薛向春

油氣田開(kāi)發(fā)

多級(jí)化學(xué)示蹤技術(shù)在鄂爾多斯盆地YM區(qū)塊的應(yīng)用

薛向春

（西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065）

在分析試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)特征與水驅(qū)開(kāi)發(fā)規(guī)律的基礎(chǔ)上，依據(jù)多級(jí)示蹤技術(shù)原理，將多向時(shí)域示蹤技術(shù)與聚合物凝膠深部整體調(diào)控技術(shù)相結(jié)合，在YM注水區(qū)的水竄水淹重災(zāi)區(qū)針對(duì)性地選取并開(kāi)展了多級(jí)化學(xué)示蹤先導(dǎo)性的礦場(chǎng)試驗(yàn)。本文結(jié)果可為聚合物凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)在鄂爾多斯盆地裂縫性特低滲油藏的推廣應(yīng)用保駕護(hù)航，同時(shí)對(duì)于裂縫性特低滲油藏后續(xù)的開(kāi)發(fā)調(diào)整提供理論基礎(chǔ)，對(duì)該類(lèi)油藏的可持續(xù)發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。

多級(jí)；化學(xué)示蹤；裂縫性特低滲油藏；礦場(chǎng)應(yīng)用

注水是裂縫性特低滲油藏有效開(kāi)發(fā)的必由之路[1]，隨著注水開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，由于裂縫性特低滲油藏儲(chǔ)層基質(zhì)滲透率低，天然裂縫發(fā)育且注水過(guò)程中裂縫易張啟，井間極易形成復(fù)雜裂縫系統(tǒng)，致使油水井間水驅(qū)竄流嚴(yán)重，注水開(kāi)發(fā)效率低下[2-4]。理論與實(shí)踐證明，聚合物凝膠多段塞逐級(jí)調(diào)驅(qū)技術(shù)是裂縫性特低滲油藏水竄水淹治理的有效手段[5,6]。多段塞逐級(jí)調(diào)驅(qū)過(guò)程中調(diào)驅(qū)劑在儲(chǔ)層中的波及范圍以及對(duì)應(yīng)的地層參數(shù)會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化，為保證聚合物弱凝膠多段塞逐級(jí)調(diào)驅(qū)治理效果，就需要對(duì)注水井組間的竄流及調(diào)驅(qū)劑波及情況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)[7]。井間示蹤技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究及應(yīng)用總結(jié)，已經(jīng)由定性分析發(fā)展到了定量解釋階段，已經(jīng)形成了一套完成的理論體系，且已得到了礦場(chǎng)實(shí)踐檢驗(yàn)的認(rèn)可[8]。目前廣泛應(yīng)用于注采井組的井間化學(xué)示蹤技術(shù)已經(jīng)成為井間動(dòng)態(tài)響應(yīng)監(jiān)測(cè)的一項(xiàng)重要手段，該方法用于確定油水井間產(chǎn)層的連通性、高滲通道和非均質(zhì)性等[9,10]。

本文以鄂爾多斯盆地YM區(qū)塊為研究背景，以井間化學(xué)示蹤基本原理為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)YM區(qū)塊地質(zhì)特征及注水開(kāi)發(fā)特征進(jìn)行分析，選取了3個(gè)井組進(jìn)行聚合物凝膠調(diào)驅(qū)過(guò)程的多級(jí)化學(xué)示蹤動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并對(duì)其檢測(cè)效果進(jìn)行分析，總結(jié)礦場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。本文成果可為聚合物凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)在鄂爾多斯盆地裂縫性特低滲油藏的推廣應(yīng)用保駕護(hù)航，同時(shí)可為該類(lèi)油藏后續(xù)開(kāi)發(fā)的調(diào)整提供理論基礎(chǔ)。

1 井間多級(jí)示蹤機(jī)理

1.1 示蹤劑篩選評(píng)價(jià)原則

傳統(tǒng)示蹤劑的篩選評(píng)價(jià)包括目標(biāo)區(qū)塊的油藏特征、油田水及注入水水質(zhì)特征、示蹤劑物化性質(zhì)以及環(huán)保和經(jīng)濟(jì)等因素。對(duì)于多級(jí)示蹤劑的篩選，除了考慮上述因素之外，還應(yīng)該著重考慮的是各級(jí)次之間示蹤劑的區(qū)分，應(yīng)該有效避免各級(jí)次之間示蹤劑監(jiān)測(cè)的相互干擾。同時(shí)為適應(yīng)各類(lèi)油藏條件，多級(jí)示蹤劑還需要進(jìn)行耐熱性、抗鹽性以及與儲(chǔ)層配伍性的評(píng)價(jià)，除此之外要進(jìn)行地層和聚合物凝膠對(duì)示蹤劑的吸附性評(píng)價(jià)。選取示蹤劑主要指標(biāo)為：地層及聚合物凝膠吸附少、各級(jí)之間最大吸光波長(zhǎng)差距大。

1.2 多級(jí)示蹤劑用量計(jì)算方法

根據(jù)裂縫性特低滲油藏水竄水淹特點(diǎn)，示蹤劑主要跟隨注入水沿流動(dòng)阻力小的裂縫通道流動(dòng)。由此，本文以Brigham-Smith水驅(qū)模式為理論基礎(chǔ)[11]，改進(jìn)了五點(diǎn)法井網(wǎng)對(duì)應(yīng)的化學(xué)示蹤劑用量計(jì)算公式，并考慮的各級(jí)示蹤劑的相互作用，得到了適合于YM區(qū)塊的多級(jí)井間化學(xué)示蹤劑用量計(jì)算方法：

式中：—油井井距，m；

0—原油體積系數(shù)，f；

—密度，g/cm3；

2 YM區(qū)塊地質(zhì)及注水開(kāi)發(fā)特征分析

2.1 地質(zhì)特征

2.1.1 構(gòu)造特征

YM研究區(qū)處于鄂爾多斯盆地以北陜北斜坡帶的中間位置，構(gòu)造特征都是平緩并向西傾斜的單斜構(gòu)造，構(gòu)造結(jié)構(gòu)無(wú)變化，傾斜度小于 1°，1 000 m 坡降大約 7～10 m。局部存在通過(guò)差異壓實(shí)作用造成的低幅度的鼻狀隆起構(gòu)造。

2.1.2 沉積特征

YM區(qū)內(nèi)長(zhǎng)2層的油藏類(lèi)型基本都是構(gòu)造-巖性油藏，有非常良好的地下儲(chǔ)集層，進(jìn)而控制著油層的分布。從沉積微相分析，研究區(qū)長(zhǎng)2期河流作用進(jìn)一步強(qiáng)化，研究區(qū)幾乎完全處于河道之中，發(fā)育分流河道和天然堤兩種微相，分流河道中砂體厚度大的地方為河道砂壩。河道總體寬約1~2.5 km，砂體厚度范圍分布于 23.5~46.9 m 區(qū)間范圍內(nèi)，表現(xiàn)為條帶狀分布并且展布方向?yàn)榻咏睎|向，垂向疊加的河道砂體和平面拼接的復(fù)合砂體，在區(qū)域內(nèi)都存在很廣泛，且物性非常好。

2.1.3 裂縫發(fā)育特征

通過(guò)對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)2油層巖心觀(guān)察研究，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)2儲(chǔ)層的天然裂縫并不十分發(fā)育，僅在平行層理與交錯(cuò)層理間存在較發(fā)育的機(jī)械裂縫。同時(shí)由于該區(qū)塊注水井多為轉(zhuǎn)注井，分析認(rèn)為天然層理機(jī)械裂縫與人工裂縫構(gòu)成的復(fù)雜竄流通道體系，是導(dǎo)致研究區(qū)水竄水淹嚴(yán)重的主要原因，監(jiān)測(cè)顯示水驅(qū)的優(yōu)勢(shì)方向北東30°、北東137°、北東206°是注入水的主力方向。

2.2 區(qū)塊注水開(kāi)發(fā)特征

YM區(qū)2002年 8月開(kāi)始投產(chǎn)，于2007年12月開(kāi)始注水開(kāi)發(fā)，到 2010年12月實(shí)現(xiàn)了全面注水。2014 年7月該區(qū)塊進(jìn)行井網(wǎng)改造，目前井網(wǎng)已經(jīng)改造完成，采用不規(guī)則反五點(diǎn)注水方式，井網(wǎng)改造后，YM研究工區(qū)現(xiàn)有注水井29口，油井69口；目前已有9口油井處于關(guān)井狀態(tài)，特高含水井與關(guān)停井占該區(qū)塊的 46.4%以上，嚴(yán)重影響這井組注水開(kāi)發(fā)的整體效益。

3 示蹤結(jié)果分析

本次作業(yè)選取了2162-2、2200-5兩個(gè)分布均勻、具有代表性、互不干擾的注水井組進(jìn)行多級(jí)化學(xué)示蹤。

3.1 2162-2井組示蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

聚合物凝膠調(diào)驅(qū)過(guò)程中對(duì)2162-2井進(jìn)行多級(jí)示蹤注入及監(jiān)測(cè)，利用產(chǎn)出曲線(xiàn)解釋軟件對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)值分析，得到井組調(diào)控前后示蹤劑波及平面圖，見(jiàn)圖1。

由調(diào)控前的流線(xiàn)分布可明顯看出，該注采井組的流線(xiàn)的密集程度、范圍不一，該井組在措施前存在強(qiáng)弱不一的竄流通道。整體看，該井組主竄流通道主要是北東東方向，同時(shí)在西北北方向也存在相對(duì)較強(qiáng)的竄流通道。由調(diào)控前后的流線(xiàn)分布可明顯看出，隨調(diào)控的進(jìn)行，注入水的波及面積明顯增大，平面非均質(zhì)性明顯改善，注入水利用率明顯增強(qiáng)，受效井見(jiàn)效顯著，達(dá)到了調(diào)控增油降水的目的。

圖1 2162-2井組調(diào)控前（左）后（右）示蹤劑波及平面

3.2 2200-5井組示蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

聚合物凝膠調(diào)驅(qū)過(guò)程中對(duì)2200-5井進(jìn)行多級(jí)示蹤注入及監(jiān)測(cè)，利用產(chǎn)出曲線(xiàn)解釋軟件對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)值分析，得到圖2。該注采井組的流線(xiàn)的密集程度、范圍不一，該井組在措施前存在強(qiáng)弱不一的竄流通道。整體看該井組主竄流通道主要是西北北方向，同時(shí)在南西西方向也存在相對(duì)較強(qiáng)的竄流通道。

隨著調(diào)驅(qū)作業(yè)的進(jìn)行，多級(jí)化學(xué)示蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，2200-5井組水驅(qū)波及逐漸趨于均勻，水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果得到改善。

圖2 2200-5井組調(diào)控過(guò)程示蹤劑波及平面圖

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）依據(jù)裂縫性特低滲透油藏水竄水淹特征，結(jié)合多級(jí)井間化學(xué)示蹤計(jì)算方法，優(yōu)化了多級(jí)化學(xué)示蹤劑篩選原則和用量計(jì)算公式，并在礦場(chǎng)得到成功運(yùn)用。

（2）通過(guò)對(duì)比分析示蹤劑對(duì)裂縫的監(jiān)測(cè)結(jié)果，該區(qū)塊大多竄流通道的方向沿著北東東—南西西方向，這方面大體與地質(zhì)的認(rèn)識(shí)相一致；但是研究區(qū)局部的層理裂縫不具有方向性。

（3）聚合物凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)在多級(jí)化學(xué)示蹤技術(shù)的配合下取得了很好的水竄水淹治理效果。本次研究應(yīng)用為該技術(shù)在該類(lèi)油藏的推廣應(yīng)用提供了寶貴的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。

[1] 郝明強(qiáng)，胡永樂(lè)，劉先貴.裂縫性低滲透油藏特征綜述[J].特種油氣藏，2007，14（3）：12-15.

[2] 郝明強(qiáng)，劉先貴，胡永樂(lè)，等.微裂縫性特低滲透油藏儲(chǔ)層特征研[J].石油學(xué)報(bào)，2007，28（5）：93-98.

[3] 程林松，賀立湘，李春蘭，等.含天然微裂縫變形介質(zhì)油藏?cái)?shù)值模擬方法[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2001，25（5）：50-52.

[4] Rangel-German E R,Kovscek A R. Microvisual analysis of matrix- fracture interaction[C].SPE International Petroleum Conference in Mexico. Society of Petroleum Engineers,2004.

[5] 程曉寧.聚合物逐級(jí)深部調(diào)驅(qū)提高采收率技術(shù)研究[D].荊州：長(zhǎng)江大學(xué)，2012.

[6] 楊紅斌，蒲春生，李淼，等.自適應(yīng)弱凝膠調(diào)驅(qū)性能評(píng)價(jià)及礦場(chǎng)應(yīng)用[J].油氣地質(zhì)與采收率，2013，20（6）：83-86.

[7] 馮寶峻，杜興家，李林．油田井間示蹤技術(shù)譯文集[M].北京：石油工業(yè)出版社，1994.

[8] W.E.Brigham and Maghsood Abbaszadeh Dehghani. Tracer Testing for Reservoir Description[J].,1987,39（5）： 519-527.

[9] 張釗，陳明強(qiáng)，高永利.應(yīng)用示蹤技術(shù)評(píng)價(jià)低滲透油藏油水井間連通關(guān)系[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版)，2006，21（3）：48-51．

[10] 于金彪，宋道萬(wàn)，秦學(xué)杰，等.井間示蹤劑解釋模型研究[J].油氣地質(zhì)與采收率，2003，10（6）：42-44．

[11] 張勇．基于流線(xiàn)模擬的井間示蹤劑解釋方法研究[D]．成都：西南石油學(xué)院，2003．

Application of Multilevel Chemical Tracer Technology in YM Block of Ordos Basin

（Xi’an Shiyou University, Shaanxi Xi’an 710065, China）

Based on the analysis of the geological characteristics of the test area and the law of waterflood development,according to the principle of multilevel tracking technology,through combination of multidirectional time-domain tracing technology and polymer gel deep overall profile control technology,the field test of multilevel chemical tracer technology was carried out in severely flooded and water breakthrough area of YM water injection block. The results of this paper can provide important support for the application of polymer gel flooding technology in fractured ultra-low permeability reservoirs in Ordos basin, and provide theoretical basis for the subsequent development and adjustment of fractured ultra-low permeability reservoirs,so the paper has important guiding significance for sustainable development of the reservoir.

multi-stage; chemical tracer; fractured ultra-low permeability reservoir; field application

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，項(xiàng)目號(hào)：51804256。

2019-12-11

薛向春（1973-），男，高級(jí)工程師，陜西省延安市人，研究方向：油氣田開(kāi)發(fā)技術(shù)工作。

TE33+1

A

1004-0935（2020）03-0255-03