海相砂巖油藏水淹層精細(xì)表征技術(shù)研究與實(shí)踐

李鳳穎 劉雙琪 王雯娟 查玉強(qiáng) 魯瑞彬

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司， 廣東 湛江 524057)

海相砂巖油藏水淹層精細(xì)表征技術(shù)研究與實(shí)踐

李鳳穎 劉雙琪 王雯娟 查玉強(qiáng) 魯瑞彬

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司， 廣東 湛江 524057)

海相水驅(qū)砂巖油藏開發(fā)后期含水飽和度高，而含水飽和度的影響因素較多，單一的常規(guī)含水飽和度模型不能準(zhǔn)確反映剩余油的潛力及風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)油藏工程動(dòng)態(tài)水相分流量方程理論，并在相滲曲線指數(shù)式擬合的基礎(chǔ)上，建立了油田含水飽和度與可動(dòng)含水率的關(guān)系式，利用Petrel-RE模擬器將傳統(tǒng)方法建立的常規(guī)含水飽和度場轉(zhuǎn)化為可動(dòng)含水率場，形成了水淹儲(chǔ)層精細(xì)表征技術(shù)。

水淹層； 分流量方程； 含水飽和度； 含水場

A油藏位于珠江口盆地珠三坳陷瓊海凸起中部。砂體厚度大，分布范圍廣且穩(wěn)定；水體較大，地層能量充足，油藏依靠天然水驅(qū)開發(fā)；油藏平均有效厚度18 m，在平面上分成東、西2個(gè)區(qū)塊；油藏儲(chǔ)層物性較好，平均孔隙度為25.2%，平均滲透率為551.6×10-3μm2；原油性質(zhì)好。自2002年投產(chǎn)至今累計(jì)產(chǎn)油289.92×104m3，采出程度達(dá)到52%，油田綜合含水率高達(dá)91%。油藏處于高含水和高采出程度階段，油水分布規(guī)律復(fù)雜，調(diào)整挖潛難度大。因此需要開展剩余油精細(xì)化研究，提高對(duì)剩余油分布的認(rèn)識(shí)精度，為油田提高采收率打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 含水飽和度場轉(zhuǎn)換

A油藏為邊水層狀油藏，分為上部中滲低阻層和下部高滲高阻層。從利用數(shù)值模擬方法建立的常規(guī)含水飽和度場得出，油藏含水飽和度呈逐年上升的趨勢。目前上部層位平均含水飽和度為68%，下部層位平均含水飽和度為88%，整體含水飽和度高，挖潛難度大。但從儲(chǔ)層特征分析，上部層位為中滲低阻層(滲透率32×10-3～122×10-3μm2，電阻率3～5 Ω·m，原始含水飽和度為66%)，雖然初始含水飽和度高，但是原始儲(chǔ)量基本未動(dòng)用。單一的常規(guī)含水飽和度場并不能準(zhǔn)確反映油藏的開發(fā)潛力及風(fēng)險(xiǎn)。

本次研究在油藏工程動(dòng)態(tài)水相分流量方程和相滲曲線指數(shù)式擬合的基礎(chǔ)上建立了常規(guī)含水飽和度與可動(dòng)含水率的關(guān)系式[1]，利用Petrel-RE模擬器將傳統(tǒng)數(shù)值模擬方法建立的常規(guī)含水飽和度場轉(zhuǎn)化為可動(dòng)含水率場，從而對(duì)水淹層進(jìn)行精細(xì)表征，推進(jìn)油田剩余油挖潛研究工作。

油水兩相相對(duì)滲透率和常規(guī)含水飽和度存在函數(shù)關(guān)系[2]，可表示為：

(1)

式中：Kro—— 油相相對(duì)滲透率；

Krw—— 水相相對(duì)滲透率；

Sw—— 常規(guī)含水飽和度，%；

a、b—— 系數(shù)。

另根據(jù)水相分流量公式[3-4]，不考慮重力和毛細(xì)管力的影響，推導(dǎo)出可動(dòng)含水率與常規(guī)含水飽和度的關(guān)系：

(2)

式中：fw—— 可動(dòng)含水率，%；

μw—— 水相黏度，mPa·s；

μo—— 油相黏度，mPa·s。

根據(jù)此方程可將數(shù)值模擬的常規(guī)含水飽和度場轉(zhuǎn)化為可動(dòng)含水率場。從式(2)可以看出，轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵是求出系數(shù)a、b。系數(shù)a和b可以根據(jù)式(1)

油水相滲曲線的線性回歸得到。求得A油藏上部層位的a、b分別為34 648.16、16.11，下部層位的a、b分別為16 317.61、13.27(見圖1)。

圖1 A油藏相滲參數(shù)線性回歸曲線

綜上可知，A油藏可動(dòng)含水率和常規(guī)含水飽和度的關(guān)系見式(3)、式(4)。

上部層位：

(3)

下部層位：

(4)

利用Petrel-RE模擬器，根據(jù)式(3)和式(4)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將油藏?cái)?shù)值模擬的常規(guī)含水飽和度場轉(zhuǎn)換為可動(dòng)含水率場，得到油藏實(shí)際含水分布規(guī)律。從轉(zhuǎn)化前的常規(guī)含油飽和度場可以看出：A油藏的西、東區(qū)上部層位含水飽和度大于60%，下部層位含水飽和度大于85%，整體含水程度高，挖潛難度大(見圖2(a))。而從轉(zhuǎn)化后可動(dòng)含水率場可看出：A油藏的西、東區(qū)上部實(shí)際可動(dòng)含水率小于20%，水淹程度較低，基本未動(dòng)用(見圖2(b))?？蓜?dòng)含水率場更精確地表征了油藏的潛力。

圖2 含水飽和度剖面及其轉(zhuǎn)化后的可動(dòng)含水率剖面圖

2 水淹層精細(xì)表征研究

根據(jù)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征分析，A油藏部分油井從2011年投產(chǎn)至今綜合含水率一直穩(wěn)定在83%。雖然含水率較高，但由于油井產(chǎn)能較足，提液強(qiáng)采情況下，單井產(chǎn)油量仍長期維持在110 m3d。因此傳統(tǒng)意義上強(qiáng)水淹層的劃分(含水率在80%～100%)掩蓋了A油藏在含水率80%～90%的開發(fā)潛力。為了描述高含水期的潛力，根據(jù)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征，將傳統(tǒng)意義上強(qiáng)水淹層進(jìn)一步劃分為高水淹層(含水率在 80%～90%)和強(qiáng)水淹層(含水率在90%～100%)。進(jìn)一步挖掘油田在高含水期的開發(fā)潛力(含水率在80%～90%)，這部分潛力通過提液強(qiáng)采可以達(dá)到增油的目的。

《中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》將傳統(tǒng)水淹級(jí)別劃分為4個(gè)級(jí)別[5]。本次研究根據(jù)油田開發(fā)特征將水淹級(jí)別細(xì)分為6個(gè)級(jí)別(見表1)。

表1 水淹級(jí)別表

根據(jù)本次劃分的水淹級(jí)別，得到A油藏目前水淹級(jí)別分布圖(見圖3)。平面上全區(qū)邊部含水率達(dá)到90%以上，處于特高含水階段，屬于強(qiáng)水淹級(jí)別；低部位含水率為60%～80%，屬于高、中水淹級(jí)別；中部含水率為30%～50%，屬于弱、低水淹級(jí)別；西區(qū)上部含水率為為5%～9%，東區(qū)上部含水率為9%～10%，屬于未水淹級(jí)別。油藏整體水驅(qū)均勻，上部中滲低阻層水淹程度低，下部高滲高阻層水淹程度高。層間干擾作用嚴(yán)重制約著上部中滲低阻層的開發(fā)。

3 研究成果應(yīng)用

基于A油藏水淹特征研究成果，結(jié)合油藏剩余儲(chǔ)量分布對(duì)油藏潛力區(qū)進(jìn)行劃分(見表2)[6]。第Ⅰ類潛力區(qū)為開發(fā)程度較低的西區(qū)，屬于弱、低水淹級(jí)別，受工程技術(shù)條件所限暫無法挖潛；第Ⅱ類潛力區(qū)

為東區(qū)東南高點(diǎn)上部，屬于弱、低水淹級(jí)別，該區(qū)域油層厚度大，儲(chǔ)量豐度大，考慮采用調(diào)整井挖潛；第Ⅲ類潛力區(qū)為東區(qū)北東高點(diǎn)上部，屬于低水淹級(jí)別，考慮以換層、堵水和提液等常規(guī)措施為主要挖潛手段。

圖3 A油藏目前水淹級(jí)別分布圖

潛力區(qū)分類區(qū)域水淹特征剩余油飽和度特點(diǎn)調(diào)整措施Ⅰ類西區(qū)弱、低水淹大基本未動(dòng)用工程能力限制Ⅱ類東區(qū)東南高點(diǎn)上部弱、低水淹較大油層厚度大井網(wǎng)不完善調(diào)整井Ⅲ類東區(qū)北東高點(diǎn)上部低水淹較小油層厚度較小井網(wǎng)完善換層、堵水、提液

2015年生產(chǎn)井通過卡換層至A油藏上部對(duì)第Ⅲ類潛力區(qū)進(jìn)行挖潛，效果明顯。生產(chǎn)井含水率下降5%，日增油48 m3，預(yù)測累計(jì)增油3.20×104m3。通過側(cè)鉆調(diào)整井對(duì)第Ⅱ類潛力區(qū)A油藏東區(qū)東南高點(diǎn)上部剩余油進(jìn)行挖潛。2015年采油0.48×104m3，增油0.33×104m3，預(yù)測累計(jì)增油12.03×104m3。油藏水淹層精細(xì)表征成果為油田開展剩余油挖潛工作提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

4 結(jié) 語

根據(jù)油藏工程水相分流量方程，并在相滲曲線指數(shù)擬合的基礎(chǔ)上，將數(shù)值模擬后的常規(guī)含水飽和度場轉(zhuǎn)化為可動(dòng)含水率場，可以更合理、準(zhǔn)確地刻畫油藏挖潛的潛力及風(fēng)險(xiǎn)。研究成果可更精細(xì)評(píng)價(jià)油藏水淹情況，充分認(rèn)識(shí)油田開發(fā)潛力，為研究水淹層剩余油分布、制定油田開發(fā)調(diào)整方案、確定增產(chǎn)挖潛措施提供可靠的理論依據(jù)。

[1] 白建平.高含水期水淹層解釋方法及儲(chǔ)層剩余油分布規(guī)律預(yù)測研究[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，2006：53-54.

[2] 蹇波.注水倍數(shù)與驅(qū)油效率的理論關(guān)系研究[J].價(jià)值工程，2012，31(1)：9-10.

[3] 秦積舜，李愛芬.油層物理學(xué)[M].東營：中國石油大學(xué)出版社，2006：238-254.

[4] 呂愛民，姚軍.縫洞型底水油藏含水率變化規(guī)律研究[J].新疆石油地質(zhì)，2007，28(3)：344-347.

[5] 中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì).SYT6178 — 2011水淹層測井資料處理與解釋規(guī)范[S].北京：石油工業(yè)出版社，2011：3.

[6] 李紅英，劉英憲，馬奎前，等.SZ油田縱向水淹機(jī)理研究及其應(yīng)用[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，13(4)：4-6.

Fine Characterization Technique Research and Practice of Water Flooded Layer in Marine Sandstone Reservoir

LIFengyingLIUShuangqiWANGWenjuanZHAYuqiangLURuibin

(Research Institute of Zhanjiang Branch, CNOOC Ltd., Zhanjiang Guangdong 524057, China)

During the later development period of marine water flooding sandstone reservoir, there is high water cut stage. Influencing factors of reservoir water saturation is of great variety, so single water saturation model does not reflect the potential and risk of remaining oil. This paper is based on dynamic water phase flow equation and exponential fitting of phase permeability curve of reservoir engineering method to establish the relationship between water saturation and movable water content in oil field. Petrel-RE simulator is used to convert the ordinary water saturation field established by the traditional method to the movable water cut field, and thus to obtain fine characterization technique of water flooded layer.

water flooded layer; water fractional flow equation; water saturation; water cut field

2016-05-15

中海石油(中國)有限公司科技項(xiàng)目“南海西部海域水淹層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)技術(shù)及開發(fā)潛力研究”( YXKY-2014-ZJ-01)

李鳳穎(1987 — )，女，碩士，工程師，研究方向?yàn)橛筒毓こ獭?/p>

P618.13

A

1673-1980(2017)01-0009-04