塊的層內(nèi)非均質(zhì)性比較嚴(yán)重。

3.2 巖石的親水特征

通過對層系的相滲曲線進(jìn)行測定，得到束縛水飽和度為28%，殘余油飽和度為26%，等滲點含水飽和度大于50.0%，說明本油藏親水。

3.3 油層的連通性和井網(wǎng)適應(yīng)性

層系一共有6個含油砂體，5個隔夾層達(dá)到0.39% ～97.8%的鉆遇率，說明縱向上油層疊加較好，垂向上連通性好。

層系的驅(qū)替特征曲線走勢平穩(wěn)、水驅(qū)控制程度達(dá)到91.7%，說明層系的井網(wǎng)適應(yīng)性較好。

3.4 油藏的剩余油潛力

通過對地質(zhì)模型進(jìn)行生產(chǎn)歷史擬合［6］，得到層系的剩余油分布情況(表4)，統(tǒng)計出層系剩余地質(zhì)儲量155.34 ×104t，其中58.1 ×104t剩余油是受到井間滯留［7］而造成的，占剩余油儲量的37.41%。該部分剩余油大多滯留在注水井間和油井間的壓力平衡區(qū)，最適合用不穩(wěn)定注水方法采出。

表4 雙河油田437塊Ⅱ1－2層不穩(wěn)定注水剩余油潛力表

437塊Ⅱ1－2層系儲層層內(nèi)、層間非均質(zhì)性較強(qiáng)，巖石親水，井網(wǎng)適應(yīng)性較好，油層連通程度高，平面、縱向上均具有一定潛力，所以現(xiàn)階段適合利用不穩(wěn)定注水技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。

4 結(jié)論

(1)特高含水期油田不穩(wěn)定注水機(jī)理解釋為毛管力和彈性力的共同作用，彈性力的作用略大于毛管力。

(2)毛管滲吸現(xiàn)象和壓力擾動現(xiàn)象會提高特高含水期油田不穩(wěn)定注水時的采收率。

(3)特高含水期油田實施不穩(wěn)定注水的條件是非均質(zhì)強(qiáng)、巖石親水、油層連通程度高、井網(wǎng)適應(yīng)性好，并且具有一定剩余油潛力。

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