不同滲透率級差組合與水驅采收率關系研究

周延軍 (中石化中原油田分公司采油五廠,河南濮陽457001)

非均質油藏在注水開發時一般按照儲層物性及流體性相近的原則,采取成組 (段)分層系開發是解決層間非均質性的基本措施[1],但對于好差層間互發育的多油層嚴重非均質油藏,層間矛盾仍然較為突出,中低滲層得不到有效水驅動用,儲量動用程度不均衡[2,3]。為此,提出按滲透率級差組合開發層系的思路,而層系內滲透率級差是重組開發層系的關鍵參數。筆者針對胡狀集油田進行多層不同滲透率級差組合水驅油試驗,研究滲透率級差與水驅采收率的關系,確定了合理的層系內滲透率級差。

1 不同級差組合水驅油試驗設計

試驗在室溫下進行,試驗用油為精制油和中性煉油過濾后配制而成,在20℃下粘度為20.6mPa·s;試驗用水為飽和鹽水,在20℃下粘度為1.15mPa·s;試驗采用恒速注入的方式,平均單層注入速度為30cm3/h,多層組合時平均單層注入流量與單層注入流量一致。

巖心長度定為0.5m左右,由胡狀集油田天然巖心經排序后拼接而成。選取最大巖心滲透率在(1000～1500)×10-3μ m2范圍內,最小滲透率在 (20～50)×10-3μ m2范圍內,最大級差在40～50倍以內。針對該水驅油試驗,設計18種不同滲透率級差組合 (見表1)。

表1 水驅油試驗不同滲透率級差組合方式表

2 試驗結果分析

2.1 層間級差與驅動壓差關系

小層要得到有效水驅動用,必須建立足夠大的驅動壓差,否則無法水驅動用。小層水驅動用所需的驅動壓差與小層滲透率關系密切。水驅過程中是否能夠建立起小層 (特別是滲透率相對較低的小層)所需的驅動壓差,取決于小層組合 (層系內)的層間滲透率級差大小。

1)驅動壓差與滲透率的關系 水驅所需最大驅動壓差與滲透率關系曲線如圖1所示。由圖1可知,不同滲透率儲層實現水驅動用需要的最大驅動壓差存在明顯差異;隨著滲透率的增加,最大驅動壓差明顯降低,超過150×10-3μ m2后逐漸趨于平緩。

圖1 水驅所需最大驅動壓差與滲透率關系曲線

2)滲透率級差對建立低滲層驅動壓差的影響 不同組合下1號層采出程度與注采壓差關系如圖2所示。由圖2可知,在多層合注合采過程中,小層能夠建立的最大注采壓差直接受層間滲透率級差的影響。當層間滲透率級差較小時,滲透率相對較低的小層在水驅過程中能夠建立較高的驅動壓差,從而得到有效動用;隨著滲透率級差的增大,相對低滲透率層受中高滲層的層間干擾加劇,驅動壓差迅速降低,使其無法得到有效水驅動用,從而影響最終水驅采收率,如1號小層與其他層組合注采開發時,驅替壓差明顯分成4個等級區,在小級差下可以建立較高的注采壓差,使差層充分動用,大級差下由于高滲層干擾,無法建立足夠的注采壓差,不能水驅動用。

圖2 不同組合下1號層采出程度與注采壓差關系

2.2 層間級差對水驅動用及采收率的影響

1)單層注采 單層注采各小層滲透率圖如圖3所示。由圖3可知,單層水驅開采時,由于不受層間干擾的影響,每個層均能獲得較高的采收率。

2)多層組合注采水驅特征 在1+2兩層組合條件下,層間滲透率級差為2.3倍。由于滲透率級差較小,水驅動用都較為充分。水驅過程中高滲層2號巖心首先產水,至綜合含水98%關閉時,低滲層1號巖心的綜合含水也高達97.6%(見圖4);當2號層綜合含水98%關閉時的采出程度為47.2%,1號層采出程度也達到40.95%(見圖5)。

圖3 單層注采各小層采收率圖

隨著滲透率級差的增加,層間干擾逐漸加劇,1+5號巖心合注采的滲透率級差為46.273倍,在5號層綜合含水達到98%關閉之前,1號層始終不產水 (見圖6);當5號層綜合含水達到98%關閉時,采出程度為50%,而1號層采出程度僅為0.93%,基本沒有動用,當關閉5號層后,1號層才得到有效水驅動用 (見圖7)。

圖4 1+2組合注入倍數與含水率關系

圖5 1+2組合注入倍數與采出程度關系

圖6 1+5組合注入倍數與含水率關系

圖7 1+5組合注入倍數與采出程度關系

其他幾種組合在水驅過程中與上述2種組合的水驅過程與動用特征基本相同。當高滲層含水達到98%時統計多層合注合采時各小層采出程度可以看出,滲透率級差越大,滲透性相對差的層動用狀況越差,對最終水驅油效率的影響也越大。

通過對不同組合條件下滲透率級差與采收率關系分析,采收率隨層間滲透率級差的增大而減小 (見圖8)。胡狀集油田滲透率級差控制在5倍以內可獲得38%以上采收率,控制在6倍以內可獲得35%以上的采收率。就提高采收率而言,在劃分 (組合)開發層系時,層間滲透率級差越小越有利,但層系劃分過細,單井控制儲量不足會影響開發經濟效益。因此,根據胡狀集油田層薄、單層儲量較小的特點,決定按滲透率級差小于6倍細分開發層系。實際應用表明,采收率提高5.2個百分點,增加可采儲量84.62×104t,取得了較好的經濟效益。

圖8 滲透率級差與采收率的關系圖

[1]金毓蓀,隋新光.陸相油藏開發論 [M].石油工業出版社,2007.

[2]于紅軍.純化薄互層低滲透油田開發層系的劃分與組合[J].復雜油氣田,2000,3(1):58-61.

[3]劉地淵.濮城油田多油層非均質油藏剩余油研究[J].石油天然氣學報,2008,30(1):151-154.