聚合物驅(qū)合理地層壓力控制方法

周叢叢，張曉芹，崔長(zhǎng)玉

(中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163712)

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聚合物驅(qū)合理地層壓力控制方法

周叢叢，張曉芹，崔長(zhǎng)玉

(中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163712)

針對(duì)大慶油田區(qū)塊地層壓力低導(dǎo)致聚合物驅(qū)效果差的問(wèn)題，通過(guò)化學(xué)驅(qū)數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)資料分析，對(duì)轉(zhuǎn)聚合物驅(qū)前和聚合物驅(qū)過(guò)程中的合理地層壓力進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：轉(zhuǎn)聚合物驅(qū)前地層壓力應(yīng)控制在原始地層壓力附近，不能低于飽和壓力；轉(zhuǎn)聚合物驅(qū)前地層壓力低時(shí)，應(yīng)在轉(zhuǎn)驅(qū)前提高地層壓力到原始地層壓力，再進(jìn)行聚合物驅(qū)效果較好；聚合物驅(qū)過(guò)程中地層壓力低時(shí)，調(diào)整地層壓力的時(shí)機(jī)越早越利于改善聚合物驅(qū)效果。應(yīng)用上述方法，調(diào)控了正在實(shí)施的二類(lèi)油層區(qū)塊的地層壓力，地層壓力由平均10.2 MPa上升到10.6 MPa，聚合物驅(qū)效果顯著。合理地層壓力的調(diào)控方法對(duì)于聚合物驅(qū)及時(shí)的跟蹤調(diào)整具有重要意義。

二類(lèi)油層；飽和壓力；注采比；開(kāi)采曲線；聚合物驅(qū)

0 引 言

水驅(qū)開(kāi)發(fā)研究表明，地層壓力是整個(gè)壓力系統(tǒng)的關(guān)鍵，不僅制約著注入井注入壓力及采出井的流動(dòng)壓力，還影響油井的流動(dòng)模式和生產(chǎn)方式[1-4]。目前，大慶油田已實(shí)施78個(gè)聚合物驅(qū)區(qū)塊，年產(chǎn)油連續(xù)13 a超過(guò)1 000×104t/a，占油田總產(chǎn)油量的1/3。聚合物驅(qū)開(kāi)采過(guò)程中，區(qū)塊間聚合物驅(qū)效果差異大，采收率提高值最大相差近15個(gè)百分點(diǎn)[5-8]。大慶油田聚合物驅(qū)效果好的區(qū)塊地層壓力控制較好，均在原始地層壓力附近，而聚合物驅(qū)效果差的區(qū)塊普遍存在地層壓力低的問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)聚合物驅(qū)合理地層壓力的研究開(kāi)展較少，多停留在規(guī)律性統(tǒng)計(jì)和總結(jié)認(rèn)識(shí)階段[9]。因此，明確聚合物驅(qū)過(guò)程中地層壓力對(duì)聚合物驅(qū)效果的影響程度及解決措施尤為重要。

1 聚合物驅(qū)區(qū)塊地層壓力分析

統(tǒng)計(jì)了大慶油田4個(gè)聚合物驅(qū)效果較好區(qū)塊及13個(gè)聚合物驅(qū)效果差區(qū)塊的地層壓力。結(jié)果表明：聚合物驅(qū)效果較好區(qū)塊轉(zhuǎn)驅(qū)前及聚合物驅(qū)階段地層壓力均控制在原始飽和壓力附近，采收率提高值平均為14.0%；聚合物驅(qū)較差區(qū)塊轉(zhuǎn)驅(qū)前有6個(gè)區(qū)塊地層壓力低于飽和壓力，聚合物驅(qū)階段有6個(gè)區(qū)塊地層壓力較低，低于原始地層壓力，采收率提高值最低為3.3%。地層壓力低是制約區(qū)塊聚合物驅(qū)效果的重要因素。

2 聚合物驅(qū)合理地層壓力

2.1 轉(zhuǎn)聚合物驅(qū)前合理地層壓力

利用大慶油田某區(qū)塊二類(lèi)油層實(shí)際油藏資料，設(shè)計(jì)了一注一采單層均質(zhì)理想模型，研究轉(zhuǎn)驅(qū)前不同壓力情況下的聚合物驅(qū)效果，模型原始地層壓力為11.0 MPa，飽和壓力為9.2 MPa?？刂妻D(zhuǎn)驅(qū)前地層壓力由7.5 MPa上升至12.0 MPa，共設(shè)計(jì)了10個(gè)方案。

轉(zhuǎn)驅(qū)前不同地層壓力下聚合物驅(qū)地層壓力的變化情況見(jiàn)圖1。當(dāng)?shù)貙訅毫^低進(jìn)行注聚合物時(shí)，聚合物驅(qū)大部分時(shí)間地層壓力低于飽和壓力，含水回升中后期地層壓力上升較快。地層壓力較高時(shí)進(jìn)行注聚合物，注采平衡的情況下，聚合物驅(qū)全程地層壓力都較高，地層能量充足，利于聚合物驅(qū)達(dá)到更好效果。

圖1 轉(zhuǎn)驅(qū)前地層壓力為7.5MPa和10.5MPa時(shí)聚合物驅(qū)過(guò)程的地層壓力的變化

轉(zhuǎn)驅(qū)前地層壓力為7.5 MPa和11.5 MPa時(shí)油井產(chǎn)氣高峰期地層脫氣狀況見(jiàn)圖2。由圖2可知，轉(zhuǎn)驅(qū)前地層壓力低于飽和壓力時(shí)，油井產(chǎn)氣高峰期地層將近1/2的區(qū)域脫氣。當(dāng)轉(zhuǎn)驅(qū)前地層壓力較高時(shí)，僅在近井地帶脫氣。轉(zhuǎn)驅(qū)前地層壓力低于飽和壓力時(shí)，油藏形成大片低壓區(qū)，氣體從油層中脫出，在地層中形成油、氣、水三相流動(dòng)，油相滲透率下降，產(chǎn)油量下降，即使增大聚合物溶液濃度及注入壓力，聚合物驅(qū)效果仍然較差。

計(jì)算了不同地層壓力下的聚合物驅(qū)全過(guò)程的采出程度和停注聚時(shí)的采收率值(圖3)。由圖3可知，轉(zhuǎn)驅(qū)前地層壓力為7.5 MPa時(shí)，聚合物驅(qū)結(jié)束時(shí)采收率為48.3%，比地層壓力為9.5 MPa時(shí)采收率低2.4個(gè)百分點(diǎn)。當(dāng)?shù)貙訅毫μ岣叩?2.5 MPa以上時(shí)，聚合物驅(qū)采收率值略有下降，因此，地層壓力應(yīng)該維持在原始飽和壓力附近。

圖2 轉(zhuǎn)驅(qū)前地層壓力為7.5MPa和11.5MPa時(shí)地層中含氣飽和度分布

圖3 不同壓力情況下停注聚合物時(shí)采收率變化

2.2 轉(zhuǎn)聚合物驅(qū)前合理地層壓力調(diào)控方法

聚合物驅(qū)開(kāi)發(fā)中，若注重聚合物驅(qū)過(guò)程中的地層壓力狀況，則容易忽視轉(zhuǎn)驅(qū)前的地層壓力。如果轉(zhuǎn)驅(qū)前的地層壓力低于飽和壓力時(shí)，應(yīng)該采取措施來(lái)提高地層壓力。用典型數(shù)值模型設(shè)計(jì)3個(gè)方案(圖4)：①地層壓力虧空情況下直接注聚合物，聚合物驅(qū)過(guò)程不調(diào)整地層壓力；②地層壓力虧空下注聚合物，在早期提高地層壓力；③在轉(zhuǎn)驅(qū)前提高地層壓力，再進(jìn)行聚合物驅(qū)。由圖4可知，方案3在轉(zhuǎn)驅(qū)前通過(guò)提高注采比來(lái)提高地層壓力，再進(jìn)行聚合物驅(qū)效果最好，停注聚時(shí)采收率最大差1.52個(gè)百分點(diǎn)。

圖4 轉(zhuǎn)驅(qū)前3種地層壓力調(diào)控方案的聚合物驅(qū)效果對(duì)比

2.3 聚合物驅(qū)階段合理地層壓力調(diào)控方法

聚合物驅(qū)階段地層壓力低，地層能力不足，對(duì)聚合物驅(qū)最終效果同樣不利。對(duì)于聚合物驅(qū)階段地層壓力較低的情況，利用典型數(shù)值模型設(shè)計(jì)了3種方案：①在注聚合物早期通過(guò)調(diào)整注采比來(lái)提高地層壓力，停注聚合物時(shí)采收率為50.73%；②在含水下降期調(diào)整地層壓力，停注聚合物時(shí)采收率為50.06%；③在含水回升期調(diào)整地層壓力，停注聚合物時(shí)采收率為49.53%。在注聚合物早期提高地層壓力，較含水回升期調(diào)整地層壓力多提高采收率1.2個(gè)百分點(diǎn)。因此，在聚合物驅(qū)礦場(chǎng)實(shí)踐過(guò)程中，應(yīng)注意監(jiān)測(cè)地層壓力狀況，如果地層壓力較低，應(yīng)該盡早采取措施調(diào)整地層壓力。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

應(yīng)用聚合物驅(qū)合理地層壓力控制方法對(duì)正在實(shí)施的聚合物驅(qū)效果較差的區(qū)塊進(jìn)行了壓力調(diào)控，調(diào)控后區(qū)塊聚合物驅(qū)效果取得了明顯改善。以二類(lèi)油層A塊為例，該區(qū)塊目前處于含水回升階段，采收率值提高3.1%，屬于聚合物驅(qū)效果較差的區(qū)塊，區(qū)塊原始地層壓力為10.97 MPa，飽和壓力為9.50 MPa，統(tǒng)計(jì)有壓力測(cè)試數(shù)據(jù)的油井，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)驅(qū)前有55口油井地層壓力低于飽和壓力，平均為7.30 MPa，注聚合物后仍有93口井地層壓力低于飽和壓力，平均為8.00 MPa，該區(qū)塊壓力分布很不均衡，其主要原因?yàn)閷酉底⒉删W(wǎng)不夠完善，井組間注采不平衡，地層壓力長(zhǎng)期處于下降的狀態(tài)。應(yīng)用聚合物驅(qū)合理地層壓力控制方法調(diào)控了正在實(shí)施的二類(lèi)油層工業(yè)區(qū)地層壓力，通過(guò)調(diào)整井組注采結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了合理的地層壓力，地層壓力由平均10.2 MPa上升到10.6 MPa，提高0.4 MPa，開(kāi)發(fā)效果見(jiàn)表1。通過(guò)5個(gè)月的調(diào)整，全區(qū)流壓保持穩(wěn)定，地層壓力得到恢復(fù)，截至2014年9月，日產(chǎn)液量增加了322 t/d，日產(chǎn)油量增加了33 t/d，綜合含水降低了0.2%，聚合物驅(qū)開(kāi)發(fā)效果明顯改善。

表1 二類(lèi)油層A塊調(diào)整地層壓力前后動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)比

4 結(jié) 論

(1) 轉(zhuǎn)聚合物驅(qū)前保持地層壓力高于飽和壓力，在原始地層壓力附近生產(chǎn)有利于獲得較高采收率。

(2) 轉(zhuǎn)聚合物驅(qū)前地層壓力較低時(shí)，在空白水驅(qū)階段提高注采比來(lái)提高地層壓力到原始地層壓力附近，聚合物驅(qū)效果較好。聚合物驅(qū)階段地層壓力較低時(shí)，在含水下降期通過(guò)提高注采比來(lái)提高地層壓力到原始地層壓力附近，聚合物驅(qū)效果較好。

(3) 應(yīng)用聚合物驅(qū)合理地層壓力控制方法調(diào)控了大慶油田正在實(shí)施的二類(lèi)油層工業(yè)區(qū)地層壓力，地層壓力提高了0.4 MPa，開(kāi)發(fā)效果變好。

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編輯 張耀星

20150518；改回日期：20150730

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開(kāi)發(fā)”子項(xiàng)目“大慶長(zhǎng)垣特高含水油田提高采收率示范工程”(2011ZX05052)

周叢叢(1983-)，女，工程師，2006年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程專(zhuān)業(yè)，2009年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)油氣田開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)主要從事三次采油工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.06.025

TE341

A

1006-6535(2015)06-0111-03