渤海S油田聚合物驅剩余油分布規律研究

王曉超，沈 思，王錦林，李百瑩，華科良

(中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452)

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渤海S油田聚合物驅剩余油分布規律研究

王曉超，沈 思，王錦林，李百瑩，華科良

(中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452)

渤海S油田聚合物驅取得了較好的效果，但因強非均質性等因素影響，仍存在大量剩余油。為進一步改善聚合物驅效果，提高采收率，在物理模擬實驗基礎上，運用數值模擬方法，研究了渤海S油田聚合物驅剩余油的分布規律。結果表明：縱向上，剩余油主要富集在中、低滲層，動用貢獻率分別為29%～32%、1%～15%，縱向非均質性越強，低滲層動用程度越低；平面上，剩余油主要分布在低滲帶、油井間及邊角處，滲透率變異系數越大，低滲帶動用程度越小，動用貢獻率為12%～29%。此外，水平井與直井組合開發效果優于單純直井開發，但布井位置和方向影響剩余油的分布。當水平井垂直于流線方向位于低滲帶時，能夠大范圍動用低滲帶剩余油，提高采出程度。研究成果在實際生產中得到驗證，為油田聚合物驅后期挖潛提供了理論支持。

聚合物驅；剩余油分布規律；數值模擬；非均質性；井型；渤海S油田

0 引 言

渤海S油田為渤海多層合采稠油油田，儲層非均質性強，反九點井網開發，目前已經進入中高含水期，開發中存在的問題逐步暴露。該油田實施聚合物驅10余年，取得了良好效果[1]，但仍然存在大量的剩余油[2-4]。明確剩余油的所在位置、分布規律以及儲量是油田開發后期綜合調整、針對性挖潛的前提[5-6]。影響剩余油分布的因素復雜繁多[7-8]，其中，儲層非均質性是主要因素之一[9-10]。基于物理模擬實驗研究結果，結合數值模擬方法，對不同縱向(平面)非均質性、不同井型條件下聚合物驅后剩余油的分布規律開展了系列研究，為油田聚合物驅后的挖潛方向及后期綜合調整提供理論支持。

1 研究方法

1.1 模型建立與擬合

在室內物理模擬實驗研究基礎上，采用CMG-STARS模擬器建立數值模型。縱向剖面模型尺寸為30.0 cm×4.5 cm×4.5 cm，網格劃分為30×1×3；平面非均質模型以反九點井網的1/4單元為模擬對象，模型尺寸為30.0 cm×30.0 cm×4.5 cm，網格劃分為30×30×1。模型平均滲透率為2 000×10-3μm2，原始含油飽和度為0.773，原油黏度為70 mPa·s，聚合物溶液濃度為1 750 mg/L，剪切后黏度為20 mPa·s。在此基礎上，擬合不同的縱向剖面及平面物理模擬實驗數據，得到了相滲曲線及聚合物物化參數(可及孔隙體積、吸附量、殘余阻力系數等)。

1.2 聚合物驅剩余油分布規律研究方案

針對渤海S油田儲層的地質特點和生產實際，設置不同的方案，研究縱向、平面非均質性及生產井型對聚合物驅剩余油分布規律的影響(表1)。根據現場條件，模型水驅至含水60%，注聚合物0.25倍孔隙體積，后續水驅至含水98%，模型計算終止。

表1 方案及模型設置

2 聚合物驅剩余油分布規律

2.1 縱向剩余油分布規律

縱向井組模型滲透率變異系數范圍為0.2～0.9。變異系數越大，縱向非均質性越強，采出程度越低。在含水98%時，高、中、低滲層的平均剩余油飽和度分別為0.439 5、0.603 0、0.736 1，低滲層動用貢獻率僅為1%～15%，中滲層動用貢獻率為29%～32%。注聚合物后，大部分剩余油仍富集在中、低滲層(圖1)。當滲透率變異系數小于0.6時，剩余油對縱向非均質性的敏感性較強，隨著變異系數增大，高滲層剩余油動用程度增加，低滲層剩余油動用程度快速降低。當滲透率變異系數大于0.6時，剩余油飽和度變化幅度減小，低滲層剩余油動用程度小于6%。由此說明，當縱向非均質性極強時，單純的聚合物驅對開發效果的改善程度有限，需配合其他措施共同提效。

圖1 不同縱向非均性條件下聚合物驅含水98%時剩余油動用情況

2.2 平面剩余油分布規律

平面井組模型滲透率變異系數范圍為0.17～0.90，平面非均質性越強，滲透率變異系數越大，采出程度越低。在含水98%時，高、中、低滲帶的平均剩余油飽和度分別為0.458 0、0.428 8、0.621 0，平均動用貢獻率分別為36.9%、42.6%、20.5%，即在平面非均質條件下開展聚合物驅，較好地改善了流度比。聚合物對高滲帶起到了一定的封堵作用，使得中滲帶剩余油大量動用，但低滲帶剩余油動用程度相對較低。同時，隨著滲透率變異系數的增大，低滲帶剩余油動用程度逐漸變小(圖2)。此外，從剩余油分布具體位置來看，反九點布井方式下，注采井間的主流線區域驅油效果良好，而油井間和邊角處容易形成原油滯留區，剩余油相對富集。

圖2 平面非均質聚合物驅含水98%時剩余油動用情況

2.3 不同井型開發剩余油分布規律認識

平面非均質條件下，采用水平井與直井組合開發，效果要優于單純采用直井開發的模式，但水平井的布井位置、布井方向會影響剩余油的動用(表2)。

從布井位置來看，低滲帶采用水平井開發時效果最優。由于水平井在油層中的穿行距離長，有效擴大了泄油面積[11-12]，在相同生產壓差下，水平井相對直井產液能力更強，能夠大范圍動用直井開發時不能波及的低滲帶剩余油，降低剩余油飽和度，低滲帶剩余油動用程度可提高15.8%，整體提高采出程度可達6.99%。中、低滲帶均采用水平井開發時效果次之，而僅中滲帶采用水平井開發時，雖然能進一步降低中滲帶剩余油飽和度，但大部分低滲帶的剩余油仍然沒有動用，整體上相比直井開發采出程度僅提高1.54%。

從布井方向看，相同布井位置下，水平井垂直于流線方向時開發效果較好。水平井平行于流線方向時，水平井位于低滲帶仍可提高采出程度，而水平井位于中滲帶或中、低滲帶時，開發效果不及直井。

表2 不同井型模型聚合物驅至含水98%時采出程度及剩余油分布

3 礦場驗證

3.1 縱向剩余油分布

注聚合物區塊的調整井資料顯示，縱向上滲透率相對較高的Iu、Id油層組區域驅油效率最高，剩余油動用程度也較高，II油層組滲透率較低，驅油效率與剩余油動用程度相對較低，因此，剩余油相對富集，縱向主要分布在該油層組，與研究所得認識基本一致(圖3)。

圖3 調整井K13井飽和度測井資料

3.2 平面剩余油分布

為得到更好的開發效果，渤海S油田注聚合物區塊逐步進行了井網加密調整。可以看出，調整井在油井排和邊角地帶產量較高，在注采井之間產量相對較低(表3)，與研究所得認識基本一致。

表3 不同油藏位置調整井初期產能對比

3.3 水平井調整

渤海S油田為受斷層控制的半背斜構造，注聚合物主體區位于油藏構造高部位，儲層發育，物性較好，油藏邊部物性相對較差，滲透率較低。邊部原有生產井32口，平均日產油為1 733.2 m3/d，平均含水率為76.2%。自2013年起，在邊部區域陸續部署10口水平調整井，布井方向均垂直于流線方向，投產初期平均單井日產油為63.5 m3/d，是區塊直井平均日產油的1.3倍。目前，10口水平井日產油為453.5 m3/d，占邊部區塊日產油的20.7%。水平井調整后，顯著改善了邊部區塊的開發效果，采油速度由1.5%提高至1.9%。

4 剩余油挖潛分析

在聚合物驅剩余油分布規律認識的基礎上，結合渤海S油田實際情況，分析了剩余油挖潛策略。

縱向上，主要通過深部調剖措施來改善吸水剖面。根據研究結果，當縱向非均質性嚴重(滲透率變異系數大于0.6)時，可采用分層注入、分層系開發方式調整層間矛盾，提高低滲層動用程度。渤海S油田儲層厚度大，層數多，縱向非均質性強，層間干擾嚴重，其相鄰的2個井區(A區和B區)因開發方式不同，效果有所差異。A區實施分層注聚合物，注聚合物前含水率為70.0%，注聚合物后平均單井日產油提高37.4 m3/d，含水率為68.8%，降水增油效果顯著。B區實施籠統注聚合物，注聚合物前含水率為75.0%，注聚合物后平均單井日產油提高16.5 m3/d，含水率為77.5%，聚合物驅效果不及A區突出。2014年，B區進行細分層系開發試驗，縱向上由原來的1套層系合采逐步調整為2套層系分采，區塊日產油由1 871.8 m3/d逐漸增至目前的2 272.3 m3/d，含水降至72.4%，有效挖掘了聚合物驅井組的生產潛力。

平面上，主要采用井網加密及水平井調整方式來挖潛剩余油。渤海S油田初期為稀井網(反九點)大井距(350 m)開發，加密調整空間較大。2010年至今，已逐步加密生產井55口，形成井距175 m、排距350 m的行列井網。通過完善注采關系，強化開采井間滯留區，油田日產油增加3 140.6 m3/d，采油速度由1.4%提高至2.6%，充分動用了剩余油。此外，為提高聚合物驅效果，在低滲帶等剩余油富集區采用水平井生產，較定向井更能有效抑制高含水形成，更大范圍動用儲層。渤海S油田目前共有水平調整井17口，比采油指數為同期相鄰定向調整井的2.8～6.2倍，調整措施有效挖掘了油田潛力，促進了聚合物驅生產效果。

5 結 論

(1) 縱向上，大部分剩余油分布在中滲層和低滲層，以低滲層為主，縱向非均質性越強，低滲層剩余油動用程度越低，是下一步挖潛的主要區域。

(2) 平面上，剩余油主要分布在低滲帶、油井間以及邊角處，滲透率變異系數越大，低滲帶剩余油動用程度越小，是下一步挖潛的主要區域。

(3) 非均質條件下，水平井與直井組合開發效果優于單純直井開發效果，但布井方向與布井位置均會影響剩余油的動用。水平井垂直于流線方向布井于低滲帶時，能夠大范圍動用直井開發時不能動用的低滲帶剩余油，提高采出程度。

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編輯 姜 嶺

20160126；改回日期：20160328

國家重大專項“海上大井距多層合采稠油油藏聚合物驅剩余油分布機理研究”(2011ZX05024-002-001)

王曉超(1988-)，女，工程師，2010年畢業于西南石油大學石油工程專業，2013年畢業于該校油氣田開發工程專業，獲碩士學位，現從事提高采收率技術、油藏方案方面的研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.024

TE32+7

A

1006-6535(2016)03-0102-04