渤海S油田細(xì)分注水合理界限的研究

魏 舒,李凌宇,鄧景夫,張國浩,張俊廷

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300459)

細(xì)分注水[1]指盡量將油層性質(zhì)相近的小層放在一個防砂段內(nèi)注水，其作用是減輕不同性質(zhì)油層之間的層間干擾，是高含水期油藏改善注水效果、提高水驅(qū)采收率[2]的有效措施之一。

目前，細(xì)分注水技術(shù)在國內(nèi)陸地油田[3-6]已獲得推廣應(yīng)用。克拉瑪依油田20世紀(jì)50年代就開始應(yīng)用分層注水技術(shù)，冀東油田也進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)。在早期分注后大慶油田又陸續(xù)對各層系進(jìn)行細(xì)分調(diào)整，如喇嘛甸油田細(xì)分注水試驗(yàn)、杏北油田“666”細(xì)分注水標(biāo)準(zhǔn)，為穩(wěn)油控水奠定了基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。國外油田[7]也進(jìn)行過相關(guān)試驗(yàn)探索，如羅馬什金油田細(xì)分層系高壓注水試驗(yàn)。但是，關(guān)于海上油田相關(guān)研究還比較缺乏。

海上油田受經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的限制，采用大井距和多層合注合采的開發(fā)方式，隨開發(fā)時間延長，層間干擾會越來越嚴(yán)重[8-10]。渤海S油田作為海上多層常規(guī)稠油油田，在注采結(jié)構(gòu)調(diào)整[11]和細(xì)分層系后，注水井仍存在注水層段厚度大、小層數(shù)多、儲層非均質(zhì)性強(qiáng)的問題。因此，我們綜合油藏?cái)?shù)值模擬、測試資料統(tǒng)計(jì)和經(jīng)濟(jì)評價，針對海上多層常規(guī)稠油油藏細(xì)分注水的合理界限展開研究。

1 細(xì)分注水影響規(guī)律研究

使用S油田數(shù)據(jù)建立機(jī)理模型，采用油藏?cái)?shù)值模擬的方法從動靜態(tài)兩個方面研究細(xì)分注水的影響因素[12-15]，包括儲層韻律性、原油粘度、滲透率級差、注水層段小層數(shù)和細(xì)分注水時機(jī)。模型網(wǎng)格數(shù)為21×21×9，橫向步長為DX=DY=35m，縱向上五個小層間設(shè)有4個隔層，小層厚8m，隔層厚2m，無邊底水。

模型中基本參數(shù)、PVT數(shù)據(jù)以及相對滲透率曲線均采用S油田數(shù)據(jù)。為了便于對比，設(shè)置模擬結(jié)束條件：當(dāng)油田綜合含水率達(dá)到98%，單井產(chǎn)油量低于5m3/d時，模擬停止。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，確定了影響細(xì)分注水合理界限的主控因素:儲層非均質(zhì)性(滲透率級差)和注水層段小層數(shù)，具體結(jié)果見表1。

表1 細(xì)分注水影響規(guī)律研究結(jié)果

2 合理技術(shù)界限的確定

在油價為36.23美元/桶的條件下，以細(xì)分注水有經(jīng)濟(jì)效益為劃分依據(jù)，油藏?cái)?shù)值模擬研究表明：S油田原油粘度屬于細(xì)分注水有經(jīng)濟(jì)效益的范圍之內(nèi)；當(dāng)滲透率級差高于5.0、注水層段小層數(shù)低于5層時細(xì)分注水有經(jīng)濟(jì)效益，以原油粘度和滲透率級差為例，如圖1所示。

圖1 油藏?cái)?shù)值模擬確定細(xì)分注水合理界限圖版

通過現(xiàn)場實(shí)際測試資料統(tǒng)計(jì)分析，以層段動用程度大于75%為劃分依據(jù)，得到油田在Ⅰ類開發(fā)水平下的細(xì)分注水合理界限圖版，以注水層段小層數(shù)為例，如圖2所示。

最終，經(jīng)過綜合研究分析，提出海上多層常規(guī)稠油油藏細(xì)分注水合理技術(shù)界限：注水層段之間分布有穩(wěn)定隔層；注水層段小層數(shù)小于5層；注水層段內(nèi)滲透率級差小于5.0；注水層段內(nèi)砂巖有效厚度小于16.0m。

圖2 注水效果影響因素確定細(xì)分注水合理界限圖版

3 細(xì)分注水實(shí)際礦場應(yīng)用

2016年11月，對細(xì)分層系試驗(yàn)區(qū)一口注水井B1井進(jìn)行分層調(diào)配，分層調(diào)配前B1井為合注，分層調(diào)配后B1井為4段分注，各層段參數(shù)均低于細(xì)分注水界限。由B1井與其受效油井O1井生產(chǎn)曲線可以看出，分層調(diào)配之后，O1井日產(chǎn)油增加近15m3，含水率降低近6個百分點(diǎn)，降水增油效果較好(圖3)。

因此，據(jù)細(xì)分注水合理界限，對一口新打調(diào)整井B2井進(jìn)行細(xì)分注水。其中，B2井的有效生產(chǎn)厚度為52.1m，共細(xì)分為4段。由于S油田各小層展布較穩(wěn)定，通過對比B2井與未進(jìn)行細(xì)分注水的鄰井B3井的分層數(shù)據(jù)，認(rèn)為兩者儲層特征相似，可比性較強(qiáng)。

圖3 注水井B1井與油井O1井生產(chǎn)曲線圖

根據(jù)兩口注水井的吸水剖面數(shù)據(jù)(圖4)可以看到，經(jīng)過細(xì)分注水之后的注水井，吸水層數(shù)增加5個小層，吸水砂巖厚度比例提高60%左右，且整井各個小層吸水較為均衡。

綜上認(rèn)為，細(xì)分注水合理界限適用性較強(qiáng)，并可進(jìn)一步推廣至其它海上油田。

圖4 B2井和B3井各小層相對吸水量對比圖

4 結(jié)論

(1)通過油藏?cái)?shù)值模擬機(jī)理研究,篩選出儲層非均質(zhì)性、注水層段小層數(shù)作為細(xì)分注水合理界限的量化因素。

(2)結(jié)合油藏?cái)?shù)值模擬法、測試資料統(tǒng)計(jì)分析和經(jīng)濟(jì)評價，確定了海上多層常規(guī)稠油油藏在油價為36.23美元/桶時的細(xì)分注水合理界限：注水層段之間分布有穩(wěn)定隔層；注水層段小層數(shù)大于5層；注水層段內(nèi)滲透率級差大于5.0；注水層段內(nèi)砂巖有效厚度大于16.0m。

(3)分析S油田實(shí)際礦場應(yīng)用效果，認(rèn)為細(xì)分注水合理界限適用性較強(qiáng)，并可進(jìn)一步推廣至其它海上油田。