注采耦合技術(shù)提高構(gòu)造-巖性油藏開發(fā)效果

徐 莎，樂 平，柳 敏，黃艷梅，林 波

(1.中國石化江蘇油田分公司，江蘇 揚(yáng)州 225009；2.油氣藏地質(zhì)與開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610500；3.中國石油大港油田分公司，天津 300280)

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注采耦合技術(shù)提高構(gòu)造-巖性油藏開發(fā)效果

徐 莎1，樂 平2，柳 敏3，黃艷梅1，林 波1

(1.中國石化江蘇油田分公司，江蘇 揚(yáng)州 225009；2.油氣藏地質(zhì)與開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610500；3.中國石油大港油田分公司，天津 300280)

針對(duì)h159斷塊隔夾層薄、分注難度大的問題及低油價(jià)下注水井不宜過多的形勢，建議分上下2套層系開展耦合注水試驗(yàn)，以提高油藏采收率和控制成本。運(yùn)用數(shù)值模擬方法研究注采耦合技術(shù)政策界限，從注水方式、注水時(shí)機(jī)、注水周期及注采比等指標(biāo)逐一甄選，得到最優(yōu)化的注采耦合方案。結(jié)果表明：注水周期為上注30 d，下采45 d(注水井注上套層系的同時(shí)對(duì)應(yīng)油井采下套層系)后轉(zhuǎn)為下注30 d，上采45 d，注采比為1.0的方式最佳。考慮措施時(shí)間對(duì)效益的影響，采取720 d的注采耦合之后恢復(fù)常規(guī)注采方式得到的利潤和經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量最大。注采耦合技術(shù)的成功運(yùn)用表明該技術(shù)可在同類型油藏中得到更好推廣，從而提高水驅(qū)采收率。

構(gòu)造-巖性油藏；注采耦合；周期注采比；數(shù)值模擬；h159斷塊

0 引 言

h159斷塊是受巖性影響的構(gòu)造-巖性復(fù)合油藏，油層分布受巖性影響，儲(chǔ)層橫向分布變化大、連通性差，為中孔、低滲儲(chǔ)層。一套開發(fā)層系投產(chǎn)后，含水上升快，水驅(qū)波及系數(shù)僅為0.15[1-4]。在目前低油價(jià)形勢下無法通過增加注水井提高水驅(qū)波及體積，為此，開展注采耦合技術(shù)來提高油藏采收率和經(jīng)濟(jì)效益。

1 油田概況

在未注水情況下，油田穩(wěn)產(chǎn)0.5 a之后產(chǎn)量開始遞減，初期遞減率為15.2%，之后實(shí)施注水開發(fā)，0.5 a后產(chǎn)量下降，遞減率為6.0%。h159斷塊油井均為壓裂投產(chǎn)，初期單井平均日產(chǎn)油量為7.26 t/d，實(shí)施注水后，油井見效一般，目前平均單井日產(chǎn)油量僅為4.7 t/d，開采主要矛盾為：①注水井h159-1井高壓注不進(jìn)，日注水量僅為11 m3/d，對(duì)應(yīng)油井產(chǎn)液量都較低(單井日產(chǎn)液為6.9 m3/d左右)；②壓力偏低(壓力系數(shù)為0.5)，造成地層能量供應(yīng)不足，水驅(qū)體積波及系數(shù)較低(僅為0.15)。

2 注采耦合技術(shù)政策界限研究

注采耦合技術(shù)是一種油水井交替注采模式，是周期注水方式的延伸，即在某個(gè)區(qū)塊內(nèi)，對(duì)注水井某一層段進(jìn)行注水時(shí)，將對(duì)應(yīng)油井的層段封閉而生產(chǎn)其他層位，當(dāng)注水達(dá)到一定程度后，該層段注水井停止注水(可轉(zhuǎn)注其他層位)，油井對(duì)應(yīng)層段開啟生產(chǎn)。

依據(jù)測錄井資料、地震解釋成果和地質(zhì)研究成果，用Petrel軟件建立了h159斷塊構(gòu)造格架模型、儲(chǔ)層參數(shù)模型(包括孔隙度模型、滲透率模型、凈毛比模型)以及可以描述流體空間的靜態(tài)精細(xì)三維地質(zhì)模型。將地質(zhì)模型導(dǎo)入Eclipse數(shù)值模擬軟件，經(jīng)歷史擬合發(fā)現(xiàn)，h159斷塊邊水較弱，主要依靠注水井注水補(bǔ)充地層能量，而壓力下降比較快，油井產(chǎn)液量普遍偏低，剩余油主要分布在高部位及靠近斷層處未被水驅(qū)波及到的區(qū)域。依照目前h159斷塊開發(fā)情況，按照注采耦合方式擬定了數(shù)值模擬預(yù)測方案(圖1)，方案流程按照方式的選擇、注水時(shí)機(jī)、注水周期和注采比逐一甄選，最后得到最優(yōu)化的耦合注水方案。

圖1 h159斷塊數(shù)值模擬方案流程

2.1 耦合注水方式的選擇

注水方式大致分為對(duì)稱型和不對(duì)稱型2類，細(xì)分為3種耦合注采方式：上下層同時(shí)注水、關(guān)油井(周期為30 d)，短注長采和長注短采。在注采比為1.0，耦合時(shí)間為360 d的條件下，得到斷塊含水分別為5%、20%、40%、60%和80%時(shí)的累計(jì)增油量(表1)。由表1可知，短注長采方式得到的累計(jì)增油量明顯高于其他2種，其中，含水20%時(shí)，上注下采后交換的注水方式最佳。

表1 h159斷塊耦合注采方式和注水時(shí)機(jī)篩選結(jié)果

2.2 耦合注采周期的選擇

確定短注長采耦合注采方式后，應(yīng)選擇最佳的注采周期。對(duì)比含水與采出程度曲線，斜率最小時(shí)采收率最大，開發(fā)效益也最佳。因此，選定4個(gè)周期，分別為注水井注上層5 d，油井采下層10 d后交換；注水井注上層15 d，油井采下層30 d后交換；注水井注上層30 d，油井采下層45 d后交換和注水井注上層45 d，油井采下層75 d后交換，預(yù)測時(shí)間為15 a(圖2)。由圖2可知，周期為注水井注上層30 d，油井采下層45 d后交換的方式得到的采收率最大，注采方式最好。

圖2 短注長采方式含水與采出程度關(guān)系

2.3 耦合注采比的優(yōu)選

根據(jù)目前生產(chǎn)的5口油井的生產(chǎn)情況，按照定液量生產(chǎn)，得到不同注采比下的注水井注水量。在斷塊含水20%時(shí)，選擇注水井注上層30 d，油井采下層45 d后交換的注水方式，分析不同注采比情況下含水與采出程度的關(guān)系(圖3)。由圖3可知，注采比為1.0時(shí)，曲線斜率最小，采收率最高。

圖3 不同注采比下含水與采出程度關(guān)系

通過注采耦合技術(shù)政策界限的研究發(fā)現(xiàn)，使用該技術(shù)能較好地保持地層能量，壓力系數(shù)恢復(fù)到0.7，使得注入水波及面積擴(kuò)大，達(dá)到了提高水驅(qū)采收率的效果。

2.4 開發(fā)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

對(duì)比衰竭開采和注采耦合方式的年產(chǎn)油量(表2)可知，采取注采耦合方式開采的累計(jì)增油量為1.27×104t，證明注采耦合技術(shù)提高產(chǎn)量的效果顯著。完成一次注采耦合技術(shù)的周期至少是90 d，對(duì)比15 a情況下持續(xù)耦合注采的方式開采和分別采取180、360、540、720、810 d的耦合注采后常規(guī)注采，其中采取180、360、540 d的耦合注采得到的含水上升速度較快，最終含水已超過95%，而采取810 d的耦合注采得到的年增油量從第5 a開始出現(xiàn)負(fù)值，原因是注水的時(shí)間比采油的時(shí)間長，導(dǎo)致注采不平衡。因此，考慮措施時(shí)間對(duì)效益的影響，采取720 d的耦合注采比較合理，之后恢復(fù)常規(guī)注采方式(表3)。由表3可知，雖然持續(xù)注采耦合方式得到的綜合含水最低，但是累計(jì)增油量卻只有耦合注采720 d的40%，從利潤總額方面考慮，耦合注采720 d得到的利潤最大。

表2 h159斷塊開發(fā)指標(biāo)預(yù)測

表3 不同時(shí)間段注采耦合油田經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1) 通過地質(zhì)建模和油藏?cái)?shù)值模擬研究對(duì)生產(chǎn)情況進(jìn)行歷史擬合，針對(duì)開發(fā)特點(diǎn)，編制一系列預(yù)測方案，優(yōu)選注采耦合的技術(shù)政策界限，當(dāng)油田開發(fā)到含水為20%時(shí)，注采比為1.0，實(shí)施短注長采方式最優(yōu)，合理周期為上注30 d，下采45 d(注水井注上套層系的同時(shí)對(duì)應(yīng)油井采下套層系)后交換下注30 d，上采45 d。從經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和累計(jì)增油量方面考慮，耦合注采720 d最佳，累計(jì)增油3.11×104t。

(2) 實(shí)施交替注采存在3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是油井關(guān)閉后憋壓注水，可以提高水驅(qū)波及體積；二是憋壓注水后油層能量得以補(bǔ)充，開井生產(chǎn)時(shí)驅(qū)替壓差升高，進(jìn)而提高驅(qū)油效率；三是實(shí)現(xiàn)地面油井、水井不關(guān)井，實(shí)際操作性強(qiáng)。

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編輯 劉 巍

20151225；改回日期：20160328

國家自然科學(xué)基金“考慮啟動(dòng)條件和井筒壓降的底水油藏分支水平井水脊耦合模型”(51404201)

徐莎(1984-)，女，工程師，2006年畢業(yè)于長江大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)及規(guī)劃工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.026

TE357.6

A

1006-6535(2016)03-0110-03