特高含水油田強化采液效果評價新方法研究與應用

張海燕,崔紅紅,周海峰

(1.中國石化勝利油田分公司地質科學研究院,山東東營257015; 2,中國石化勝利油田分公司勝利采油廠;3.中國石化勝利油田分公司河口采油廠)

特高含水油田強化采液效果評價新方法研究與應用

張海燕1,崔紅紅2,周海峰3

(1.中國石化勝利油田分公司地質科學研究院,山東東營257015; 2,中國石化勝利油田分公司勝利采油廠;3.中國石化勝利油田分公司河口采油廠)

歷經四十多年注水開發,勝利油田已整體處于特高含水開發階段。隨著開發的不斷深入,越來越多的油田綜合含水將不斷上升。為了確保油田持續穩定發展,結合理論分析和礦場實踐提出以放大生產壓差強化采液為核心的產液結構調整思路,建立了有效提液的雙重檢驗標準,即分別從增油量和可采儲量的角度論證強化采液的可行性和有效性。

高含水油田;采液指數;生產壓差;強化采液;可采儲量

勝利油田歷經四十多年注水開發,已進入特高含水開發階段。截至2008年底勝利油田綜合含水高達90.3%,可采儲量采出程度80.1%,剩余可采儲量采油速度10.6%,開發調整難度大。但不同類型油藏的密閉取心井、飽和度監測、測井多功能解釋成果、動態分析等資料均表明,盡管含油飽和度較原始狀態低很多,但剩余油飽和度仍普遍高于殘余油飽和度,且局部還存在剩余油富集區。強化采液是高含水期主導技術措施,本文對其增油增儲效果評價的方法進行了深入分析[1]。

1 強化采液可行性分析

水驅油藏無因次采液指數隨含水率的變化規律是油藏動態變化的重要規律,應用實際數據、巖心實驗數據等方法均可求得[2]。應用巖心實驗測得的油、水相對滲透率隨含水飽和度數據,求取了勝利高含水油田無因次采液指數隨含水變化關系曲線。當含水為90%時,無因次采液指數為3.0,當含水為95%時,無因次采液指數為4.2,當含水為98%時,無因次采液指數為6.7。隨著含水上升,無因次采液指數呈現持續增長趨勢。強化采液是該階段水驅油藏保持穩產,提高最終采收率的有效開發方式。

此外,強化采液勢必在地層能量滿足的前提下開展,這就意味油井要提液,注水井就必須提高注入速度,增大增入倍數。而驅動速度增加,參與流動的毛細管增多,毛管數相應增大,儲層孔隙中的油滴越易移動。并且注水壓力梯度ΔP/L越大,油水界面張力σ越小,潤濕角越接近90°,儲層孔隙中的油滴越易流動[3]。由不同注入速度下注入倍數-驅油效率曲線(圖1)看出,注入倍數達到500倍時,注入速率由0.5mL/min提高到4mL/min,驅油效率由70.6%上升到76.9%,提高了6.3%。由此可見,提高注入速度,增大毛管數,降低界面張力,這是提高驅油效率和降低剩余油飽和度的有效手段。

圖1 不同注入速度下注入倍數-驅油效率曲線

2 強化采液效果評價新方法

在生產實踐中,放大生產壓差提液并非全部有效。由于儲層及原油物性不同,部分井采液指數隨油井含水的上升反而下降,導致放大生產壓差后液量提不上去。由于儲層的非均質性,一些井提液后,高壓出水層大量產水,致使油井產量大幅遞減。因此,客觀評價強化采液的增產、增儲效果,不但要看強化采液井本身增產油量的大小(第一標準);實施各項調整措施的最終目的都是為了提高油藏的采收率(即可采儲量)。因此,將強化采液對油井控制可采儲量的變化作為判斷強化采液效果優劣的第二標準,形成了有效提液的雙重檢驗標準。

2.1 強化采液增油量評價方法

本次研究的強化采液措施增油量的算法與常規的算法是不同的。常規的算法是措施后的單井日油能力與措施前的單井日油能力之差大于1為措施有效的判斷條件,在措施有效期內(指的是措施當年的有效期)的增油量。本研究采用的算法是措施有效地判斷條件不變,不同的是措施有效期的時間不同,本研究采用的是跨年的時間,也就是強化液措施在整個有效時間內的方法,這樣更能反映出強化采液措施的實際效果,有利于相關的對比分析。

2.2 強化采液增加可采儲量評價方法

可采儲量標定未采用常規的水驅特征曲線法。因為油田開發中后期,部分油田或開發單元調整產液結構后,水驅特征曲線表現出"壓頭"或"上翹"現象,用水驅特征曲線計算的可采儲量不能反映油藏的實際開發狀況。因此,根據滲流力學原理,建立油田開發中后期油藏采油速率與采出程度之間的關系式(式1、2),計算出油藏采收率及可采儲量[4-5]。應用該方法,分別標定了強化采液井前后控制的可采儲量,以事實數據說明強化采液措施的有效性。

即,當油藏條件一定的情況下,Np與Q(t)呈線性關系。

式中:K——油層滲透率;h——油層厚度,m; μ0——原油粘度,mPa·s;ΔP——生產壓差,MPa;Re——供油半徑,m;rw——井徑,m;B——原油體積系數,f;Q(t)——產油量,m3/d;V——油層體積, m3;φ——油層孔隙度,f;t——時間,d;a,b——油相相對滲透率曲線形態參數;c——積分常數;NP——累計產油量,m3;v——采油速率,f。

3 實例驗證

結合開發實踐,以2000-2007年ST油田同層換大泵、下電泵井為例,分析強化采液對油藏近期產量和長遠采收率的影響。

3.1 強化采液對產量的影響

由強化采液措施增油效果統計可以看出(表1),ST油田2000-2007年同層提液井144口,其中無效井4口,措施有效率高達97.2%。措施有效期內平均單井增油4593×104t,合計累增油66.12× 104t,減緩了產量大幅遞減。可以說,強化采液是短期內促使產量快速提升的有效手段。

3.2 強化采液對可采儲量的影響

表1 ST油田2000-2007年同層強化采液井措施增油效果統計

表2 ST油田2000-2007年同層強化采液井措施增加可采儲量效果統計

由ST油田2000-2007年同層強化采液井措施增加可采儲量效果統計(表2)可知,137口提液井(占提液總井數的95.1%)提液后增加可采儲量,且增加的幅度相當可觀:平均單井增加可采儲量0.62×104t,累計增加89.6×104t。

統計分析可知,措施有效井提液后共同體現出增油和含水上升的特點。所不同的是,含水上升幅度的不同,決定了產量遞減類型的差異,主要包括三種情況:遞減加大(68口,平均單井增加可采儲量5539t),遞減減緩(20口,平均單井增加可采儲量5726t)、遞減基本不變(56口,平均單井增加可采儲量7239t)。遞減減緩或不變主要是由于滲透率級差大的解放了低滲層;滲透率級差小層,增大生產壓差,參與流動的毛管數增加。即使部分井產量遞減加快,由于提液后產油量增大,仍然能夠增加可采儲量。

4 結論

放大生產壓差強化采液,是減緩產量大幅遞減的有效方式。

從長遠來看,強化采液可以有效增加可采儲量,改善油藏最終開發效果,其改善的程度取決于產量遞減的大小,即含水上升的快慢。通過注采完善、加大非主力層動用等有效措施抑制含水快速上升,才能確保強化采液取得最佳效果。

強化采液效果評價新方法可以定量描述措施增油增儲效果,并且將增油量或增加可采儲量與措施極限產油量對比,可用于判斷措施的經濟有效性。即,措施失效后,增油量與極限增油量對比分析;措施仍有效的情況下,可以用預測的增加可采儲量與極限增油量進行對比分析。

[1] 王志剛,俞啟泰.不同類型井提液增產效果及有效途徑[J].大慶石油地質與開發,1994,13(3):31-35

[2] 俞啟泰,羅洪,陳素珍,等.三角洲相儲層油藏無因次采液指數計算的典型通用公式[J].中國海上油氣(地質),2000,14(4):270-273

[3] 吳濟暢,王強.毛管數對濮城沙一下油藏滲流規律的影響研究[J].油氣采收率技術,1993,6(3):50-56

[4] 蘇映宏.油田開發中后期可采儲量標定方法[J].石油勘探與開發,2005,32(6):94-96

[5] 齊梅,侯建鋒,蔣漫旗,等.可采儲量標定的合理確定性探討[J].油氣地質與采收率,2007,14(6):62-65

[6] 蘇映宏,尚明忠,侯春華,等.勝利油區低效井對策研究[J].油氣地質與采收率,2002,9(1):46-48

TE313.3

A

1673-8217(2010)02-0070-03

2009-12-04;改回日期:2010-01-15

張海燕,工程師,1977年生,1999年畢業于中國石油大學(華東)石油工程專業,2006年中國石油大學石油工程學院油氣田開發專業碩士畢業,現從事油田開發綜合研究工作。

編輯:彭剛