復雜斷塊油藏井間連通性研究及下步調(diào)整

胡泊 張軼棟 王書劍 石夢陽 韓進強

摘要：復雜斷塊油藏注水開發(fā)后由于地層非均質(zhì)性和長期注水的影響，平面、縱向注水矛盾逐步加劇，內(nèi)部形成多條優(yōu)勢滲流通道，存在油井含水上升速度快、含水率高、油田產(chǎn)量急劇下降等問題。為解決此類問題，提高油田開發(fā)效果，弄清油水井間的連通關系是關鍵。本文以實際油田為例，采用含水特征曲線法、聚類分析法、動態(tài)研究方法以及數(shù)值模擬法定性分析了油水井間的連通性，明確了區(qū)塊優(yōu)勢通道存在的具體位置，最終確定出8條優(yōu)勢滲流通道。根據(jù)研究結果，制定相應合理對策并通過數(shù)值模擬預測效果，發(fā)現(xiàn)油井含水得到抑制，產(chǎn)量迅速提升，實現(xiàn)了油藏的高效開發(fā)且證實了研究方法的可靠性。

關鍵詞：優(yōu)勢滲流通道;聚類分析;數(shù)值模擬

1 區(qū)塊概況

R油田為一受斷層控制的背斜層狀邊水構造油藏，儲層物性好，縱向分為6個小層，屬于中孔中高滲儲層。2011年投產(chǎn)以來，產(chǎn)量平穩(wěn)，但地層能量快速降低;2015年區(qū)塊采用面積籠統(tǒng)注水開發(fā)，地層壓力得到補充，但油井快速見水，見水后含水上升速度快，導致多口油井關井;2019年6月該區(qū)塊2口注水井轉為分層注水開發(fā)，取得一定效果，但很快油井再次含水突升。區(qū)塊共12口油井其中2口井長期關停，3口井高含水關停，目前僅開井7口，含水率高于50%的井有5口，綜合含水62.5%。含水率高，含水上升速度快是目前該區(qū)塊面臨的最大問題，因此有必要對該區(qū)塊進行井間連通性分析，理清儲層內(nèi)存在的優(yōu)勢通道，為后續(xù)穩(wěn)油控水治理提供依據(jù)。

2 井間連通性判別

2.1 含水特征曲線法判別井間優(yōu)勢通道

對于正常驅(qū)替的油藏，lgWOR～lgt曲線的斜率是負數(shù)或變化不大的正數(shù);對于存在高滲通道的油藏，lgWOR～lgt曲線的斜率是一個上升非?？斓恼龜?shù)。

水油比（WOR）是表示油田產(chǎn)水程度的指標，定義為油井的產(chǎn)水量與產(chǎn)油量的比值。

其中Wp：月產(chǎn)水量，m3，Qo：月產(chǎn)油量，m3。

含水特征曲線凹凸程度能有效判別油水井之間的連通性，曲線凹型表明連通性好，曲線線性表明連通性一般，曲線凸型表明連通性差。R區(qū)塊油井含水特征曲線。分析來看，R4-11井凹曲程度明顯，R4-9、R4-10和R4-16井凹曲程度次之，表明該區(qū)塊內(nèi)部存在優(yōu)勢通道4條。

2.2 聚類分析算法判別井間優(yōu)勢通道

聚類分析根據(jù)樣品的多個觀測指標，按照一定的數(shù)學公式計算樣品或參數(shù)的相似程度，把相似的樣品或指標歸為一類，把不相似的歸為另一類。一般包括數(shù)據(jù)選擇、數(shù)據(jù)標準化處理、確定類的個數(shù)和選擇聚類模型四個部分。

靜態(tài)參數(shù)是影響儲層高滲透性的先天因素，至關重要，本次研究選擇滲透率、孔隙度和油層厚度作為靜態(tài)輸入?yún)?shù)。同時根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)庫實際數(shù)據(jù)情況選取井底壓力、含水率和油井出砂量作為動態(tài)參數(shù)。將區(qū)塊十口油井對應的參數(shù)組成一個10×6的輸入矩陣并進行數(shù)據(jù)歸一化處理。

其中：A為輸入矩陣;n：區(qū)塊10口油井;m：油井6類參數(shù)。

設置類別為2（0和1），進行聚類計算。其中1代表油水井連通性好，0代表油水井連通性差。分類結果表明R4-9、R4-11、R4-16和R4-17四口井與水井連通性好。

2.3 動態(tài)分析法判別井間優(yōu)勢通道

油藏是一個動力學平衡系統(tǒng)，水井注水量的變化引起油井含水波動是油水井層內(nèi)連通的特征反應，油井含水的波動幅度與油水井連通程度相關?；谶@種思想，可定性判斷油水井間連通性。

該區(qū)塊油井12口，注水井4口，平面上分為3個井組，分別為R4-6井組，R4-13井組和R4-18井組。R4-13井組2015年開始注水，注水量長期穩(wěn)定在20m3/d，2019年6月注水量從20m3/d提高到40m3/d，隨后R4-11和R4-16井含水率有明顯升高趨勢，與注水井注水量呈強相關性，表明R4-13井組中R4-13注水井和R4-11、R4-16油井之間具有較好的連通性;R4-6井組2016年開始注水，注水量穩(wěn)定，2019年6月份注水量從40m3/d提高到110m3/d，隨后油井R4-9含水率有明顯上升趨勢，表明R4-6井組中R4-6注水井和R4-9油井之間具有較好的連通性;R4-18井組中，注水井注水量與油井含水率沒有對應趨勢。最終得到3條優(yōu)勢通道。

2.4 數(shù)值模擬方法判別井間連通性

上述三種方法均能有效判別井間連通性，但是由于該區(qū)塊缺少剖面產(chǎn)液和吸水資料，難以判別優(yōu)勢通道存在的具體層位，給油藏后期控水帶來不便，因此采用數(shù)值模擬技術判別井間連通性，研究具體吸水層位。

建立R區(qū)塊模型，進行歷史擬合，控制全區(qū)擬合誤差3%以內(nèi)，單井誤差5%以內(nèi)。通過小層剩余油含油飽和度圖來判別井間連通性。

3 治理對策及效果預測

在明確油水連通性的基礎上，提出下步具體調(diào)整實施建議：降低位于高滲通道上油井的產(chǎn)液量，尤其R4-9井（含水68%）、R4-11井（含水76.71%）和R4-16井（含水68.5%），將其產(chǎn)液量下調(diào)30%;R4-6注水井盡快實施分層注水，分注后減小上層注水量，增加下層注水量，改善井組吸水剖面不均;降低R4-13井下層注水量，減少無效注水，減緩油井含水上升速度。

數(shù)值模擬預測結果表明：調(diào)整后區(qū)塊整體產(chǎn)油量上升，含水大幅度下降，單井含水均有所降低，區(qū)塊注水不均得到一定程度的改善。目前區(qū)塊也在陸續(xù)實施調(diào)整建議，實際動態(tài)曲線也有明顯的向好趨勢，印證了研究方法的可靠性

4 總結及認識

R區(qū)塊邊水能量強，前期注水強度高，區(qū)塊注水以來油井含水快速上升，高含水導致多口井已關井，嚴重影響區(qū)塊開發(fā)效益。研究表明區(qū)塊高含水是由于地層內(nèi)部的多條優(yōu)勢滲流通道所導致，因此明確優(yōu)勢滲流通道存在的具體位置是解決R區(qū)塊問題的關鍵。

本次研究用到4種方法，其中含水特征曲線法和聚類分析法能有效判別油水井間存在的優(yōu)勢滲流通道，但在缺少示蹤劑的情況下難以確定具體來水方向;動態(tài)法能有效判別油井來水方向，但在缺少剖面吸水、產(chǎn)液資料的情況下難以有效判別優(yōu)勢滲流通道具體存在的層位;油藏數(shù)值模擬方法可直觀具體的判別出優(yōu)勢滲流通道，但需要基于上述研究結論完成歷史擬合。綜合四種方法，最終明確了該區(qū)塊內(nèi)部優(yōu)勢滲流通道存在的具體層位和注入水水流方向，根據(jù)結論制定了穩(wěn)油控水調(diào)整策略，取得了較好效果，表明了方法的可靠性和實用性。