渤海油田中高含水期聚合物驅(qū)實踐
——以錦州X油田西區(qū)為例

劉英 周鳳軍 張迎春 王惠芝 王迪

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院)

渤海油田中高含水期聚合物驅(qū)實踐
——以錦州X油田西區(qū)為例

劉英 周鳳軍 張迎春 王惠芝 王迪

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院)

以渤海錦州X油田西區(qū)為例，開展了海上油田中高含水期聚合物驅(qū)實踐，通過提高注聚粘度、增加注水井、實施酸化、調(diào)整產(chǎn)液結(jié)構(gòu)等措施有效保證了聚合物開發(fā)及增油效果，同時在實踐中形成了較為完善的動態(tài)跟蹤調(diào)整及效果評價體系。錦州X油田中高含水期聚合物驅(qū)實踐為海上類似油田高速高效開發(fā)提供了參考依據(jù)。

渤海油田中高含水期聚合物驅(qū)動態(tài)跟蹤調(diào)整效果評價

聚合物溶液的注入可使驅(qū)替相的粘度增加以及聚合物溶液在巖石表面的吸附、滯留效應(yīng)引起的水相滲流能力降低，這種效應(yīng)主要體現(xiàn)在:一方面減輕了注入相的粘性指進，提高了層內(nèi)波及系數(shù);另一方面降低了高滲層段的流體總流度，縮小了高低滲層段水線推進速度差，調(diào)整了吸水剖面，提高了層間波及系數(shù)。我國以大慶油田為代表的聚合物驅(qū)已經(jīng)實現(xiàn)了大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用，為老油田的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)做出了重要貢獻［1］。礦場實踐表明，高濃度小井距的聚合物驅(qū)能夠進一步提高采收率［2-3］。近年來，以王德民院士為代表的學者提出了粘彈性聚合物溶液提高微觀驅(qū)油效率的觀點［4］。海上油田由于受到平臺壽命的限制，采油速度較高，追求在平臺有限期內(nèi)盡可能提高采收率，這是與陸地油田的顯著區(qū)別。在周守為院士模糊二、三次采油界限的指導下［5］，渤海綏中M油田于2003年開展了單井組礦場試驗，在此基礎(chǔ)上依據(jù)石油行業(yè)標準提高采收率方法對適合注聚開發(fā)的油田進行了篩選，并分別于3個油田開展了不同含水階段的早期聚合物驅(qū)礦場試驗，以評價不同含水階段聚合物驅(qū)開采特征及開發(fā)效果。其中，錦州X油田西區(qū)于2007年底開始了中高含水期的聚合物驅(qū)礦場試驗，聚合物驅(qū)實施4年來，取得了顯著的降水增油效果，為海上油田中高含水期控水穩(wěn)油起到了重要作用。本文是對渤海錦州X油田西區(qū)中高含水聚合物驅(qū)實踐成果的總結(jié)。

1油田概況及聚合物驅(qū)方案

錦州X油田位于渤海遼東灣北部海域，油田構(gòu)造簡單，為北東—南西向展布的狹長帶狀斷裂背斜。該油田主要含油層系為東營組東二下段和東三段，油藏埋深1 570.0～1 960.0m;儲層主要為湖相三角洲前緣沉積的中-細粒砂巖，儲層物性為中高孔滲，測井滲透率1 320.8 mD，孔隙度26.8%;地層原油粘度5.5～26.0 mPa·s，為常規(guī)中粘原油;原始溶解氣油比31～59 m3/m3，飽和壓力12.85～15.10 MPa，地飽壓差1.75～3.82 MPa;油藏類型主要為縱向上發(fā)育多套油氣水系統(tǒng)的層狀構(gòu)造油氣藏，部分油組發(fā)育巖性油藏。

錦州X油田于1999年投產(chǎn)，采用反九點400 m井距面積井網(wǎng)注水開發(fā)，目前油田綜合含水為77%，年采油速度1.5%，采出程度18%。該油田西區(qū)儲層平面發(fā)育穩(wěn)定，油水井對應(yīng)關(guān)系較好，注采井網(wǎng)完善，開發(fā)層系相對合理，單層平均厚度大于2 m，油藏流體分布相對簡單，受氣頂、邊底水影響小，最終確定在整個西區(qū)8個井組全面實施聚合物驅(qū)，聚驅(qū)控制原始地質(zhì)儲量約為1 500萬m3。注聚方案于2007年在錦州X油田西區(qū)8口井(W4-2、W4-4、W5-3S、W6-4、W6-6、W7-3、W8-4、W8-6井)實施，注入速度為0.045 PV/a，連續(xù)注入5年，聚合物注入濃度800 mg/L，設(shè)計地下粘度7.5 mPa·s。錦州X油田西區(qū)注聚井位示意圖如圖1所示。

圖1 錦州X油田西區(qū)注聚井位示意圖

2聚合物驅(qū)特征與跟蹤調(diào)整措施

2.1 聚合物驅(qū)特征

(1)注聚井特征

錦州X油田西區(qū)實施注聚后，注聚井的注入壓力表現(xiàn)出上升、下降、穩(wěn)定的過程。注聚前該油田西區(qū)井口注入壓力平均約為11.0 MPa，注聚后穩(wěn)定壓力約為12.2 MPa，平均上升1.2 MPa，上升幅度為10.6%。從霍爾曲線分析得到，阻力系數(shù)介于1.11～ 1.27之間，均值為1.17，阻力系數(shù)較小，注聚后建立了一定的滲流阻力，但注聚井注入壓力及上升幅度較陸地油田要小，這主要是由于:一方面海上油田注采井距較大，注水井注入能力受到限制，注入速度遠遠小于陸地油田;另一方面受到海上平臺空間限制，聚合物溶液到達井口時粘度損失較大。

資料分析得到，錦州X油田西區(qū)注聚后吸水剖面并未得到明顯改善，一方面是由于儲層縱向非均質(zhì)性較為嚴重，采用洛倫茲曲線法計算非均質(zhì)系數(shù)為0.79;另一方面是由于注入速度低、粘度損失大，建立的滲流阻力較小，并未顯著縮小高低滲透層段的水線推進速度。

(2)采油井特征

由于錦州X油田西區(qū)注聚井逐步實施注聚，中心井的動態(tài)變化特征較為復雜，因此選取邊部油井W7-6井的產(chǎn)量、聚合物溶液濃度及含水率變化曲線進行分析，如圖2所示。由圖2可以看出，注聚后采油井W7-6井產(chǎn)液量略有升高、含水上升、動液面開始下降，然后產(chǎn)液量開始降低、產(chǎn)油量增加、含水下降、動液面開始恢復;采油井見效時間為6～12個月，采油井見效后聚合物溶液濃度上升很快。

圖2 錦州X油田西區(qū)采油井W 7-6生產(chǎn)特征曲線

2.2 跟蹤調(diào)整措施

(1)調(diào)整注聚濃度，改善注入工藝，保障了聚驅(qū)效果

從現(xiàn)場實際的注入情況來看，聚合物的溶解、熟化及混合工藝受到平臺空間設(shè)備限制，聚合物溶液到達井口的粘度較低，大約為實驗室評價粘度的40%，未能達到方案設(shè)計要求，因此初期采用提高注入濃度的辦法來提高井口聚合物溶液粘度，同時不斷改進配置及混合工藝，保證了聚合物溶液的地下工作粘度。

(2)增加注水井點，緩解了注水壓力

由于海上油田稀井網(wǎng)大井距的開發(fā)特點，錦州X油田反九點井網(wǎng)開采方式造成了注水井“點強面弱”的局面，并且聚合物溶液經(jīng)過篩管后會發(fā)生嚴重的剪切，使得聚合物溶液在地下的工作粘度降低，因此將反九點面積井網(wǎng)逐步轉(zhuǎn)為行列注采井網(wǎng)(對W5-3S、W7-3井實施了轉(zhuǎn)注)，一方面降低了注水井壓力與注入強度，使聚合物溶液受到的剪切作用減小，有利于聚合物溶液在油藏深部建立滲流阻力，擴大了波及體積;另一方面可使壓力平衡區(qū)的采油井間的剩余油得到動用，起到了擴大平面波及面積的作用。

(3)實施酸化工藝，保障了注入效果

受到海上平臺聚合物注入系統(tǒng)(注入水質(zhì)、管線垢、聚合物熟化、污泥回注等)的限制，聚合物在近井地帶產(chǎn)生的堵塞更加復雜，井下堵塞物除了膠狀的聚合物外，還有聚合物包裹的無機物以及粘土礦物，這對酸化工藝提出了更高要求?，F(xiàn)場試驗表明，拔管柱反吐洗井并不能根本解決近井地帶堵塞問題(恢復注聚后注入壓力很快回升，有效期較短)，而采取先溶解包裹無機物及粘土的聚合物再溶解無機物及粘土的策略，并穩(wěn)定多價離子，避免產(chǎn)生酸化后的二次污染，可成功實施堵塞注入井的酸化作業(yè)，達到降壓增注的目的。2012年3月錦州X油田成功實施了注入井W4-4井的酸化作業(yè)，井口壓力由14.0 MPa下降到11.5 MPa，酸化效果顯著，酸化有效期有待觀察。

(4)調(diào)整產(chǎn)液結(jié)構(gòu)，擴大了聚驅(qū)效果

注入井實施地面分注，分層酸化與分層調(diào)剖相結(jié)合。從對注入井的壓力特征、吸水剖面特征以及霍爾曲線法所求得的阻力系數(shù)的綜合分析中可以得到，受到儲層非均質(zhì)性、聚合物溶液注入狀況、井網(wǎng)井距等多因素的影響，聚合物溶液對于改善層間矛盾的效果有限。借鑒陸地油田注聚經(jīng)驗(如注聚中后期吸水剖面甚至出現(xiàn)吸液反轉(zhuǎn)現(xiàn)象［6］)，對錦州X油田西區(qū)8口注入井采用地面多管分注工藝，及時實施了地面分層注入。由于海上油田大段防砂的開采特點，實施分注后層間矛盾顯著改善，但層內(nèi)矛盾逐步顯現(xiàn)，因此在加強動態(tài)跟蹤的情況下，對初期聚竄井找準聚竄層位，開發(fā)單井組實施單層調(diào)剖，后期由于多點聚竄而開始實施整體調(diào)剖措施，以擴大整體波及，控制聚竄及單井產(chǎn)聚濃度，為平臺產(chǎn)出液的處理創(chuàng)造有利條件。

錦州X油田西區(qū)在中高含水期開展注聚，依據(jù)該油田無因次采油采液指數(shù)理論曲線，適宜開展提液措施，已達到穩(wěn)油的目的。通過優(yōu)化，對有提液潛力的采油井實施了提液生產(chǎn)，且在后期對產(chǎn)聚濃度較低、受效方向單一的采油井實施酸化及進一步提液措施，獲得了較為均勻的聚驅(qū)前緣推進，達到了擴大聚驅(qū)效果的目的。

3聚合物驅(qū)效果評價

(1)開發(fā)效果

水驅(qū)指數(shù)與存水率是評價水驅(qū)效果的重要指標［7］，其中水驅(qū)指數(shù)是指每采出單位地下體積原油時地下的存水量，存水率指累積注水量與累積產(chǎn)水量之差與注水量之比。理論分析認為，在油田注水開發(fā)過程中，隨著原油采出量的增加，綜合含水不斷上升，注入水則不斷被排出，且含水越高，排出水量越大，地下存水率越來越小，階段水驅(qū)油的效果變差。

根據(jù)錦州X油田典型相滲曲線得到該油田水驅(qū)指數(shù)與含水率以及存水率與含水率的關(guān)系圖版，并將實際的數(shù)據(jù)點投到圖版上，如圖3、4所示。從圖3、4中可以看出，注聚后水驅(qū)指數(shù)及存水率均高于理論曲線值，這說明存水率、水驅(qū)指數(shù)增加，水驅(qū)開發(fā)效果變好，從側(cè)面反映出水驅(qū)擴大了波及體積。

含水率與采出程度曲線是評價階段開發(fā)效果最明顯的指標。將錦州X油田西區(qū)實際曲線與理論曲線進行對比，注聚后實際曲線向X軸發(fā)生偏折，且含水長期保持穩(wěn)定，開發(fā)效果顯著改善，如圖5所示。在產(chǎn)液結(jié)構(gòu)調(diào)整及注聚的雙重作用下，“十一五”期間錦州X油田年自然遞減率控制在5%以內(nèi)，綜合遞減呈負遞減，為建設(shè)“海上大慶油田”發(fā)揮了重要作用。

圖5 錦州X油田西區(qū)含水率與采出程度關(guān)系曲線

(2)增油效果

錦州X油田西區(qū)注聚區(qū)對應(yīng)的受效采油井為22口，全部見到注聚效果。截至2012年7月底，凈增油法計算該油田聚驅(qū)累積增油量為28.6萬m3，提高采收率為1.9%，而數(shù)值模擬法計算該油田聚驅(qū)累積增油量為37.24萬m3，提高采收率達2.5%。

4聚合物驅(qū)展望

由于錦州X油田采用反九點大井距面積井網(wǎng)注水開發(fā)，這種“點強面弱”的注水方式造成了注入速度低、注入困難等問題。實踐表明，聚合物驅(qū)對改善層間非均質(zhì)矛盾的作用有限，但聚合物驅(qū)與產(chǎn)液結(jié)構(gòu)調(diào)整相結(jié)合可有效地擴大聚合物驅(qū)效果。預計2014年錦州X油田將實施采油與注水井排內(nèi)部加密的綜合調(diào)整措施挖潛剩余油，在西區(qū)成功實施聚合物驅(qū)及總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，在中東區(qū)也將實施聚合物驅(qū)，增加注水井點，將面積井網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾辛芯W(wǎng)，在聚合物驅(qū)實施前開展調(diào)剖及分注措施，以保證聚合物的有效注入，改善及擴大聚合物驅(qū)效果。數(shù)值模擬方案預測，東區(qū)實施注聚后，采收率將提高4.1%。

5結(jié)論

(1)聚合物驅(qū)注入井、采油井特征表明，由于海上油田大井距的特點以及在注入聚合物溶液注入狀況、儲層非均質(zhì)性等因素的影響下，聚合物驅(qū)對改善層間矛盾的能力有限，但開展分層配注以及后期采取分層調(diào)剖措施是改善聚驅(qū)注入效果的有效手段，并且要從單井組調(diào)剖向整體調(diào)剖過渡。

(2)優(yōu)化聚合物溶液配置及注入工藝，保證聚合物在地下的工作粘度，做好針對性的酸化解堵工藝，是保障聚合物有效注入的前提。

(3)在中高含水期，開展有效的采油井提液措施，能夠擴大聚驅(qū)效果。渤海錦州X油田注聚實踐顯著改善了中高含水期的開發(fā)效果，為海上類似油田高速高效開發(fā)提供了寶貴的借鑒依據(jù)。

［1］王德民，程杰成，吳軍政，等，聚合物驅(qū)油技術(shù)在大慶油田的應(yīng)用［J］．石油學報，2005，26(1):74-78．

［2］由洪利．南中塊西部聚驅(qū)后注入方式優(yōu)化研究［J］．科學技術(shù)與工程，2011，11(12):2807-2810．

［3］謝濱．南一區(qū)西東塊小井距高濃度注聚效果認識［J］．科技風，2011(3):133．

［4］夏惠芬，王德民，王剛，等．化學驅(qū)中粘彈性驅(qū)替液的微觀力對殘余油的作用［J］．中國石油大學學報:自然科學版，2009，30(4):150-155．

［5］周守為．海上油田高效開發(fā)新模式探索與實踐［M］．北京:石油工業(yè)出版社，2007:139-181．

［6］徐新霞．聚合物驅(qū)“吸液剖面反轉(zhuǎn)”現(xiàn)象機理研究［J］．特種油氣藏，2010，17(2):101-103．

［7］房育金，王茂顯．運用存水率和水驅(qū)指數(shù)評價油田注水開發(fā)效果［J］．吐哈油氣，2005，10(1):37-38．

(編輯:孫豐成)

A practice of polymer flooding during middle-high water cut in Bohai oilfields:a case of the western JZ-X oilfield

Liu Ying Zhou Fengjun Zhang Yingchun Wang Huizhi Wang Di
(Bohai Oilfield Exploration and Development Research Institute，Tianjin Branch of CNOOC Ltd．，Tianjin，300452)

As an example，a practice of polymer flooding during middle-high water cut has been conducted in the western JZ-X oilfield．The effects of polymer developing and oil increasing were efficiently guaranteed by increasing polymer viscosity，adding injection wells，taking acid treatments and adjusting liquid production composition，and a more perfect system of tracking and adjusting the performance and evaluating the effects was established during the practice．This polymer flooding practice in JZ-X oilfield may provide a useful reference to high-speed and high-efficiency developments in similar offshore oilfields．

Bohai oilfield;middle-high water cut; polymer flooding;performance tracking and adjustment;effect evaluation

劉英，女，高級工程師，從事海上油氣田開發(fā)研究。地址:天津市塘沽區(qū)609信箱(郵編:300452)。E-mail:liuying2@cnooc．com．cn。

2012-07-17