遼河油田特高含水期油藏二元復(fù)合驅(qū)井網(wǎng)井距優(yōu)化研究

溫 靜

(中油遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010)

遼河油田特高含水期油藏二元復(fù)合驅(qū)井網(wǎng)井距優(yōu)化研究

溫 靜

(中油遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010)

在總結(jié)國內(nèi)成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過精細(xì)地質(zhì)建模、數(shù)值模擬結(jié)合室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)，充分考慮油藏地質(zhì)特點(diǎn)，從夾層控油因素、化學(xué)驅(qū)控制程度、中心井組完善程度、注入采出能力、注入速度、采收率提高值、經(jīng)濟(jì)效益等方面，對遼河油田錦16塊二元復(fù)合驅(qū)井網(wǎng)模式、井排方位以及合理井距進(jìn)行優(yōu)化研究，對比分析技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，為開發(fā)方式的轉(zhuǎn)換作必要的前期技術(shù)儲備，以實(shí)現(xiàn)油田產(chǎn)量的有效接替。

二元復(fù)合驅(qū);井網(wǎng)井距;采收率;經(jīng)濟(jì)效益;錦16塊;遼河油田

引 言

化學(xué)驅(qū)主要包括聚合物驅(qū)、堿水驅(qū)、表面活性劑驅(qū)及其互相復(fù)配的二元、三元復(fù)合驅(qū)等。化學(xué)驅(qū)研究工作開始于20世紀(jì)60年代初，經(jīng)歷了“七五”探索、“八五”先導(dǎo)試驗(yàn)、“九五”擴(kuò)大試驗(yàn)、“十五”推廣等階段，目前已進(jìn)入技術(shù)攻關(guān)階段［1－3］。遼河油田主力中高滲砂巖油藏中注水開發(fā)儲量占水驅(qū)油田的42%，注水開發(fā)產(chǎn)油量占37%。其中，部分儲量目前已進(jìn)入高含水、高采出程度低速開發(fā)階段，化學(xué)驅(qū)是其提高采收率的最佳選擇之一。

遼河油田特高含水期油藏錦16塊具有“兩高三低”的特點(diǎn)，即滲透率高(平均滲透率為3 442×10－3μm2)、原油酸值高(0.40 ～1.16 mg/g)、地層水礦化度低(2 467 mg/L)、二價(jià)陽離子含量低(Ca2+含量為7.6 mg/L、Mg2+含量為2.8 mg/L)、油層溫度低(55℃)等特點(diǎn)，油藏條件適合開展聚合物+表面活性劑二元復(fù)合驅(qū)［4－6］。

錦16塊構(gòu)造復(fù)雜，孔道大，滲透率高，膠結(jié)疏松，易出砂，層內(nèi)非均質(zhì)嚴(yán)重，區(qū)塊已進(jìn)入特高含水、高采出程度階段，剩余油分布零散，水驅(qū)井網(wǎng)較密，井距已加密至 159～180 m，井況逐年變差［7－8］。復(fù)雜的地質(zhì)、開發(fā)特點(diǎn)給二元復(fù)合驅(qū)井網(wǎng)井距部署帶來了很大的難度，井網(wǎng)井距部署既要保證驅(qū)油效果，又要保證注入劑不發(fā)生竄流。對于此類油藏，二元復(fù)合驅(qū)井網(wǎng)形式及井距的評價(jià)優(yōu)化是保證二元復(fù)合驅(qū)效果的前提和基礎(chǔ)。

1 二元復(fù)合驅(qū)合理井網(wǎng)優(yōu)化

二元復(fù)合驅(qū)采用何種井網(wǎng)，不僅對二元復(fù)合驅(qū)的效果有影響，更重要的是關(guān)系到注入井的注入量。在確定合理井網(wǎng)時(shí)，主要考慮區(qū)塊的構(gòu)造形態(tài)、沉積特征、與原水驅(qū)井網(wǎng)的銜接與搭配、上返油層對井網(wǎng)的適應(yīng)性等。

1.1 注采井網(wǎng)優(yōu)化

(1)調(diào)研國內(nèi)各化學(xué)驅(qū)區(qū)塊不同井網(wǎng)模式，發(fā)現(xiàn)復(fù)合驅(qū)普遍采用五點(diǎn)法面積井網(wǎng)。

(2)通過不同井網(wǎng)數(shù)值模擬計(jì)算表明，在相同井網(wǎng)密度情況下，五點(diǎn)法井網(wǎng)要好于其他井網(wǎng)。建立試驗(yàn)區(qū)二元復(fù)合驅(qū)地質(zhì)模型。地質(zhì)模型平面網(wǎng)格單元大小為25 m×25 m，縱向按照油藏實(shí)際分層厚度給定，網(wǎng)格總數(shù)為76×66×15=75 240個(gè)根據(jù)試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)模型，選擇典型井組建立井組理論模型，注采井距為200 m。模擬相同井網(wǎng)密度條件下，不同井網(wǎng)方式下的采收率提高值。計(jì)算結(jié)果表明，五點(diǎn)法井網(wǎng)采收率提高值為15.5%，四點(diǎn)法、七點(diǎn)法、反九點(diǎn)法井網(wǎng)采收率提高值分別為14.8%、15.1%、12.8%。主要原因是五點(diǎn)法井網(wǎng)注采井?dāng)?shù)比為1∶1，化學(xué)驅(qū)驅(qū)油流線面積大，采出井一向、二向受效均衡，滯留面積小，注入井?dāng)?shù)多，單井注入強(qiáng)度小，有利于提高驅(qū)油效果。

(3)注采井網(wǎng)部署應(yīng)盡可能均勻。針對錦16塊構(gòu)造傾角比較大的特點(diǎn)，通過數(shù)值模擬研究構(gòu)造傾角及井網(wǎng)均勻程度對化學(xué)驅(qū)開發(fā)效果的影響。油藏模型為1注4采，中心井為注入井，兩邊為采油井，采出井上高下低，注采井距為150 m。建立地層傾角為4°和0°的2個(gè)對比模型。每種模型設(shè)計(jì)3套方案，即注入井在中心、注入井向高部位偏移20 m、注入井向高部位偏移40 m。模擬結(jié)果為：地層傾角對采收率影響不大;注入井在中心部位采收率最高，采收率隨偏移位置增大而下降。因此注入井的位置應(yīng)盡量部署在井網(wǎng)中心位置，如果考慮部署注入井時(shí)避開天窗、采油井處于剩余油富集地帶等因素，注入井的位置可適當(dāng)偏移，偏移距離盡量在20 m范圍內(nèi)。

1.2 注采井排方向優(yōu)化

錦16塊為濱湖河口環(huán)境下的扇三角洲前緣亞相沉積，根據(jù)油水運(yùn)動規(guī)律，統(tǒng)計(jì)不同驅(qū)替方向油井水進(jìn)速度，同期投產(chǎn)油井的側(cè)向和逆向驅(qū)平均水進(jìn)速度為0.26～0.51 m/d，順向驅(qū)平均水進(jìn)速度為1.57 m/d。水驅(qū)油具有順向驅(qū)水進(jìn)速度快、相應(yīng)油井見水早、含水高的特點(diǎn)，逆向驅(qū)與側(cè)向驅(qū)具有水進(jìn)速度較慢、見水晚、含水低的水驅(qū)規(guī)律。根據(jù)錦16塊油藏地質(zhì)特征，確定化學(xué)驅(qū)試驗(yàn)區(qū)采用順物源方向部署注入井，和采出井形成側(cè)逆向驅(qū)替的五點(diǎn)法面積井網(wǎng)模式。

2 二元復(fù)合驅(qū)合理井距優(yōu)選

注采井距優(yōu)化應(yīng)滿足注入速度、采出速度對井網(wǎng)、井距的要求，以達(dá)到較高的采油速度和較短的開采年限，力爭較高的化學(xué)驅(qū)控制程度和動用程度，達(dá)到較大的采收率提高值和較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 地質(zhì)因素復(fù)雜，不宜采用較大井距

試驗(yàn)區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，除發(fā)育北東向和近東西向2組大斷層外，區(qū)內(nèi)還發(fā)育3條次級斷層，使構(gòu)造和油水關(guān)系進(jìn)一步復(fù)雜化。儲層平面、層內(nèi)非均質(zhì)性強(qiáng)，單層內(nèi)滲透率級差最大為220.54，非均質(zhì)系數(shù)最大為4.75，變異系數(shù)大于0.7的占71.4%。巖石膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主，接觸式膠結(jié)次之膠結(jié)物以泥質(zhì)膠結(jié)為主，比較疏松。試驗(yàn)區(qū)每年因出砂影響產(chǎn)液量約為25 000 t，防治油層出砂成為區(qū)塊開發(fā)的一項(xiàng)重要措施工作?？紤]錦16塊構(gòu)造復(fù)雜、非均質(zhì)性嚴(yán)重、易出砂的特點(diǎn)，為了避免其對化學(xué)驅(qū)開發(fā)效果的影響，試驗(yàn)區(qū)不宜采用較大井距。

2.2 水驅(qū)井距小，但受厚層內(nèi)夾層影響仍有剩余油潛力，化學(xué)驅(qū)井距不宜過大

通過水驅(qū)開發(fā)過程綜合調(diào)整措施，注采井距由337 m加密到目前的159～180 m，注采井?dāng)?shù)比由1.00∶3.50增加到1.00∶1.84，采出程度高達(dá)46.2%，取得了較好的水驅(qū)開發(fā)效果。但受重力和夾層影響，厚層內(nèi)仍有剩余油。錦2－6－A226、錦－丙6－A235等19口挖潛井平均日產(chǎn)油達(dá)10 t/以上，其主要原因是油層單層厚度大，為5.0～20.8 m，厚層內(nèi)部有0.2～1.0 m泥質(zhì)粉砂巖的物性夾層，夾層上部剩余油相對富集。為了確保化學(xué)驅(qū)也有較好的開發(fā)效果，井距也不宜過大。

2.3 保證具有較高的化學(xué)驅(qū)控制程度和中心井平面控制程度

(1)化學(xué)驅(qū)控制程度要高。化學(xué)驅(qū)控制程度是衡量井距是否合理的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其直接影響化學(xué)驅(qū)效果。所謂化學(xué)驅(qū)控制程度，就是在一定的井網(wǎng)井距、一定的聚合物分子質(zhì)量條件下，復(fù)合體系溶液可進(jìn)入油層的孔隙體積占油層總孔隙體積的百分比。實(shí)際統(tǒng)計(jì)過程中可先利用室內(nèi)實(shí)驗(yàn)確定能注入聚合物的最低滲透率和最小吸入厚度，再統(tǒng)計(jì)此標(biāo)準(zhǔn)之上油層的控制程度。該區(qū)塊化學(xué)驅(qū)控制程度滲透率下限的確定通過天然巖心物理模擬試驗(yàn)取得。該塊測定不同滲透率巖心樣品8個(gè)其中6 塊樣品(2、4、5、6、7、8 號樣品)滲透率在30×10－3μm2以上，1號巖心滲透率為153.67 ×10－μm2，先注化學(xué)劑后注水，驅(qū)替壓差下降較快，最后穩(wěn)定，殘余阻力系數(shù)為2.46，未出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。號巖心滲透率為90.64×10－3μm2，先注化學(xué)劑后注水，驅(qū)替壓差平穩(wěn)上升，殘余阻力系數(shù)為9.48巖心出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。因此，確定該塊化學(xué)驅(qū)控制程度滲透率下限為100 ×10－3μm2。

根據(jù)物模確定的滲透率下限結(jié)合油層連通圖，統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)區(qū) 100、150、180、210、250 m 井距下化學(xué)驅(qū)控制程度分別為 95.0%、91.9%、84.3%、82.2%、80.5%，在150 m時(shí)化學(xué)驅(qū)控制程度出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)，達(dá)90%以上?；瘜W(xué)驅(qū)控制程度越高，采收率值越高。因此井距在150 m時(shí)效果較好。

(2)中心井平面控制程度要高。在一定的井網(wǎng)井距條件下，中心井平面控制程度定義為中心采出井所控制的面積占總面積的百分?jǐn)?shù)。從不同井距中心井平面控制程度來看，由于試驗(yàn)區(qū)受斷層和油水邊界的影響，中心井平面控制程度相對較低，100 m和150 m井距中心井平面控制程度為40%以上，180 m和210 m井距中心井平面控制程度均低于40%。因此150 m及以下井距中心井平面控制程度相對較高，可保證驅(qū)油效果，也有利于后期跟蹤評價(jià)。

2.4 保證足夠產(chǎn)液能力，保證注入速度具有較大調(diào)整余地

在化學(xué)驅(qū)油過程中，由于注入流體的黏度增加，流動阻力增加，壓力傳導(dǎo)能力下降，油層采液能力也隨之降低。從大慶油田杏五區(qū)、杏二區(qū)、北一斷塊三元復(fù)合驅(qū)先導(dǎo)性試驗(yàn)［9］可知，化學(xué)驅(qū)注采井距分別是141、200、250 m，其單位厚度產(chǎn)液指數(shù)下降幅度分別為38.1%、42.8%、59.3%，表明注采井距較小時(shí)，其單位厚度產(chǎn)液指數(shù)下降幅度較小。因此，為保持試驗(yàn)區(qū)較高的產(chǎn)液能力，井距不宜過大。

根據(jù)大慶油田化學(xué)驅(qū)礦場試驗(yàn)，得出注入速度計(jì)算公式［10］：

式中：pmax為井口最高注入壓力，MPa;V為注入速度，PV/a;φ為油層孔隙度，%;t為時(shí)間，d;L為注采井距，m;Nmin為油層最低視吸水指數(shù)，m3/(d·m·MPa)。

試驗(yàn)區(qū)平均破裂壓力為15 MPa，預(yù)計(jì)該塊視吸水指數(shù)最低可降至0.57 m3/(d·m·MPa)。根據(jù)公式計(jì)算注采井距為 100、150、180、210、250 m情況下，最高注入壓力下最大注入速度(圖1)。在不超過破裂壓力條件下，采用150 m注采井距，最大注入速度為0.25 PV/a左右，當(dāng)注采井距為210、250 m時(shí)，最大注入速度小于0.15 PV/a。要保證注入速度具有較大調(diào)整余地，150 m井距較合適。但要引起重視的是，小井距開發(fā)，要嚴(yán)格控制好注入速度，做好先期的調(diào)驅(qū)、調(diào)剖工作，避免出現(xiàn)注入劑沿大孔道快速竄流現(xiàn)象。

圖1 注入壓力與注入速度關(guān)系

2.5 保證具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益

對試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行數(shù)值模擬，模擬 100、150、180、210、250 m井距下綜合含水和最終采收率等指標(biāo)。注入方案采用二元復(fù)合體系。前置聚合物段塞(2 000 mg/L聚合物0.04 PV)+二元驅(qū)主段塞(0.25%表面活性劑+1 600 mg/L聚合物，注入體積為0.35 PV)+二元驅(qū)副段塞(0.15%表面活性劑+1 600 mg/L聚合物，注入體積為0.2 PV)+聚合物保護(hù)段塞(1 400 mg/L聚合物0.1 PV)+后續(xù)水驅(qū)(驅(qū)替至含水為98%)。數(shù)模預(yù)測見表1。由表1可知，隨著井距的縮小，采收率提高值不斷增加，150 m井距以下采收率提高值可達(dá)15.5%以上，而250 m井距提高采收率值僅為9.3%。在數(shù)值模擬預(yù)測基礎(chǔ)上，對不同井距的開發(fā)效果進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)評價(jià)。經(jīng)濟(jì)評價(jià)結(jié)果顯示150 m井距技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)，內(nèi)部收益率為13.16%，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值為2 297.8×104元。

表1 不同井距化學(xué)驅(qū)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比

3 結(jié)論

(1)針對遼河油田復(fù)雜的地質(zhì)特點(diǎn)，應(yīng)深入研究不同區(qū)塊油層發(fā)育狀況和構(gòu)造特點(diǎn)，并充分考慮原水驅(qū)井網(wǎng)分布，采用與之相適應(yīng)的井網(wǎng)井距，以達(dá)到較好的驅(qū)油效果、較高的采收率和經(jīng)濟(jì)效益。

(2)針對錦16塊地質(zhì)、開發(fā)特點(diǎn)，通過地質(zhì)建模、數(shù)值模擬確定了錦16塊化學(xué)驅(qū)合理井網(wǎng)井距為采用五點(diǎn)法面積井網(wǎng)150 m注采井距開發(fā)。在目前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，采收率提高值為15.5%，內(nèi)部收益率為13.16%，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值為2 297.8×104元。

［1］李士奎，朱炎，趙永勝，等.大慶油田三元復(fù)合驅(qū)試驗(yàn)效果評價(jià)研究［J］.石油學(xué)報(bào)，2005，26(3)：56－63.

［2］杜雄文，李洪富，洪冀春，等.杏二中三元復(fù)合驅(qū)工業(yè)化礦場試驗(yàn)［J］.新疆石油天然氣，2005，1(2)：55－58.

［3］呂鑫，張健，姜偉.聚合物/表面活性劑二元復(fù)合驅(qū)研究進(jìn)展［J］.西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30(3)：127－130.

［4］王榮健，盧祥國，牛麗偉，等.大慶油田薩北開發(fā)區(qū)二類油層復(fù)合驅(qū)技術(shù)研究［J］.海洋石油，2009，29(3)：57－62.

［5］廖煒，胡明偉，曹江，等.河南油田Ⅱ4－5聚驅(qū)后二元復(fù)合驅(qū)技術(shù)可行性研究［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2008，35(8)：77－78.

［6］張愛美，曹緒龍，李秀蘭，等.勝利油區(qū)二元復(fù)合驅(qū)油先導(dǎo)試驗(yàn)驅(qū)油體系及方案優(yōu)化研究［J］.新疆石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，16(3)：40 －43.

［7］王奎斌，溫靜，李程，等.“雙高”期高滲砂巖油藏化學(xué)驅(qū)部署研究［J］.特種油氣藏，2007，14(6)：77－79.

［8］陳文林，盧祥國，于濤，等.二元復(fù)合驅(qū)注入?yún)?shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究［J］.特種油氣藏，2010，17(5)：96－99.

［9］王冬梅，郝悅興，朱雷.三元復(fù)合驅(qū)合理井網(wǎng)、井距分析［J］. 大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，1999，18(3)：23.

［10］劉益兵，沙宗倫，辛宇宏.聚合物驅(qū)優(yōu)化布井及其適應(yīng)性研究［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2002，21(4)：72.

Well pattern and spacing optimization for surfactant/polymer flooding in high water cut reservoirs of Liaohe oilfield

WEN Jing
(Liaohe Oilfield Company，PetroChina，Panjin，Liaoning 124010，China)

This paper addresses optimization of well pattern，array and spacing for surfactant/polymer flooding in Jin 16 block of Liaohe oilfield in respects of interbed oil－ controlling factors，control degree of chemical flooding，central well group completeness，injectivity and productivity，injection rate，improved recovery efficiency，economic benefits and so on based on successful domestic experiences，fine geological modeling，reservoir simulation and physical simulation experiment with full consideration of the complexity of reservoir geology．The technical and economical results are compared and analyzed．This research provides necessary pro-phase preparation for converting development scenario and achieving sustainable oilfield production．

surfactant/polymer flooding;well pattern and spacing;recovery efficiency;economic benefit;Jin 16 block;Liaohe oilfield

TE357

A

1006－6535(2012)02－0073－03

20110322;改回日期：20110620

中國石油天然氣股份公司重大開發(fā)試驗(yàn)項(xiàng)目“遼河歡喜嶺油田錦16塊化學(xué)驅(qū)工業(yè)化礦場試驗(yàn)研究”

溫靜(1971－)，女，高級工程師，1992年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院油藏工程專業(yè)，現(xiàn)從事油田開發(fā)研究工作。

編輯孟凡勤