趙 歡，尹洪軍，王 龍, 徐志濤

（東北石油大學(xué) 提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 黑龍江 大慶 163318）

工藝與裝備

低滲透油田周期注水方案優(yōu)選

趙 歡，尹洪軍，王 龍, 徐志濤

（東北石油大學(xué) 提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 黑龍江 大慶 163318）

Y油田A井區(qū)屬于低滲透油田，經(jīng)過多年開發(fā)，逐漸暴露出井網(wǎng)對(duì)砂體的控制程度低、注采系統(tǒng)不夠完善、含水上升較快和砂體水淹狀況復(fù)雜等問題。周期注水可以利用現(xiàn)有井網(wǎng)，周期性地提高和降低注水壓力的辦法，在油層內(nèi)產(chǎn)生不穩(wěn)定壓降，使層內(nèi)不同滲透率區(qū)域之間產(chǎn)生相應(yīng)的液體交換滲流，使滯留狀態(tài)的原油動(dòng)用起來，擴(kuò)大注入水的波及體積，提高注入水的利用率。根據(jù)該井區(qū)的實(shí)際情況，計(jì)算出適宜該井區(qū)的周期注水周期，并設(shè)計(jì)了4種不同方案進(jìn)行了方案預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)結(jié)果表明：不對(duì)稱的短注長(zhǎng)停的注水方案效果最好；對(duì)稱方式次之；不對(duì)稱的長(zhǎng)注短停最差。

低滲透油田；數(shù)值模擬；周期注水；優(yōu)選

A井區(qū)位于Y油田的北部，南部與S井區(qū)相鄰，東部與B井區(qū)相鄰，主要開發(fā)目的層為扶楊油層。含油面積11.0 km2，地質(zhì)儲(chǔ)量960.28×104t，可采儲(chǔ)量268.84×104t。油層平均有效厚度14.3 m，平均孔隙度13.5%，平均空氣滲透率4.47×10-3μm2，油藏類型為斷層-巖性復(fù)合油藏。

隨著開發(fā)的進(jìn)行，經(jīng)過多年開發(fā)該井區(qū)逐漸暴露出井網(wǎng)對(duì)砂體的控制程度低、注采系統(tǒng)不夠完善、含水上升較快和砂體水淹狀況復(fù)雜等問題，已有的注水政策已經(jīng)不能適應(yīng)加密區(qū)的開發(fā)生產(chǎn)，油井含水上升過快，注入水得不到充分有效的利用。為了改善井區(qū)開發(fā)效果，對(duì)該井區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)建模及油藏?cái)?shù)值模擬研究，探討周期注水的可行性，優(yōu)選周期注水的最優(yōu)周期。

1 A井區(qū)油藏?cái)?shù)值模擬

1.1 初始流體參數(shù)

在油藏?cái)?shù)值模擬前需要確定油藏的流體參數(shù)，根據(jù)模擬，在研究過程中選取非平衡啟動(dòng)的模擬方法，即給定初始?jí)毫统跏己柡投取井區(qū)采用的數(shù)據(jù)見表1。

1.2 儲(chǔ)量擬合

模型建立后，對(duì)基本參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，結(jié)合地質(zhì)、測(cè)井、油藏工程等資料，對(duì)有效厚度、滲透率等不確定參數(shù)進(jìn)行修正，經(jīng)過多次檢查、調(diào)整，反復(fù)進(jìn)行儲(chǔ)量擬合，使模型計(jì)算的儲(chǔ)量與實(shí)際地質(zhì)儲(chǔ)量相一致。A井區(qū)模型儲(chǔ)量為 959.18×104t，實(shí)際儲(chǔ)量為960.28×104t，相對(duì)誤差為0.11%，達(dá)到擬合精度。

表1 A井區(qū)流體參數(shù)Table 1 Fulid parameters of A block

1.3 含水率擬合

在儲(chǔ)量完成后，進(jìn)行含水?dāng)M合，含水?dāng)M合時(shí)一個(gè)比較復(fù)雜的過程，需要多次調(diào)整與修正參數(shù)，才能實(shí)現(xiàn)精確的擬合，這需要油藏工作者豐富的經(jīng)驗(yàn)做基礎(chǔ)。A井區(qū)擬合至2013年7月，實(shí)際模擬區(qū)綜合含水率為 42.22%，擬合綜合含水率為 43.18%，相對(duì)誤差為 2.27%。全區(qū)產(chǎn)液量、產(chǎn)油量及含水率曲線如圖1-4所示。

歷史擬合結(jié)果精度滿足要求，很好的模擬A井區(qū)的地質(zhì)情況，可以進(jìn)行下一步預(yù)測(cè)。

圖1 產(chǎn)液量擬合曲線Fig.1 Fluid production rate matched curve

圖2 產(chǎn)油量擬合曲線Fig.2 Oil production rate matched curve

圖3 累積產(chǎn)油量擬合曲線Fig.3 Cumulative fluid production matched curve

圖4 綜合含水率擬合曲線Fig.4 Average water cut matched curve

2 井區(qū)周期注水效果預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)

2.1 A井區(qū)周期注水最佳工作周期

周期注水的合理注水半周期的時(shí)間長(zhǎng)短T由下式[1-4]確定。

式中: K —儲(chǔ)層巖石滲透率，m2；

ф —儲(chǔ)層巖石孔隙度；

C —綜合壓縮系數(shù)，Pa-1；

L —注采井距，m；

μ —為流體粘度，Pa·s；

T —為注水工作半周期，s。

根據(jù)公式（1）計(jì)算得A井區(qū)注水半周期為60 d。

2.2 方案設(shè)計(jì)

在油藏?cái)?shù)值模擬建立的模型擬合精度達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以認(rèn)為模擬的模型可以真實(shí)的反映油藏動(dòng)態(tài)。對(duì)該模型設(shè)置不同的周期注水方案，應(yīng)用油藏?cái)?shù)值模擬軟件進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)。按照水動(dòng)力學(xué)調(diào)整注水周期的不同頻率，可分為對(duì)稱型和不對(duì)稱型兩大類[5]。對(duì)稱型就是周期注水的注水時(shí)間與停注時(shí)間相等；不對(duì)稱型就是周期注水的注水時(shí)間與停注時(shí)間不相等，又可分為短注長(zhǎng)停、長(zhǎng)注短停等類型。根據(jù)A井區(qū)的實(shí)際情況設(shè)立了如下四個(gè)方案：

方案一：對(duì)稱方案，注2月停2月；

方案二：對(duì)稱方案，注3月停3月；方案三：不對(duì)稱方案，短注長(zhǎng)停，注2月停3月；方案四：不對(duì)稱方案，長(zhǎng)注短停，注3月停2月。

2.3 方案優(yōu)選

針對(duì)制定的周期注水方案，對(duì)配注量二次調(diào)整之后注水情況進(jìn)行計(jì)算，周期注水方案計(jì)算過程中，油井定產(chǎn)液生產(chǎn)，對(duì)比不同周期注水方案的開發(fā)效果。各方案的計(jì)算結(jié)果如圖5和圖6所示。

圖5 含水率對(duì)比曲線Fig.5 Water cut comparison curve

圖6 累積產(chǎn)油量變化Fig.6 Cumulative fluid production comparison curve

預(yù)測(cè)10年結(jié)果不同方案對(duì)比結(jié)果見表2。

表2 不同周期注水方案結(jié)果對(duì)比表Table 2 Different solution of cycle injection

從表2中可以看出，方案三（即不對(duì)稱周期注2月停3月）的采出程度增量最高，含水率最低。這主要是因?yàn)椴捎貌粚?duì)稱周期注2月停3月時(shí)，水井長(zhǎng)時(shí)間關(guān)井而短時(shí)間注水，充分發(fā)揮了毛管力瀉油的作用[6-9]。因此，采用注2月停3月為一個(gè)注水周期的調(diào)整方式能有效動(dòng)用油層潛力。

根據(jù)A井區(qū)不同方案數(shù)值模擬結(jié)果表明：不對(duì)稱的短注長(zhǎng)停的注水方案含水率降低值最大，增油量最多；對(duì)稱方式次之；不對(duì)稱的長(zhǎng)注短停最差?？紤]地層壓力平衡問題，周期注水實(shí)施原則應(yīng)為：在保證油層壓力水平的前提下，快速注水比較好，應(yīng)延長(zhǎng)水井停注時(shí)間和油井采油時(shí)間。

3 結(jié) 論

（1）開展油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)研究，對(duì)地質(zhì)儲(chǔ)量、綜合含水率、單井含水率、產(chǎn)液量等開發(fā)指標(biāo)進(jìn)行了歷史擬合，歷史擬合精度滿足要求。

（2）結(jié)合實(shí)際情況確定了周期注水方案，對(duì)不同的周期注水方案進(jìn)行模擬，確定A井區(qū)的最佳注采周期是注2個(gè)月停3個(gè)月的不對(duì)稱方案。

［1］陳朝暉,杜志敏. 周期注水滲流機(jī)理及其影響因素評(píng)價(jià)數(shù)值模擬研究[J]. 西南石油學(xué)院學(xué)報(bào),1997(03):64-69+73+6.

［2］俞啟泰,張素芳. 再述周期注水的油藏?cái)?shù)值模擬研究[J]. 石油勘探與開發(fā),1994(02):56-61+121-122.

［3］韓大匡. 深度開發(fā)高含水油田提高采收率問題的探討[J]. 石油勘探與開發(fā),1995(05):47-55+98.

［4］俞啟泰,張素芳. 周期注水的油藏?cái)?shù)值模擬研究[J]. 石油勘探與開發(fā),1993(06):46-53.

［5］姜澤菊,安申法,于彥,趙延茹,沈靜. 注水油田轉(zhuǎn)周期注水開發(fā)影響因素探討[J]. 石油鉆探技術(shù),2005(06):54-56.

［6］趙春森,呂建榮,楊大剛. 大慶油田葡北二斷塊南部周期注水應(yīng)用方法研究[J]. 油氣地質(zhì)與采收率,2008(06):76-79+116.

［7］張繼春,柏松章,張亞娟,斑顏紅. 周期注水實(shí)驗(yàn)及增油機(jī)理研究[J].石油學(xué)報(bào),2003(02):76-80.

［8］M. George, E. T. Guidroz, O. Daniel Project—A Successful Spraberry Flood[J] Journal of Petroleum Technology, 1967, 9: 1137-1140.

［9］R. J. Enright, Spraberry Cyclical Flood Technique May Net 500 Million bbl of Oil[J]. Oil and Gas Journal, 1962, 10( 1),63-77.

Optimal Solution of Cyclic Waterflooding for Low Permeability Oilfields

ZHAO Huan，YIN Hong-jun，WANG Long，XU Zhi-tao
（Key Laboratory for Enhanced Oil Recovery of Ministry of Education，Northeast Petroleum University，Heilongjiang Daqing 163318，China）

For many years of development of block A in Y oilfield, many issues have appeared, such as low control degree of well pattern on sand body, imperfect injection–production system, quick increase of water cut and complex watering out situation of the sand body. Based on existent well patterns, cyclic waterflooding can be used to form unstable pressure drop in oil-bearing layers, which will lead to fluid percolation between zones with different permeability to increase the sweeping volume and utilization rate of injected water. In this paper, the appropriate cycle of cyclic water injection was calculated according to the actual situation of the well block, 4 different solutions were designed and predicted. The results show that the asymmetrical solution of short time injection and long time shut is the best, the symmetrical solution is the second,and the asymmetrical solution of long time injection and short time shut is the worst .

Low permeability; Numerical simulation; Cyclic water injection; Optimization

TE 357

： A

： 1671-0460（2015）03-0564-03

黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目，項(xiàng)目號(hào)：12521052

2014-10-15

趙歡（1990-），女，在讀研究生，研究方向：油藏?cái)?shù)值模擬。E-mail：zh_cindy@126.com。

尹洪軍（1964-），女，教授，博士，1986 年畢業(yè)于東北石油大學(xué)油氣田開發(fā)工程專業(yè)，研究方向：油氣層滲流力學(xué)與數(shù)值模擬、現(xiàn)代試井和油氣藏改造與評(píng)價(jià)的理論及應(yīng)用技術(shù)研究。E-mail：yinhj7176@126.com。