水淹圖的繪制方法及在躍進二號油田開發后期中的應用

張寒池,張 宙,鄭愛玲

(1.長江大學地球科學學院,湖北荊州 434023;2.油氣勘探開發與勘探技術教育部重點實驗室·長江大學;3.長江大學石油工程學院）

水淹圖的繪制方法及在躍進二號油田開發后期中的應用

張寒池1,張 宙2,鄭愛玲3

(1.長江大學地球科學學院,湖北荊州 434023;2.油氣勘探開發與勘探技術教育部重點實驗室·長江大學;3.長江大學石油工程學院）

分小層水淹圖是一種直觀表達儲層水驅動用狀況、水淹程度的地質圖件。油藏水淹圖以油藏地質研究為基礎,以油層滲流規律為依據,以油藏動態分析為手段,綜合應用各種動靜態地質開發資料進行編繪。文章以躍進二號油田為例,敘述了水淹圖的繪制方法和注意的問題,對復雜斷塊油藏剩余油分布研究具有指導意義。

躍進二號;斷塊油氣藏;水淹圖繪制方法;剩余油;開發調整方案

1 油田概況

躍進二號油田位于柴達木盆地,屬典型斷塊油田,1986年以來,經過試采階段、細分注水開發產能上升階段、層系調整完善注采井網階段,見圖1,截止到2009年共有油井203口,開井144口,平均單井產油2.9t/d,綜合含水74.56%,累積采油358.6×104t累積采水415.1×104m3,采油速度0.72%,采出程度16.56%。注水井48口,開井41口,日注水平1541m3,累積注采比0.925,累積注水669.5×104m3,地下虧空 269.2×104m3。

圖1 躍進二號油田開發曲線

2 水淹圖的繪制及剩余油分布研究

針對躍進二號油田的實際生產狀況,結合地質和開發上放映出的主要問題,主要采用動態法對剩余油分布特點及影響因素進行綜合分析研究[1]。

該方法從油藏開發動態資料入手,結合小層沉積相,利用油水井在鉆井、試油及生產過程中所錄取的各項生產資料(如調整井電測解釋和生產資料,油水井的產液和吸水剖面資料,高含水井的找堵水資料,以及生產井C/O解釋資料等),綜合分析油層平面上和縱向上的油水分布和運動規律,確定剩余油富集區。

2.1 水淹級別的確定

根據中國石油天然氣公司對水淹級別的統一標準(以含水率劃線),研究剩余油分布,挖潛油藏潛力。水淹級別見表1。

表1 水淹圖水淹級別

2.2 注入水波及方式

注入水波及方式是指注入水優先流動路徑的平面方式,是進行剩余油預測的重要依據,決定著剩余油的空間展布。結構要素的幾何形態、滲透率分布樣式、注水井周圍部署油井的數量、方位、距離以及生產工藝和生產參數等都對注入水優先流動路徑起著重要的影響。

①注水井位于水下分流砂壩和水下分流河道中,優先流動路徑是河道和砂壩的上游和下游;②注水井位于水下分流河道的邊緣,注入水優先向河道主流線部位流動;③注水井位于水下分流砂壩邊緣時,注入水優先向砂壩相對高滲區流動;④注水井位于水下分流河道間灣和湖泊相時,注入水優先向河道口相對高滲區流動。

2.3 水淹區形態的確定

由于長期的開發,在形成注采對應關系的層系中,采油井和注水井的壓降漏斗相互干涉,分析水淹區形態時,必須考慮采油井對壓降漏斗的干涉效應。在采油井和注水井之間形成很高的壓差(高達幾十兆帕),根據達西定律,在注水井和采油井之間形成一個注入水的優先流動方向,而且其作用遠大于儲層本身非均質性所造成的影響。

在確定水淹區形態時分兩種情況考慮:一種是尚未形成注采關系的或注采量較小的層位,不考慮壓降造成的注入水推進,只用非均質模式確定水淹區的形態;另一種是注采量大,形成壓降干涉漏斗的,主要考慮壓力梯度的作用,采用半橢圓形的水淹區形態,并適當考慮地下儲層的非均質性的影響。

2.4 水淹面積或水淹半徑的計算

計算水淹面積采用容積法,即在不考慮注入水的密度變化和地下儲層孔隙度的變化情況,殘留在地下的注入水的體積等于驅替原油的體積。地下儲層孔隙體積包括兩部分,一是束縛水所占據的不連通的死孔隙,一部分為油氣所占據的孔隙,而油氣在水驅過程中并不能全部被驅出,還有一部分作為殘余油留在地下,這樣,地下水所占據的其實只是可動油的體積,因而可用下面的公式計算水淹面積[2]。

上述式中:S淹——水淹面積,km2;V殘——地下殘留注入水體積,m3;V注——注入水體積,m3;V采——采出水體積,m3;H——儲層平均厚度,m;φ——儲層平均孔隙度,%;Soi——儲層原始含油飽和度 ,%;D ——驅油效率 ,%;Sor——殘余油飽和度,%。

水淹半徑的計算是如果水源是來自于注水井,則先進行斷塊或油砂體井組劃分,根據產量劈分數據,計算出注采井組在油砂體上的注入水體積和采出水體積,結合孔隙度、有效厚度、含油飽和度,利用下列公式計算水淹半徑:

式中:Vw——油砂體上井組累積注水體積,m3;Wwo——油砂體上井組累積注出水體積,m3。

如果無法判明來水方向,可結合地層沉積微相和等高線趨勢,來判斷水線突進方向和波及形態,再根據單井水淹時間和產水量及附近油井含水情況,估算出水淹半徑。

2.5 水淹圖的繪制步驟

(1)先確定油井的受效來源(邊水,還是注入水),單井的水淹級別,水井強水淹,油井根據生產情況確定級別,然后根據注采對應情況分為單注、多注。①單注:原則上依據單井含水級別,以突進方式的形態勾畫各級水淹級別的邊界,但要考慮構造的影響,水淹邊界線盡量平行與構造等高線。②多注:總體上把握與分析數據相對應、多方向協調、圖件美觀件合理的原則。注采對應下水井水驅半徑一般為150～220m;較近井距的井的水淹級別不能相差太大;若有個別井點的數據與總體趨勢相違背,可考慮舍棄該點;高部位注水,低部位采油,大部水淹邊角可能存在弱水淹區。③有采無注:因為本區斷層大多為開啟斷層,可考慮是否受其它砂體水井影響,但要根據沉積微相,考慮油砂體之間是否有泥巖隔層。④邊水影響區:沿構造線均勻推進;如果被生產井證實高含水,則大部分水淹。

(2)計算水淹半徑或水淹面積;

(3)根據產量劈分的資料,做出單井在油砂體上的日產油、日產水、含水率曲線,然后根據滲流理論繪制流線圖(圖2);

圖2 繪制流線圖

(4)先勾繪油井含水率附近的線;

(5)水井附近滲流半徑可根據油水井之間含水等分線確定,同時參考其他方向的含水等分線,一般情況下強水驅方向要比弱水驅方向的滲流半徑大;油井多向見效時,以主要來水方向勾繪含水率等值線,其他方向可根據注水量和動態反映適當修改等值線;

(6)注入水推進考慮沉積微相的影響,不同沉積微相下的推進速度和距離不同,考慮斷層的封閉性和巖性變化,流線可越過開啟斷層,不能越過砂層尖滅線;

(7)勾繪油井含水率等值線后,根據等分原理,進行不同級別含水等值線的勾繪(圖3a);

(8)勾繪各井組含水等值線后,相同含水等值線區相連,勾繪不同水淹級別邊界線(圖3b);

(9)水淹邊界線,水淹平面圖的繪制是在大量靜、動態研究工作基礎上進行的。靜態主要是斷層(斷層的封閉性)、油層的發育狀況(油層的發育厚度、有效滲透率、連通狀況等);動態主要是利用射孔數據及生產數據,各種單井措施資料,動態監測資料:吸水剖面、產液剖面、液面及壓力、示蹤劑監測等,單井、井組注采對應狀況分析資料通過確定單井的含水率和動靜態綜合分析成果,繪制水淹圖[3-4]。

圖3 油井的含水率等值線及水淹級別邊界勾繪

3 實例分析

以躍進二號油田四上層系第開發六小層為例,該小層共有油砂體21個,地質儲量17.26×104t,總井數37口,其中油井28口,水井9口,累產油1.69×104t,累產水2.74×104t,累注水1.62×104t;目前平均含水率61.81%,采出程度9.81%;結合油田實際資料,按照上述方法將小層水淹圖繪制出來,如圖4所示。

躍進二號油田的大部分斷層為開啟性斷層;油砂體滲透率總體較好;中部為構造高點,斷塊多,油砂體分布情況較為復雜;西部和南部為構造邊部,受邊水和注水驅動雙重影響,尤其受邊水影響較強,水淹面積很大。

4 結論

圖4 躍進二號油田N21油藏IV-6小層水淹圖

(1)分層水淹圖可以直觀、準確判斷注人水的波及方向,形象地表達儲層動用狀況、水淹程度等。把注水量在主次方向上細分,提高了來水方向和分水的準確性分的認識,提高了水淹圖的準確率,對剩余油的分布規律有了更充分的認識,為油田的挖潛提供了可靠依據。

(2)根據小層水淹圖,可以方便、快捷、準確地分析出油田剩余油分布范圍和油藏開發潛力,編制出油藏綜合調整治理方案,進行油水井注采對應性研究和新井的部署,油水井對應補孔及壓裂改造等措施,從而指導油藏的開發和調整。

(3)該方法在躍進二號油田油藏開發中得到廣泛應用,特別是對油井含水率上升過快,產油量急劇下降的原因分析,以及油井的堵孔、補孔、層調和水井分層注水等方案的實施,效果較好。小層水淹圖法可適用于各類油藏的剩余油研究,尤其適用于高含水期油藏的剩余油研究,具有良好推廣價值。

[1] 魏風玲,宋建虎.綜合分析法繪制分層水淹圖濮城油田調整挖潛中的應用[J].江漢石油學院學報,2003,25(增上):110-111.

[2] 秦同洛,陳元千.實用油藏工程方法[M].北京:石油工業出版社,1998:30-38

[3] 黃小榮,李來秋.水淹圖的繪制和在油藏動態分析中的應用[J].內蒙古石油化工,2002,27(3):203-204.

[4] 李磊,付麗麗.濮城油田分層水淹圖的勾繪方法[J].內蒙古石油化工,2004,29(3):140-141.

TE313.3

A

1673-8217(2011)02-0061-03

2010-08-30;改回日期:2010-11-17

張寒池,1984年生,在讀碩士研究生,研究方向:油藏開發和儲層地球物理新技術新方法。

編輯:彭剛