王欣然 李紅英 劉 斌 文佳濤 韓雪芳

中海石油(中國)有限公司天津分公司, 天津 300459

0 前言

1 實驗材料及條件

實驗材料主要包括:

1)人造巖心(驅(qū)替模型),規(guī)格為30.0 cm×0.45 cm×6.0 cm,根據(jù)渤海H油田儲層物性,人造巖心平均滲透率為1 600×10-3μm2,模型基本參數(shù)見表1。

2)實驗驅(qū)替用水根據(jù)渤海H油田實際注入水離子成分復(fù)配,總礦化度為3 690 mg/L,25 ℃下黏度為0.83 mPa·s。

3)實驗用油是真空泵油與煤油按體積比2∶1配制,25 ℃下黏度為16.5 mPa·s,與渤海H油田地下平均原油黏度接近。

4)為使實驗過程中便于觀察,在模擬注入水中加入甲基藍染成藍色,在模擬油中加入適量的蘇丹紅染成紅色。

5)實驗溫度為25 ℃。

表1實驗人造巖心基本參數(shù)

編號夾層分布位置夾層分布范圍總厚度/cm干重/g濕重/g孔隙度/(%)飽和油/mL驅(qū)替壓差/kPa1無無6486.5514.936.627.710234注入端1/3長度6473.5508.636.728.3101/2長度6467.5499.936.929.5102/3長度6474.9502.935.827.010567采出端1/3長度6477.1504.835.426.8101/2長度6484.1513.738.529.1102/3長度6460.8486.932.824.810

2 實驗方案及步驟

為了對比注入端和采出端鉆遇層內(nèi)夾層的水淹情況和剩余油分布規(guī)律,設(shè)計了6組不同夾層分布模式以及1組無夾層的對比巖心,分別進行驅(qū)替實驗。實驗步驟主要包括:

1)按方案設(shè)計夾層分布模式制作驅(qū)替模型。

2)稱干重、抽真空飽和模擬油,稱重測定孔隙度。

4)更換模型,重復(fù)1)、2)、3)步驟至7組驅(qū)替實驗完成。

3 實驗結(jié)果與分析

3.1 注入端鉆遇夾層

3.1.1 模型出口見水時刻油水分布特征

對于均質(zhì)模型,層內(nèi)不存在夾層時,驅(qū)替結(jié)束時剩余油分布表現(xiàn)出“頂多底少”的特點,體現(xiàn)了重力作用的影響[13-15]。存在夾層時,由于夾層在縱向上將油層分割成不同流動單元,每個流動單元都受到驅(qū)動力和重力的雙重影響[16-18]。注入端鉆遇夾層情況下,驅(qū)替模型出口見水時刻油水分布見圖1：夾層長度為1/3模型長度時,見水時刻注入水波及情況與無夾層均質(zhì)韻律模型的相似,靠近采出端上部剩余油較多；夾層長度為1/2模型長度時,夾層對水驅(qū)的影響加大,整體水驅(qū)更加均勻,采出端上部剩余油減少；夾層長度為2/3模型長度時,驅(qū)替程度進一步加大,僅夾層延伸方向剩余油較多。可見,在注入端鉆遇夾層的情況下,夾層越長,局部油水重力作用受阻越強,采出端見水時刻上部的注入水推進距離越遠,在見水時刻的整體水驅(qū)前緣越均勻,水驅(qū)波及情況越好。

a)無夾層

b)夾層長度為1/3模型長度

c)夾層長度為1/2模型長度

d)夾層長度為2/3模型長度圖1 注入端鉆遇夾層模型見水時刻油水分布圖

3.1.2 驅(qū)替結(jié)束時刻油水分布特征

驅(qū)替結(jié)束時刻,注入端鉆遇夾層模型油水分布見圖2,相比于巖心見水時刻,隨著注入水PV數(shù)的增加,有效降低整體殘余油飽和度[19-21]。夾層長度為1/3模型長度時,由于夾層對重力的影響較小,驅(qū)替結(jié)束后,剩余油仍多數(shù)富集在靠近采出端上部區(qū)域,集中分布范圍為 1/3 注采井距左右,少數(shù)剩余油分布在夾層延伸方向;夾層長度為1/2模型長度時,夾層影響注入水重力作用開始加強,采出端上部區(qū)域剩余油減少,夾層延伸方向剩余油增加,剩余油主要分布在靠近采出端1/5注采井距的中部區(qū)域;夾層長度為2/3模型長度時,驅(qū)替效果最好,采出端上部區(qū)域和夾層延伸方向剩余油分布基本相當(dāng),水驅(qū)前緣接近于活塞驅(qū)替?？梢?對于注入端鉆遇隔夾層的情況,剩余油主要分布在采出端以及夾層延伸附近區(qū)域。

a)夾層長度為1/3模型長度

b)夾層長度為1/2模型長度

c)夾層長度為2/3模型長度圖2 注入端鉆遇夾層模型驅(qū)替結(jié)束油水分布圖

3.1.3 水驅(qū)動態(tài)特征

圖3 注入端鉆遇夾層模型開發(fā)指標(biāo)對比

3.2 采出端鉆遇夾層

3.2.1 模型出口見水時的油水分布特征

采出端鉆遇夾層情況下,驅(qū)替模型出口見水時刻油水分布見圖4,夾層長度為1/3模型長度時,夾層上部區(qū)域注入水推進距離較短,僅為11 cm,注入水波及情況與無夾層模型相似;夾層長度為1/2模型長度時,夾層上部區(qū)域注入水推進距離增加至15 cm,這是因為隨夾層長度的增加,夾層對流動單元的分隔作用開始增強,使部分注入水由于受夾層遮擋而能夠進一步驅(qū)替儲層上部原油,從而減緩了夾層下部注入水前緣的推進速度,縱向上增大了注入水波及體積;夾層為2/3模型長度情況下,夾層上部區(qū)域注入水推進距離增加至18 cm,說明夾層對流動單元的劃分作用進一步加強,縱向上驅(qū)替更加均勻,采出端見水時刻的驅(qū)油效率最高?？梢娫谏a(chǎn)井鉆遇夾層時,夾層越長,局部油水重力作用受阻越大,見水時刻夾層上部的注入水推進距離越遠,整體注入水波及范圍越大,驅(qū)替效果越好。

a)夾層長度為1/3模型長度

b)夾層長度為1/2模型長度

c)夾層長度為2/3模型長度圖4 采出端鉆遇夾層模型見水時刻油水分布圖

3.2.2 驅(qū)替結(jié)束時刻油水分布特征

驅(qū)替結(jié)束時,采出端鉆遇夾層模型油水分布見圖5：夾層長度為1/3模型長度時,夾層附近區(qū)域和采出端剩余油相對富集,這是因為夾層長度較短,僅在靠近采出端局部行成相對獨立的流動單元,注入水前緣在推進到夾層之前,已經(jīng)受重力作用滲流到儲層下部,無法有效波及夾層附近剩余油；夾層長度為1/2模型長度時,注入水前緣推進到夾層時受重力影響尚不嚴(yán)重,從而有效驅(qū)替了夾層附近以及夾層上部區(qū)域原油；夾層長度為2/3模型長度時,由于注入水重力受阻作用明顯加大,上下兩個流動單元的剩余油主要集中在靠近采出端上部區(qū)域,驅(qū)替效果最好。對于不同的模型,隨夾層長度的增加,驅(qū)替效果逐漸變好,且呈現(xiàn)出夾層上部流動單元剩余油多于夾層下部流動單元剩余油的特征。

a)夾層長度為1/3模型長度

b)夾層長度為1/2模型長度

c)夾層長度為2/3模型長度圖5 采出端鉆遇夾層模型驅(qū)替結(jié)束油水分布圖

3.2.3 水驅(qū)動態(tài)特征

圖6 采出端鉆遇夾層模型開發(fā)指標(biāo)對比

4 油田挖潛實踐

5 結(jié)論

1)結(jié)合渤海H油田油藏屬性,根據(jù)相似原則設(shè)計實驗?zāi)M參數(shù),研究了不同夾層分布模式對剩余油分布規(guī)律及生產(chǎn)動態(tài)的影響。

2)注水井鉆遇夾層時,剩余油主要富集在生產(chǎn)井附近和夾層延伸方向區(qū)域,夾層分布范圍越長,采油井見水后的含水率上升速度越慢,驅(qū)油效果越好。

3)采油井鉆遇夾層時,靠近采油井附近的流動單元頂部剩余油相對富集,夾層對最終采收率影響較小。