雙河油田Ⅳ1-3層系聚合物驅(qū)吸水剖面變化特征分析

談 馨，曾德偉，侯雪櫻，朱義清，張新寧，朱江海

(1.中國石化河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，河南南陽 473132；2.中國石化河南石油工程有限公司國際公司；3.中國石化河南油田分公司第一采油廠)

雙河油田Ⅳ1-3層系聚合物驅(qū)吸水剖面變化特征分析

談 馨1，曾德偉2，侯雪櫻1，朱義清1，張新寧1，朱江海3

(1.中國石化河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，河南南陽 473132；2.中國石化河南石油工程有限公司國際公司；3.中國石化河南油田分公司第一采油廠)

統(tǒng)計雙河油田Ⅳ1-3層系聚合物驅(qū)吸水剖面資料發(fā)現(xiàn)，聚驅(qū)過程中層間和層內(nèi)都存在吸水剖面返轉的現(xiàn)象；層間吸水剖面具有變化類型多、差異大的特征，其中低滲透層返轉時機晚、返轉頻率低、不吸水層數(shù)多，聚驅(qū)過程中累計吸水量和平均吸水強度也最低；縱向上含油層位越多，聚驅(qū)調(diào)整吸水剖面難度越大。從層內(nèi)吸水情況來看，河道和河口壩砂層吸水剖面周期性返轉，席狀砂砂層層內(nèi)吸水變化小，厚油層底部吸水強度大。根據(jù)研究結果，建議采取調(diào)剖或分注、分層分質(zhì)的注入方式，提高低滲透層動用程度，改善聚合物驅(qū)開發(fā)效果。

雙河油田；聚合物驅(qū)；吸水剖面返轉

聚合物驅(qū)過程中，油層吸水剖面的變化反映了油層的動用狀況，研究吸水剖面的變化規(guī)律和特征，可以為今后改善聚驅(qū)開發(fā)效果提供依據(jù)[1-3]。雙河油田Ⅳ1-3層系是河南油田聚合物驅(qū)工業(yè)化應用規(guī)模最大的區(qū)塊，有注聚井49口，采油井81口，目前已結束聚合物驅(qū)轉入后續(xù)水驅(qū)階段，積累了大量的吸水資料，因此，本次以雙河油田Ⅳ1-3層系為例，研究聚合物驅(qū)過程中吸水剖面的變化特征。

1 油藏概況

雙河油田Ⅳ1-3層系屬于二類油層，分布面積8.82 km2，地質(zhì)儲量1 127×104t，油藏埋深1 568～1 760 m，含油井段長達192 m，自上而下分為3個小層、12個單層，14個油砂體，單層厚度薄，在1～12 m之間，多在3 m左右。屬于典型的湖盆陡坡型扇三角洲沉積，以河道沉積為主，其次為席狀砂和河口壩。儲層巖性為一套以礫狀砂巖、含礫砂巖為主的混雜砂礫巖復合體，平均孔隙度13.9%，滲透率0.37 μm2。由于扇三角洲前緣水下分支河道的快速沉積，粗細沉積物混雜疊加，沉積物分選較差，因此層間和層內(nèi)非均質(zhì)性嚴重。

2 聚合物驅(qū)吸水剖面返轉機理

縱向上非均質(zhì)油藏在注聚初期，聚合物溶液主要進入高滲透層，隨著聚合物溶液的注入，高滲透層滲流阻力變大，相對吸水量開始下降，低滲透層相對吸水量逐漸增加，注入剖面得到調(diào)整，同時，隨著低滲透層吸水量的增加，其滲流阻力也在不斷增大，當阻力達到一定程度時，低滲透層相對吸水量又開始下降，高滲透層相對吸水量開始上升，這種現(xiàn)象稱做聚合物驅(qū)吸水剖面返轉現(xiàn)象[4-6]。低滲透層相對吸水量開始下降或高滲透層相對吸水量開始上升的點稱為反轉點；隨著注聚量的增加，低滲透層的相對吸水量達到某一低值后又會呈增加趨勢，高滲透層吸水量達到某一高值后，吸水量呈減少趨勢，低滲透層兩個開始增加點或高滲透層兩個減少點之間的注入體積倍數(shù)稱為一個返轉周期。

同樣，由于油層層內(nèi)縱向上也存在非均質(zhì)性，在注聚初期，聚合物溶液由于流體重力作用影響主要在油層底部流動，隨著注聚時間的延長，底部滲流阻力增大，油層上部吸水量增加，層內(nèi)注入剖面得到調(diào)整；同時，隨著油層上部吸水量增加，上部流動阻力增大，增大到一定程度時，上部相對吸水量又逐漸下降，下部吸水量開始增加；隨著聚合物溶液的注入，層內(nèi)吸水剖面在油層上下部周期性返轉。因此，聚驅(qū)過程中，油層層間和層內(nèi)都存在吸水剖面返轉的現(xiàn)象。

3 聚合物驅(qū)吸水剖面變化特征

3.1 層間變化特征

3.1.1 吸水剖面變化類型多，差異大

通過分析雙河油田Ⅳ1-3層系49口注聚井聚合物驅(qū)吸水剖面資料，發(fā)現(xiàn)在注聚過程中，隨著聚合物用量的增加，從不同階段來看，吸水剖面呈多種類型變化：多數(shù)油層相對吸水量發(fā)生周期性返轉；部分油層間斷性吸水；部分油層聚驅(qū)初期吸水,聚驅(qū)中后期不吸水；部分油層聚驅(qū)初期不吸水，聚驅(qū)后期開始吸水；還有部分油層聚驅(qū)過程中始終不吸水，油層未能得到有效動用。

從返轉頻率來看，各層吸水剖面返轉頻率相差大，有不返轉的，有返轉1次、2次或多次的，最多達6次。1次返轉層數(shù)占總層數(shù)的18.6%，占總厚度的18.5%；吸水剖面返轉2次以上的是最主要的變化類型，層數(shù)占總層數(shù)的53.3%，厚度占總厚度的62.3%；部分油層吸水量逐漸增加或減少，吸水剖面不返轉，這種情況較少，層數(shù)占總層數(shù)的5.8%，厚度占總厚度的7.5%。其它為不吸水層，多為薄油層，層數(shù)占總層數(shù)的22.3%，厚度占總油層厚度的11.8%(表1)。

表1 雙河油田Ⅳ1-3層系聚驅(qū)吸水剖面變化情況統(tǒng)計

從注聚井吸水剖面返轉時機來看，單層吸水剖面初次返轉時機差異也較大，注入聚合物0.01～0.59 PV(平均0.128 PV)后，其中剖面首次返轉時機在0～0.1 PV的層數(shù)占總層數(shù)的49%；返轉時機在0.1～0.2 PV的層數(shù)占總層數(shù)的34%；返轉時機在0.2 PV以上的層數(shù)占總層數(shù)的17%，多數(shù)油層在注入0.1 PV左右聚合物時吸水剖面開始返轉。

3.1.2 高滲透層的累計吸水量和平均吸水強度大于中低滲透層

雖然聚合物驅(qū)能夠改善低滲透層吸水狀況，擴大波及體積，但從雙河油田Ⅳ1-3層系注入井不同滲透率油層統(tǒng)計資料來看(表2)，在整個注聚過程中，各注聚井累計吸水量和平均每米相對吸水量仍是高滲透層最高，低滲透層最低。

3.1.3 低滲透層返轉時機晚，返轉頻率低，部分油層難以啟動間非均質(zhì)性嚴重，滲透率級差大(1.1～26.0，平均為6.3)，在多層合注時，中高滲透層啟動壓力低，吸水量大，吸水剖面返轉時機早，返轉頻率高，而低滲透層啟動壓力高，油層啟動晚，吸水剖面返轉時機晚，返轉頻率低。統(tǒng)計結果見圖1、圖2，說明低滲透層動用狀況差。

表2 雙河油田Ⅳ1-3層系不同滲透率油層吸水情況統(tǒng)計

圖1 不同滲透率油層吸水剖面返轉時機對比

圖2 不同滲透率油層吸水剖面變化類型對比

雙河油田Ⅳ1-3層系油層厚度薄、物性差、層低滲透層動用狀況差的主要原因是層間滲透率差異過大，單一分子量的聚合物很難適合不同類型油層。注入相同分子量聚合物時，中高分子量聚合物對低滲透層適應性較差。針對這種情況，可考慮采用分層分質(zhì)注入工藝，即用封隔器將不同性質(zhì)的油層分隔開，對應低滲透層段，將井口來的高分子量聚合物降解，分子量降低到注入方案要求后再進入到油層[4]，使低滲透油層得到更好的動用。

3.1.4 含油層位多時，吸水剖面返轉時機晚，反轉頻率低，不吸水層數(shù)多

雙河油田Ⅳ1-3層系縱向上油層分布層數(shù)多，井段長，平均單井鉆遇油層5.5個。該區(qū)聚驅(qū)采用籠統(tǒng)注入或油套分層合注的方式。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，油層層數(shù)越多，吸水剖面返轉時機越晚，吸水層返轉頻率越低，不吸水層數(shù)大幅增加(表3)，說明油層層數(shù)多時，一次動用多層注聚井剖面矛盾更大，聚合物驅(qū)調(diào)整吸水剖面的能力越差，針對這種狀況，應盡可能細分注聚單元，或及時調(diào)剖。

表3 雙河油田Ⅳ1-3層系油層吸水剖面返轉情況統(tǒng)計

3.2 層內(nèi)變化特征

3.2.1 河道、河口壩砂層層內(nèi)吸水剖面周期性返轉

雙河油田Ⅳ1-3層系聚驅(qū)注聚井沉積類型中，河道層數(shù)占53.2%，河口壩占18.4%，前緣席狀砂占24.8%。其中河道和河口壩砂層相對較厚，物性較好，平均厚度分別為4.4 m和3.8 m，平均滲透率分別為0.409 μm2和0.414 μm2；席狀砂砂層厚度薄、物性差，平均厚度1.9m，平均滲透率0.245 μm2。

河道和河口壩砂層縱向上向下分別具有變粗和變細的韻律特征，層內(nèi)物性差異大。根據(jù)連續(xù)吸水剖面資料，注聚后，由于聚合物溶液的層內(nèi)調(diào)剖作用，多數(shù)河道和河口壩砂層吸水剖面出現(xiàn)周期性返轉的特征。

席狀砂砂層由于油層厚度薄，物性差，注入少量聚合物溶液后，阻力系數(shù)就大幅上升導致不吸水，因此大部分油層聚驅(qū)過程中間斷性吸水或不吸水，層內(nèi)吸水狀況變化相對較小。

3.2.2 受流體重力差異作用影響，厚油層底部吸水強度仍較高

從連續(xù)吸水剖面資料來看，由于受流體重力差異作用影響，無論是正韻律的河道還是反韻律的河口壩砂層，厚油層頂部吸水剖面雖然有周期性變化特征，但大部分時間仍是底部吸水能力大于中上部。如雙泌38井Ⅳ1層，厚度10 m，僅在聚驅(qū)初期上部吸水好于底部，此后底部吸水量始終明顯大于中上部?？梢姡瑢τ诤穸却蟮挠蛯?，聚驅(qū)不能完全改變由重力分異作用導致的油層下部強水洗、上部受效差的問題[6]。

4 結論

(1)雙河油田Ⅳ1-3層系含油層位多，油層厚度薄、物性差、滲透率級差大，聚合物驅(qū)吸水剖面具有變化類型多、差異大的特征。

(2)雖然多數(shù)油層層間和層內(nèi)吸水剖面得到了有效調(diào)整，但也存在不吸水層數(shù)多、低滲透層動用差的問題。對于類似油藏聚合物驅(qū)過程中，應及時調(diào)剖或采取分注、分層分質(zhì)的注入方式，提高低滲透層動用程度，改善聚合物驅(qū)開發(fā)效果。

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編輯：李金華

1673-8217(2015)01-0095-03

2014-08-27

談馨，工程師，1980年生，2004年畢業(yè)于長江大學石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事提高采收率研究工作。

TE357

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