不同滲透率級(jí)差組合與水驅(qū)采收率關(guān)系研究

周延軍 (中石化中原油田分公司采油五廠,河南濮陽(yáng)457001)

非均質(zhì)油藏在注水開(kāi)發(fā)時(shí)一般按照儲(chǔ)層物性及流體性相近的原則,采取成組 (段)分層系開(kāi)發(fā)是解決層間非均質(zhì)性的基本措施[1],但對(duì)于好差層間互發(fā)育的多油層嚴(yán)重非均質(zhì)油藏,層間矛盾仍然較為突出,中低滲層得不到有效水驅(qū)動(dòng)用,儲(chǔ)量動(dòng)用程度不均衡[2,3]。為此,提出按滲透率級(jí)差組合開(kāi)發(fā)層系的思路,而層系內(nèi)滲透率級(jí)差是重組開(kāi)發(fā)層系的關(guān)鍵參數(shù)。筆者針對(duì)胡狀集油田進(jìn)行多層不同滲透率級(jí)差組合水驅(qū)油試驗(yàn),研究滲透率級(jí)差與水驅(qū)采收率的關(guān)系,確定了合理的層系內(nèi)滲透率級(jí)差。

1 不同級(jí)差組合水驅(qū)油試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在室溫下進(jìn)行,試驗(yàn)用油為精制油和中性煉油過(guò)濾后配制而成,在20℃下粘度為20.6mPa·s;試驗(yàn)用水為飽和鹽水,在20℃下粘度為1.15mPa·s;試驗(yàn)采用恒速注入的方式,平均單層注入速度為30cm3/h,多層組合時(shí)平均單層注入流量與單層注入流量一致。

巖心長(zhǎng)度定為0.5m左右,由胡狀集油田天然巖心經(jīng)排序后拼接而成。選取最大巖心滲透率在(1000～1500)×10-3μ m2范圍內(nèi),最小滲透率在 (20～50)×10-3μ m2范圍內(nèi),最大級(jí)差在40～50倍以內(nèi)。針對(duì)該水驅(qū)油試驗(yàn),設(shè)計(jì)18種不同滲透率級(jí)差組合 (見(jiàn)表1)。

表1 水驅(qū)油試驗(yàn)不同滲透率級(jí)差組合方式表

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 層間級(jí)差與驅(qū)動(dòng)壓差關(guān)系

小層要得到有效水驅(qū)動(dòng)用,必須建立足夠大的驅(qū)動(dòng)壓差,否則無(wú)法水驅(qū)動(dòng)用。小層水驅(qū)動(dòng)用所需的驅(qū)動(dòng)壓差與小層滲透率關(guān)系密切。水驅(qū)過(guò)程中是否能夠建立起小層 (特別是滲透率相對(duì)較低的小層)所需的驅(qū)動(dòng)壓差,取決于小層組合 (層系內(nèi))的層間滲透率級(jí)差大小。

1)驅(qū)動(dòng)壓差與滲透率的關(guān)系 水驅(qū)所需最大驅(qū)動(dòng)壓差與滲透率關(guān)系曲線如圖1所示。由圖1可知,不同滲透率儲(chǔ)層實(shí)現(xiàn)水驅(qū)動(dòng)用需要的最大驅(qū)動(dòng)壓差存在明顯差異;隨著滲透率的增加,最大驅(qū)動(dòng)壓差明顯降低,超過(guò)150×10-3μ m2后逐漸趨于平緩。

圖1 水驅(qū)所需最大驅(qū)動(dòng)壓差與滲透率關(guān)系曲線

2)滲透率級(jí)差對(duì)建立低滲層驅(qū)動(dòng)壓差的影響 不同組合下1號(hào)層采出程度與注采壓差關(guān)系如圖2所示。由圖2可知,在多層合注合采過(guò)程中,小層能夠建立的最大注采壓差直接受層間滲透率級(jí)差的影響。當(dāng)層間滲透率級(jí)差較小時(shí),滲透率相對(duì)較低的小層在水驅(qū)過(guò)程中能夠建立較高的驅(qū)動(dòng)壓差,從而得到有效動(dòng)用;隨著滲透率級(jí)差的增大,相對(duì)低滲透率層受中高滲層的層間干擾加劇,驅(qū)動(dòng)壓差迅速降低,使其無(wú)法得到有效水驅(qū)動(dòng)用,從而影響最終水驅(qū)采收率,如1號(hào)小層與其他層組合注采開(kāi)發(fā)時(shí),驅(qū)替壓差明顯分成4個(gè)等級(jí)區(qū),在小級(jí)差下可以建立較高的注采壓差,使差層充分動(dòng)用,大級(jí)差下由于高滲層干擾,無(wú)法建立足夠的注采壓差,不能水驅(qū)動(dòng)用。

圖2 不同組合下1號(hào)層采出程度與注采壓差關(guān)系

2.2 層間級(jí)差對(duì)水驅(qū)動(dòng)用及采收率的影響

1)單層注采 單層注采各小層滲透率圖如圖3所示。由圖3可知,單層水驅(qū)開(kāi)采時(shí),由于不受層間干擾的影響,每個(gè)層均能獲得較高的采收率。

2)多層組合注采水驅(qū)特征 在1+2兩層組合條件下,層間滲透率級(jí)差為2.3倍。由于滲透率級(jí)差較小,水驅(qū)動(dòng)用都較為充分。水驅(qū)過(guò)程中高滲層2號(hào)巖心首先產(chǎn)水,至綜合含水98%關(guān)閉時(shí),低滲層1號(hào)巖心的綜合含水也高達(dá)97.6%(見(jiàn)圖4);當(dāng)2號(hào)層綜合含水98%關(guān)閉時(shí)的采出程度為47.2%,1號(hào)層采出程度也達(dá)到40.95%(見(jiàn)圖5)。

圖3 單層注采各小層采收率圖

隨著滲透率級(jí)差的增加,層間干擾逐漸加劇,1+5號(hào)巖心合注采的滲透率級(jí)差為46.273倍,在5號(hào)層綜合含水達(dá)到98%關(guān)閉之前,1號(hào)層始終不產(chǎn)水 (見(jiàn)圖6);當(dāng)5號(hào)層綜合含水達(dá)到98%關(guān)閉時(shí),采出程度為50%,而1號(hào)層采出程度僅為0.93%,基本沒(méi)有動(dòng)用,當(dāng)關(guān)閉5號(hào)層后,1號(hào)層才得到有效水驅(qū)動(dòng)用 (見(jiàn)圖7)。

圖4 1+2組合注入倍數(shù)與含水率關(guān)系

圖5 1+2組合注入倍數(shù)與采出程度關(guān)系

圖6 1+5組合注入倍數(shù)與含水率關(guān)系

圖7 1+5組合注入倍數(shù)與采出程度關(guān)系

其他幾種組合在水驅(qū)過(guò)程中與上述2種組合的水驅(qū)過(guò)程與動(dòng)用特征基本相同。當(dāng)高滲層含水達(dá)到98%時(shí)統(tǒng)計(jì)多層合注合采時(shí)各小層采出程度可以看出,滲透率級(jí)差越大,滲透性相對(duì)差的層動(dòng)用狀況越差,對(duì)最終水驅(qū)油效率的影響也越大。

通過(guò)對(duì)不同組合條件下滲透率級(jí)差與采收率關(guān)系分析,采收率隨層間滲透率級(jí)差的增大而減小 (見(jiàn)圖8)。胡狀集油田滲透率級(jí)差控制在5倍以內(nèi)可獲得38%以上采收率,控制在6倍以內(nèi)可獲得35%以上的采收率。就提高采收率而言,在劃分 (組合)開(kāi)發(fā)層系時(shí),層間滲透率級(jí)差越小越有利,但層系劃分過(guò)細(xì),單井控制儲(chǔ)量不足會(huì)影響開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效益。因此,根據(jù)胡狀集油田層薄、單層儲(chǔ)量較小的特點(diǎn),決定按滲透率級(jí)差小于6倍細(xì)分開(kāi)發(fā)層系。實(shí)際應(yīng)用表明,采收率提高5.2個(gè)百分點(diǎn),增加可采儲(chǔ)量84.62×104t,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

圖8 滲透率級(jí)差與采收率的關(guān)系圖

[1]金毓蓀,隋新光.陸相油藏開(kāi)發(fā)論 [M].石油工業(yè)出版社,2007.

[2]于紅軍.純化薄互層低滲透油田開(kāi)發(fā)層系的劃分與組合[J].復(fù)雜油氣田,2000,3(1):58-61.

[3]劉地淵.濮城油田多油層非均質(zhì)油藏剩余油研究[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2008,30(1):151-154.