海上油田與陸上油田聚驅(qū)開(kāi)發(fā)效果對(duì)比及影響因素研究

王 剛，劉 斌，張國(guó)浩，張 偉，陳善斌

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459）

海上油田與陸上油田聚驅(qū)開(kāi)發(fā)效果對(duì)比及影響因素研究

王 剛，劉 斌，張國(guó)浩，張 偉，陳善斌

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459）

由于海上與陸上油田在儲(chǔ)層物性及開(kāi)采工藝等方面存在較大差異，對(duì)比海上與陸上注聚開(kāi)發(fā)效果，總結(jié)影響海上聚驅(qū)效果發(fā)揮的最主要因素，結(jié)果表明：海上油田與陸上油田聚驅(qū)開(kāi)發(fā)水平均較好；相比于陸上油田，海上油田早期注聚，更利于聚驅(qū)效果的發(fā)揮；原油黏度大、地層水礦化度高等問(wèn)題制約海上聚驅(qū)開(kāi)發(fā)效果，但可通過(guò)改善聚合物性能得到解決。

海上油田；陸上油田；聚驅(qū)；開(kāi)發(fā)效果；影響因素

海上油田與陸上油田在儲(chǔ)層物性及開(kāi)采工藝等方面存在較大差異，主要表現(xiàn)為受平臺(tái)壽命限制，海上在中、高含水期即開(kāi)展聚驅(qū)，比陸上注聚時(shí)機(jī)提前[1，2]；海上受限于平臺(tái)及開(kāi)發(fā)投資限制，井網(wǎng)比陸上油田稀疏，井距偏大[3]；海上淡水缺乏，需海水配制化學(xué)劑，礦化度高，對(duì)聚驅(qū)的要求更高[4]。海上油田與陸上油田的差異性，導(dǎo)致化學(xué)驅(qū)開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)及生產(chǎn)規(guī)律等方面都具有明顯的不同，將兩者聚驅(qū)開(kāi)發(fā)效果進(jìn)行對(duì)比，總結(jié)影響海上聚驅(qū)效果發(fā)揮的最主要因素，為油田下一步高效開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)。

本文選取沉積環(huán)境及儲(chǔ)層物性條件較為類(lèi)似的X油田與Y油田作為典型區(qū)塊進(jìn)行聚驅(qū)開(kāi)發(fā)對(duì)比。海上X油田屬于大型河湖相三角洲沉積復(fù)合體，主體區(qū)位于三角洲前緣的有利相帶，而以河口壩沉積更為發(fā)育。油田儲(chǔ)層物性較好，具有高孔高滲的特性，以重質(zhì)稠油為主，原油具有高密度、高黏度、高膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量、低含硫、低凝固點(diǎn)等特點(diǎn)。陸上Y油田是受構(gòu)造控制的層狀油氣藏，原油性質(zhì)較差，為黏度高、密度高、含蠟低、凝固點(diǎn)低的瀝青基石油。儲(chǔ)層從上到下整體上是正韻律沉積，各儲(chǔ)層也均為正韻律沉積。

1 聚驅(qū)開(kāi)發(fā)效果對(duì)比

從阻力系數(shù)、噸聚增油量?jī)煞矫鎸?duì)海上X油田和陸上Y油田的聚驅(qū)開(kāi)發(fā)效果進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而總結(jié)出海、陸聚驅(qū)開(kāi)發(fā)水平的差別，為后續(xù)各影響因素的對(duì)比奠定基礎(chǔ)。

1.1 阻力系數(shù)

聚合物驅(qū)作為一種通過(guò)改善水油流度比，擴(kuò)大波及體積來(lái)提高采收率的化學(xué)驅(qū)技術(shù)，其改善水油流度比的程度可以通過(guò)阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，利用霍爾曲線(xiàn)計(jì)算得到海上X油田各生產(chǎn)井阻力系數(shù)的數(shù)值（見(jiàn)表1）。

表1 海上X油田不同區(qū)塊阻力系數(shù)數(shù)據(jù)

表1 海上X油田不同區(qū)塊阻力系數(shù)數(shù)據(jù)（續(xù)表）

表2 陸上Y油田不同區(qū)塊阻力系數(shù)數(shù)據(jù)

根據(jù)表1、表2中的結(jié)果，得到海上X油田的平均阻力系數(shù)為1.36，陸上Y油田的平均阻力系數(shù)為2.30，海上X油田的平均阻力系數(shù)低于陸上Y油田，但根據(jù)礦場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，注聚有效性可以得到保證。

1.2 噸聚增油量

統(tǒng)計(jì)陸上與海上油田不同區(qū)塊的噸聚增油量數(shù)據(jù)（見(jiàn)表3，表4）。

表3 陸上Y油田不同區(qū)塊噸聚增油量數(shù)據(jù)

表4 海上X油田不同區(qū)塊噸聚增油量數(shù)據(jù)

對(duì)比表3，表4的結(jié)果可得，注聚時(shí)間相當(dāng)?shù)那闆r下，陸上Y油田各區(qū)塊的平均噸聚增油量為76 m3/t，海上X油田噸聚增油量為53 m3/t，海上油田與陸上油田聚驅(qū)開(kāi)發(fā)水平均較好。

2 儲(chǔ)層物性對(duì)比

2.1 儲(chǔ)層韻律性

建立不同韻律性的特征模型，利用數(shù)值模擬方法分別模擬不同韻律條件的儲(chǔ)層在水驅(qū)和聚驅(qū)后的采出情況（見(jiàn)表5）。

表5 地層的韻律性對(duì)提高采收率的影響

由表5中的結(jié)果可知，反韻律儲(chǔ)層水驅(qū)采收率高于復(fù)合韻律，正韻律儲(chǔ)層水驅(qū)采收率最低。聚驅(qū)后，不同韻律儲(chǔ)層的采收率都得到提高。其提高采收率幅度依次為：正韻律儲(chǔ)層高于復(fù)合韻律，復(fù)合韻律儲(chǔ)層高于反韻律?？梢?jiàn)，相比于反韻律，正韻律儲(chǔ)層更容易取得好的聚驅(qū)效果。

根據(jù)海上X油田及陸上Y油田實(shí)際儲(chǔ)層物性可知，陸上Y油田儲(chǔ)層從上到下整體上是正韻律沉積，各儲(chǔ)層也均為正韻律沉積。而海上X油田屬于反韻律儲(chǔ)層，因而陸上Y油田的沉積構(gòu)造更有利于聚驅(qū)效果的發(fā)揮。

2.2 儲(chǔ)層非均質(zhì)性

海上X油田的油藏類(lèi)型為受巖性影響在縱向、橫向上存在多個(gè)油氣水系統(tǒng)的構(gòu)造層狀油氣藏，儲(chǔ)層埋深1 400 m～1 600 m。油田儲(chǔ)層發(fā)育，膠結(jié)疏松，物性較好，具有高孔高滲的特性，儲(chǔ)層孔隙度在28%～35%，平均31%；滲透率在100 mD～10 000 mD，平均2 000 mD。陸上Y油田油層儲(chǔ)油物性好，平均孔隙度32%～35%，平均滲透率 1 264×103mD～3 370×103mD，平均含油飽和度60%～69%。

圖1 滲透率變異系數(shù)對(duì)聚合物驅(qū)效果的影響曲線(xiàn)

儲(chǔ)層的非均質(zhì)性通過(guò)滲透率變異系數(shù)來(lái)表示。建立特征模型，通過(guò)定義不同的滲透率變異系數(shù)進(jìn)行聚驅(qū)效果的分析（見(jiàn)圖1）。

由于陸上Y油田主力油層的非均質(zhì)性較強(qiáng)，滲透率變異系數(shù)處于0.5～0.8的范圍，因而聚驅(qū)具有較大的增產(chǎn)潛力。海上X油田滲透率變異系數(shù)為0.76，處于滲透率變異系數(shù)的最佳范圍，因而聚驅(qū)增產(chǎn)潛力也很大。

2.3 地層水礦化度

聚合物具有鹽敏性，即聚合物溶液中不同鹽類(lèi)的含量對(duì)聚合物黏度產(chǎn)生明顯的影響[5]，因而地層水礦化度的高低，是油藏能否進(jìn)行聚驅(qū)開(kāi)發(fā)需要重點(diǎn)考慮的因素之一。研究表明，聚合物溶液的黏度會(huì)隨著地層水礦化度的增加而迅速降低，因而聚驅(qū)油藏的礦化度不能太高，最好控制在6 000 mg/L以下，如果經(jīng)濟(jì)條件允許的話(huà)，可以提高到10 000 mg/L～20 000 mg/L[6]。當(dāng)目標(biāo)油藏地層水礦化度值很高時(shí)，為了達(dá)到較好的開(kāi)發(fā)效果，必須加大注聚濃度或者采用性能更優(yōu)的聚合物驅(qū)替劑。

陸上Y油田各區(qū)塊不同礦化度條件下的采收率提高值的結(jié)果（見(jiàn)圖2），從總體趨勢(shì)來(lái)看，隨著地層水礦化度的提高，采收率提高值呈下降趨勢(shì)。陸上Y油田的地層水礦化度在2 797 mg/L～17 768 mg/L范圍內(nèi)，而海上X油田的地層水礦化度為6 540 mg/L～34 000 mg/L，約為陸上Y油田的2倍，礦化度過(guò)高會(huì)限制聚驅(qū)開(kāi)發(fā)效果，但可以通過(guò)提高聚合物性能來(lái)得到改進(jìn)。

圖2 地層水礦化度對(duì)聚合物驅(qū)效果的影響曲線(xiàn)

3 開(kāi)發(fā)參數(shù)對(duì)比

3.1 注聚時(shí)機(jī)

油田開(kāi)發(fā)實(shí)踐表明，當(dāng)油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)階段時(shí)，為進(jìn)一步提高驅(qū)油效果需要采用化學(xué)驅(qū)等三次采油技術(shù)，實(shí)施三次采油措施的時(shí)機(jī)對(duì)增油效果影響明顯（見(jiàn)圖3）。

圖3 不同水驅(qū)采出程度對(duì)應(yīng)采收率提高值

根據(jù)圖3中水驅(qū)采出程度與對(duì)應(yīng)采收率提高值的關(guān)系可知，隨著注入時(shí)機(jī)的延遲，對(duì)應(yīng)的提高采收率幅度下降趨勢(shì)明顯。由于陸上油田開(kāi)發(fā)不太受到時(shí)間和空間的限制，通常在高含水或者特高含水階段采取三次采油措施。海上油田由于受到平臺(tái)壽命的限制，普遍采用早期注聚的方式。相比于陸上Y油田，海上X油田在含水60%展開(kāi)注聚，更利于聚驅(qū)效果的發(fā)揮。

3.2 注入速度

聚驅(qū)注入速度是聚驅(qū)開(kāi)發(fā)方案編制過(guò)程中一項(xiàng)重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，注入速度的高低直接影響到油田聚合物驅(qū)區(qū)塊的逐年產(chǎn)油量，同時(shí)也將影響到聚合物驅(qū)的總體技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益[7]。數(shù)模研究結(jié)果表明，注入速度對(duì)聚驅(qū)增油效果影響不大[8]，但對(duì)區(qū)塊的見(jiàn)效時(shí)間和采油速度有明顯影響。

圖4 不同注聚速度對(duì)應(yīng)采收率提高值

統(tǒng)計(jì)得到的不同注聚速度對(duì)應(yīng)的采收率提高值（見(jiàn)圖4），從圖4結(jié)果可以看出采收率提高幅度與注聚速度關(guān)系不明顯。但礦場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，不同單元的最佳注入速度不同，需要根據(jù)聚合物本身的性質(zhì)、儲(chǔ)層物性以及注水開(kāi)發(fā)狀況進(jìn)行優(yōu)選。

3.3 注聚用量

研究結(jié)果表明，聚合物的用量（聚合物濃度和段塞尺寸之積）增加時(shí)，提高采收率的幅度也將增大，呈單調(diào)上升的趨勢(shì)，但聚合物的利用率，即每噸聚合物的增油量在達(dá)到最大值之后迅速降低（見(jiàn)圖5）。

根據(jù)圖5中的結(jié)果可知，隨著聚合物用量的增加，聚驅(qū)提高采收率的幅度有所增加，但增幅逐漸減小。結(jié)合礦場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，陸上Y油田的平均聚驅(qū)用量為800 PV·mg/L，而海上X油田的聚驅(qū)用量為1 200 PV·mg/L，海上X油田更利于聚驅(qū)效果的發(fā)揮。

圖5 不同注聚用量對(duì)應(yīng)采收率提高值

4 結(jié)論

（1）海上與陸上油田聚驅(qū)開(kāi)發(fā)進(jìn)行了比較系統(tǒng)的對(duì)比，通過(guò)阻力系數(shù)、噸聚增油量的對(duì)比，得出海上油田與陸上油田聚驅(qū)開(kāi)發(fā)水平均較好。

（2）相比于陸上油田，海上油田早期注聚，更利于聚驅(qū)效果的發(fā)揮。

（3）原油黏度大、地層水礦化度高等問(wèn)題制約海上聚驅(qū)開(kāi)發(fā)效果，但可通過(guò)改善聚合物性能得到解決。

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Study on the comparison of development effects of polymer flooding in offshore and onshore oilfield and its influencing factors

WANG Gang，LIU Bin，ZHANG Guohao，ZHANG Wei，CHEN Shanbin
（Bohai Oilfield Research Institute of Tianjin Branch of CNOOC（China）Co.，Ltd.，Tianjin 300459，China）

There are great differences in reservoir property and production technology in offshore and onshore oilfield.Therefore,the development effects of polymer flooding are contrasted and the main factors influencing the effect of polymer flooding in offshore oil are obtained.The results show that the development effect of polymer flooding in offshore oilfield is lower than that of onshore oilfield.The problems,including high viscosity of crude oil and high salinity of formation water,can be solved by improving the properties of polymer.The reservoir rhythm and the well patterns,which are not complete because of the cross distribution of water and polymer injection wells,are the main factors that influence the effect of polymer flooding in offshore oilfield.

offshore oilfield；onshore oilfield；polymer flooding；development effect；influencing factors

TE357.46

A

1673-5285（2017）08-0015-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.08.004

2017－07-10

“十三五”國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“渤海油田加密調(diào)整及提高采收率油藏工程技術(shù)示范”，項(xiàng)目編號(hào)：2016ZX05058001。

王剛（1983-），工程師，2009年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣田開(kāi)發(fā)工程專(zhuān)業(yè)并獲碩士學(xué)位，主要從事油氣開(kāi)發(fā)研究工作。