大慶油田三元復合驅前后密閉取心井水洗狀況分析

王帥，孫國紅

(中石油大慶油田有限責任公司勘探開發研究院，黑龍江 大慶 163712)

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大慶油田三元復合驅前后密閉取心井水洗狀況分析

王帥，孫國紅

(中石油大慶油田有限責任公司勘探開發研究院，黑龍江 大慶 163712)

研究大慶油田5個區塊三元復合驅前后密閉取心井的水洗資料。水洗結論表明5個區塊中E區塊的三元復合驅效果最好，驅油效率提高幅度為17.3%，同時三元復合驅的驅油效率是油層水洗比例和水洗程度的綜合反映，因此提高水洗比例和水洗程度可以提高三元復合驅的驅油效率。分析三元復合驅前后密閉取心井在主流線的相對位置，表明在主流線中間位置的密閉取心井驅油效率提高幅度高于靠近生產井的；儲層的韻律、夾層和滲透率等非均質性參數數據表明在不均勻型和均勻型的同類型儲層里，內部相對非均質性越強，三元復合驅效果越好。

三元復合驅；密閉取心井；水洗比例；水洗程度；非均質性；驅油效率

1 5個區塊基本情況

大慶油田從20世紀80年代開始三元復合驅技術攻關，目前建立了較為完善的配套工藝技術。已有的礦場試驗結果表明，三元復合驅技術可以在水驅基礎上提高原油采收率20%以上[1～5]。選取大慶油田5個典型的三元復合驅區塊作為研究對象，基本情況如下：

A區塊位于大慶S油田北部，目的層位SⅡ1-9(S代表大慶油田薩爾圖油層組，在油層組內部，按照從頂到底劃分若干砂巖組，以Ⅰ、Ⅱ…編號；在油藏的精細描述中，砂巖組內部含油部位從頂到底編號為1、2…；SⅡ1-9表示薩二組1至9號層)，三元采用強堿體系。區塊含油面積25.79km2。2005年開展強堿體系三元復合驅試驗，采用125m×125m五點法面積井網。

B區塊位于大慶S油田中部，目的層位PⅠ1-2(P代表葡萄花油層組，Ⅰ砂層組1至2小層)，三元采用強堿體系。區塊含油面積12.0km2，地質儲量5069×104t。2005年開展強堿體系三元復合驅試驗，采用125m×125m五點法面積井網。

C區塊位于大慶S油田南部，目的層位SⅡ10-12(薩爾圖油層組Ⅱ砂層組10至12小層)，三元采用弱堿體系。區塊含油面積1.21km2，地質儲量776.90×104t。2005年開展弱堿體系三元復合驅試驗，采用125m×125m五點法面積井網。

D區塊位于大慶X油田，目的層位PⅠ2-3(葡萄花油層組Ⅰ砂層組2小層至3小層)。區塊含油面積3.25km2，地質儲量1405.48×104t。1998年開始三元復合驅試驗，平均注采井距250m，五點法面積井網。2006年2月開始注入后續聚合物段塞。2008年開展三類油層復合驅礦場試驗，利用現有一類油層三元復合驅試驗井，在試驗區內自西向東部署注采井距125m五點法面積井網。

E區塊位于大慶L油田，目的層位SⅢ4-10(薩爾圖油層組Ⅲ砂層組4至10小層)，三元采用強堿體系。區塊面積1.42km2，地質儲量1189.10×104t。三元復合驅采用120m井距五點法面積井網。

2 5個區塊水洗總體情況

三元復合驅油是通過在注入水中加入一定比例的堿-表面活性劑-高相對分子質量的聚合物，降低油水界面張力，增加注入水的黏度，從而降低油水的流度比，擴大油層宏觀和微觀、平面和縱向上的波及體積，驅替油層中的殘余油，降低剩余油飽和度，最終提高驅油效率和原油采收率[4，5]。

2.1 水洗特征

為檢查三元復合驅油效果，在三元復合驅試驗結束后，在三元復合驅前的密閉取心井附近部署新密閉取心井進行對比分析。應用鉆取的5對密閉取心井的水洗狀況數據，可以檢查每個區塊的水洗特征(表1)。從表1可以看出5個區塊三元復合驅油都取得了效果，三元復合驅后不僅提高了油層的水洗厚度或者水洗比例，而且改善了油層的水洗程度。5個區塊水洗厚度總體由三元復合驅前的37.50m提高到三元復合驅后的44.07m,提高6.57m；平均水洗比例由81.0%提高到94.4%,提高幅度為13.4%；平均驅油效率由45.7%提高到54.7%，提高幅度為9.0%。

表1 三元復合驅前后密閉取心井水洗狀況

注：以區塊B中PⅠ21和PⅠ22為例，精細描述層位均為PⅠ2，只是由于中間存在巖性夾層或者物性夾層，加上、下標 以示區分。

2.2 水洗規律

1)油層驅油效率是油層水洗比例和水洗程度的綜合反映。比如三元復合驅前水洗比例低的油層，雖然三元復合驅后水洗比例提高幅度明顯，但因為水洗程度提高不明顯,驅油效率提高幅度不明顯；三元復合驅前水洗比例高的油層，三元復合驅后水洗比例提高幅度不明顯，但因為水洗程度提高明顯,驅油效率提高幅度也明顯。

區塊A三元復合驅前的水洗比例，與其余4個區塊相比較低(表2)。SⅡ3-4、SⅡ7-8和SⅡ8-9這3個小層三元復合驅后水洗比例提高幅度分別為24.1%、51.0%和29.7%。平均水洗比例提高幅度為34.7%，但平均驅油效率提高幅度僅為4.1%。區塊E平均水洗比例由三元復合驅前的95.5%提高至三元復合驅后的97.9%，水洗比例提高幅度較小；驅油效率由三元復合驅前的42.3%提高至三元復合驅后的59.6%，驅油效率提高幅度為17.3%。對比區塊A、E的水洗比例和水洗程度數據，區塊A水洗比例雖然提高幅度明顯，但是三元復合驅前水洗比例低。區塊E雖然水洗比例提高不明顯，但是三元復合驅前水洗厚度(水洗比例)就高達95.5%，比區塊A高41.1%；而且三元復合驅后水洗程度區塊E比區塊A更好，平均強水洗比例79.6%，中水洗比例18.6%，都比區塊A高(表2)。

2)提高油層的水洗比例和水洗程度可以提高三元復合驅的驅油效率。油層驅油效率是油層水洗比例和水洗程度的綜合反映，所以提高油層的水洗比例和水洗程度可以提高三元復合驅的驅油效率。

通過提高油層的水洗比例來提高驅油效率[6～8]。區塊A水洗厚度由三元復合驅前的5.55m提高到三元復合驅后的9.39m(提高3.84m)，相應水洗比例由51.4%提高到86.1%(提高幅度為34.7%)，最終驅油效率由42.2%提高到46.3%(提高幅度為4.1%)。區塊C水洗厚度由三元復合驅前的3.4m提高到三元復合驅后的6.4m(提高3.00m)，相應水洗比例由68.6%提高到97.0%(提高幅度為28.4%)，驅油效率由53.1%提高到65.9%(提高幅度為12.8%)(表1)。

表2 三元復合驅前后密閉取心井水洗程度

注：三元復合驅前水洗比例=三元復合驅前水洗厚度/三元復合驅前的有效厚度×100%；水洗厚度=強洗厚度+中洗厚度+弱洗厚度，強洗比例=強洗的有效厚度/水洗厚度×100%；中洗比例和弱洗比例同理，其中三元復合驅前強洗比例+中洗比例+弱洗比例=100%；三元復合驅后的數據同理。

通過提高油層的水洗程度來提高驅油效率。水洗程度由強水洗、中水洗和弱水洗厚度三者占總水洗厚度百分比表示。三元復合驅的油層水洗程度，弱水洗或者中水洗比例降低，中水洗或者強水洗比例提高。C區塊三元復合驅驅油效率卻由三元復合驅前40.0%提高至三元復合驅后的49.3%，提高幅度為9.3%。原因是區塊C三元復合驅后油層的水洗程度提高，弱水洗比例由36.4%降低至14.0%，降低幅度為22.4%，強水洗比例由13.4%提高至29.6%，提高幅度為16.2%。區塊E水洗厚度三元復合驅后減小，水洗比例提高不明顯，但是水洗程度提高顯著，強水洗比例由三元復合驅前15.0%提高至79.6%，提高幅度為64.6%，最終驅油效率由42.3%提高到59.6%，提高幅度為17.3%。

3 三元復合驅影響因素

三元復合驅主要是將單一的聚合物驅、表面活性劑驅和堿驅有機的結合起來，充分發揮各化學劑的相互協同作用，既可以提高波及系數，又可以增加洗油效率，從而提高原油采收率[9，10]。而三元復合驅的效果既與三元體系本身有關，又與密閉取心井在主流線上的相對位置和區塊的非均質程度等因素有關。

3.1 密閉取心井在主流線上的相對位置

主流線是采油井和注水井的連線。分析主流線上不同位置三元復合驅井的水洗狀況，以主流線上的密閉取心井靠近生產井和密閉取心井在主流線中間位置為例，區塊A、B三元復合驅前后的密閉取心井都在主流線上靠近生產井位置，區塊D三元復合驅前后的密閉取心井都在主流線中間位置(圖1)。因此3個區塊的數據可以對比分析三元復合驅前后主流線上不同位置的水洗狀況。區塊A和B驅油效率提高幅度分別為4.1%和1.8%，區塊D驅油效率提高幅度為12.8%，5個區塊都采用五點法面積井網(表3)。

結果表明三元復合驅水洗狀況受密閉取心井在主流線上的位置影響，主流線中間位置的水洗狀況優于靠近生產井的水洗狀況。分析原因：與主流線中間位置相比，靠近生產井的密閉取心井距離注水井較遠，三元復合驅前后受效都弱，因此三元復合驅后驅油效率與三元復合驅前相比提高幅度不明顯。

表3 三元復合驅前后密閉取心井基本情況

圖1 三元復合驅前后密閉取心井位置

3.2 非均質性

韻律、夾層和滲透率等非均質性特征參數是影響三元復合驅水洗效果的重要因素。

正韻律油層三元復合驅油效果最好，復合韻律油層驅油效果次之，反韻律油層驅油效果最差。原因在于正韻律油層下部的滲透率高，受重力的影響水驅很難波及到油層上部的低滲透層，水驅效果差。此時正韻律油層的剩余油飽和度高，在進行三元復合驅時由于驅油體系的黏度高、界面張力低，三元復合驅效果較好。反韻律油層則由于油層中剩余油量減少使三元復合驅效果下降[11]。

夾層平面上改變厚油層內部的連通狀況，縱向上對油水運動起分隔作用。在均質韻律的厚油層內部，在夾層附近的，特別是夾層下部的驅油效率明顯低于油層底部的驅油效率。

物性比如滲透率在縱向上也會像粒度一樣分為滲透性正韻律、反韻律和復合韻律等。而滲透率變化可用變異系數、突進系數、級差等參數刻畫。滲透率變異系數、突進系數、級差計算公式如下：

(1)

(2)

式中：Tk為滲透率突進系數，1；Kmax為層內最大滲透率，D。

(3)

式中：Jk為滲透率級差，1；Kmin為最小滲透率，D。

表4 三元復合驅前后物性資料

滲透率變異系數取值越大，層內非均質性越強；滲透率突進系數和級差取值大于1，值越大，層內非均質性越強。分析5個區塊的非均質參數，結果見表4。由表4可見，滲透率變異系數表明區塊A、B、D為不均勻型，區塊C、E為較均勻型。

同屬不均勻型，滲透率突進系數和級差表明區塊D的非均質性強于區塊A、B，前者的三元復合驅效果好于后者；同屬較均勻型，滲透率突進系數和級差表明區塊E的非均質性強于區塊C，前者的三元復合驅效果好于后者。因此在非均勻型和均勻型的同類型儲層里，內部相對非均質性越強，三元復合驅效果越好。分析原因是相對非均質性強的儲層，三元復合驅前剩余油飽和度高，在進行三元復合驅時由于驅油體系的黏度高、界面張力低，三元復合驅效果較好。

4 結論

1)5個區塊三元復合驅受效最好的是區塊E，其水洗比例和水洗程度都是最好的。驅油效率由三元復合驅前的42.3%增加到59.6%，提高17.3個百分點。

2)油層驅油效率是油層水洗比例和水洗程度的綜合反映，所以提高油層的水洗比例和水洗程度可以提高三元復合驅的驅油效率。

3)與主流線中間位置相比，靠近生產井的密閉取心井距離注水井較遠，三元復合驅前后受效都弱，因此三元復合驅后驅油效率與三元復合驅前相比提高幅度不明顯。

4)在非均勻型和均勻型的同類型儲層里，內部相對非均質性越強，三元復合驅效果越好。

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[編輯] 黃鸝

2016-05-31

國家油氣重大專項 (2011ZX05010-001-006) 。

王帥(1981-)，男，工程師，長期從事開發地質和密閉取心井綜合研究工作，wangshuai2008@petrochina.com.cn。

TE357.4

A

1673-1409(2016)35-0061-05

[引著格式]王帥，孫國紅.大慶油田三元復合驅前后密閉取心井水洗狀況分析[J].長江大學學報(自科版), 2016,13(35):61～65.