冀東油田復雜斷塊油藏水驅采收率計算方法

劉 洪，趙慧慧，邱 柳, 彭麗娜

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冀東油田復雜斷塊油藏水驅采收率計算方法

劉 洪1，趙慧慧1，邱 柳1, 彭麗娜2

（1. 中國石油冀東油田公司勘探開發研究院，河北唐山 063004；2. 中國石化河南油田分公司第一采油廠）

復雜斷塊油藏在我國油田開發中占重要位置，與整裝砂巖油藏相比，其開發水平和開發程度都有較大的差距。對于冀東油田這類構造巖性層狀復雜斷塊油藏來說，注采井網仍不能有效控制全部的地質儲量，仍有很大一部分儲量無法通過水驅開發。冀東油田復雜斷塊注水開發油藏注采井網以不規則點狀注水井網形式為主，常規油藏工程計算采收率方法無法滿足生產要求。將冀東油田復雜斷塊構造巖性油藏不規則點狀注采井網分為4類13種油砂體井網配置模式，分別計算每種模式極限面積波及系數，進而計算區塊水驅采收率和理論采收率。根據建立的復雜斷塊油藏水驅采收率計算方法，計算了冀東油田復雜斷塊油藏水驅采收率，與標定采收率相比，復雜斷塊油藏理論采收率計算方法的計算結果與動態法差別較小。

冀東油田；復雜斷塊油藏；水驅采收率；面積波及系數

復雜斷塊油藏是我國油田開發中占重要位置的一類油藏，其地質條件極為復雜。由于斷塊油藏的復雜性，與整裝砂巖油藏相比，其開發水平和開發程度都有較大的差距。原油采收率是計算可采儲量的一項必不可少的參數，然而也是較難確定的參數，需要用多種不同的方法進行測算，然后通過分析比較選定較為合理的原油采收率值。常用的采收率測算方法主要包括：類比法、經驗公式法、巖心分析法、產量預測法、驅替特征曲線法[1-5]。盡管計算采收率方法很多，但除了產量預測法和驅替特征曲線法外，其余都屬于靜態方法，無法體現井網調整動態過程采收率的變化，而產量預測法和特征曲線法僅對目前生產狀況進行評價，更無法滿足提高采收率潛力預測需要。

目前水驅采收率計算基本都是通過波及系數與水驅油效率來進行計算的[6]，但對于冀東油田這類構造巖性層狀復雜斷塊油藏來說，注采井網仍不能有效控制全部的地質儲量，仍有很大一部分儲量無法通過水驅開發，因此需要根據天然能量采收率、水驅采收率計算理論采收率，明確冀東油田各注水開發區塊水驅潛力，有效指導宏觀決策。

為了計算冀東油田復雜斷塊油藏水驅采收率，統計分析了冀東油田注水開發油藏油砂體與井網配置模式。針對每一種配置模式，通過數值模擬方法計算了98%含水條件下極限面積波及系數；通過儲量加權計算區塊面積波及系數；通過面積波及系數就可以計算區塊水驅采收率和理論采收率。

1 復雜斷塊油藏采收率現狀

冀東油田屬于復雜斷塊油藏，而從各小層疊合圖上看，冀東油田注采井網形式能形成基本完善的面積注采井網，以三角形反七點與不規則點狀注水相結合。由于油砂體幾何形態的約束，每小層也表現為不規則點狀注水井網形式。冀東油田含油面積小于1.0 km2的地質儲量占比較高（42.9%），遠高于渤海灣油田平均水平（10.7%），以及大港油田 （12.8%）和華北油田（7.1%）（表1）。從地質條件看，冀東油田斷塊面積更小、更復雜。

從井網密度看，冀東油田注水開發區塊井網密度高于大港、華北、遼河油田，水驅控制程度與中國石油復雜斷塊油藏水平基本相當（表2）。除了注采井網完善的4個區塊（高中深北、高深北、柳中、柳北），冀東油田復雜斷塊油藏標定采收率明顯低于中國石油復雜斷塊油藏平均水平。對于冀東油田這種復雜斷塊油藏，需要建立一套適合以不規則點狀注采井網為主的構造巖性層狀油藏采收率計算方法。

表1 中國石油渤海灣油田不同斷塊含油面積儲量分布對比

表2 中國石油復雜斷塊油藏井網密度與水驅儲量控制程度對比

2 復雜斷塊油藏理論采收率計算方法

基于復雜斷塊油藏的開發特點，根據不同驅動方式儲量構成，注水開發油田的儲量由井網未控制儲量l、水驅控制儲量N、天然能量開發儲量p三部分組成：

油田可采儲量由水驅可采儲量rs、天然能量開發可采儲量rp兩部分組成：

設注水驅采收率、天然能量開發采收率分別為RS、RP，則：

理論采收率計算公式為：

天然能量驅主要包括天然水驅、氣頂驅動、溶解氣驅、彈性驅、重力驅等。冀東油田注水開發區塊天然能量驅主要是彈性驅和溶解氣驅兩種(低滲透油藏天然能量驅采收率需要考慮啟動壓力梯度)。

彈性驅采收率：

溶解氣驅采收率：

其中，O為地層原油壓縮系數，MPa-1；w為地層水壓縮系數，MPa-1；f為巖石壓縮系數，MPa-1；為孔隙度；wi為原始含水飽和度；ob為飽和壓力下的地層原油粘度，mPa·s；ob為飽和壓力下的原始原油體積系數；i為原始油層壓力，MPa；b為飽和壓力，MPa；a為廢棄壓力，MPa。

注水開發油藏水驅采收率指通過注水驅替的方式開采地下原油。計算水驅采收率常用指標包括驅油效率、平面波及系數、厚度波及系數。

水驅采收率：

（1）水驅油效率d：室內水驅油實驗水驅倍數達到1.5～2.0時的水驅油效率或含水98%時的水驅油效率，或利用油水相對滲透率曲線計算。

（2）平面波及系數p：根據冀東油田復雜斷塊油藏油砂體及井網配置模式，分類建立地質模型，采用油藏數值模擬方法建立的各模式面積波及系數圖版計算了98%含水時注入水面積波及系數。

（3）厚度波及系數z：俞啟泰給出了水驅砂巖油田厚度波及系數計算方法。也可以通過收集注水區塊吸水剖面或產液剖面資料，利用礦場統計的吸水（產液）厚度比進行折算。

3 面積波及系數計算方法

統計了冀東油田復雜斷塊注水開發油藏油砂體形態和注采井網特征，將復雜斷塊構造巖性油藏不規則點狀注采井網分為4類13種油砂體井網配置模式（表3）。針對不同的油砂體井網配置模式，選取典型油砂體進行油藏數值模擬，設定注采比為1，同步注水，油井98%含水時關井。累計含水飽和度高于水驅前緣含水飽和度的網格面積作為水驅波及面積，將水驅波及面積除以井組控制面積來計算面積波及系數，并分別計算各配置模式下當前井網下井組98%含水時的油砂體采出程度和面積波及系數，圖1給出了土豆狀砂體面積波及系數計算圖版。

表3 4類13種油砂體井網配置模式極限面積波及系數

圖1 土豆狀油砂體（300 m＜油砂體寬度≤500 m）面積波及系數計算圖版

4 復雜斷塊注水開發油藏理論采收率

統計區塊不同油砂體井網配置模式組成情況以及相應的油砂體個數和儲量, 將各模式水驅面積波及系數按其儲量比例加權平均，從而得到各區塊注采井網控制區98%含水下的面積波及系數。結合統計得到的水驅油效率和厚度波及系數，就可以得到水驅采收率（表4）。

表4 冀東油田注水開發區塊水驅采收率

根據公式（5）、（6）計算天然能量驅采收率，結合統計得到的水驅儲量控制程度，代入公式（4）就可以計算復雜斷塊注水開發油藏理論采收率。冀東油田注水開發區塊理論采收率計算結果見表5。

表5 冀東油田注水開發區塊理論采收率

由于南堡油田多數區塊目前開采時間較短，采收率基本采用靜態法標定，因此計算結果與標定采收率差別較大；而南堡陸地油田基本處于開發后期，采收率多采用水驅曲線或遞減曲線標定，理論采收率計算結果與動態標定采收率相差不大；高深北區由于處于滾動開發階段，計算結果差別較大。

5 結論

（1）通過對比分析冀東油田與中國石油其他復雜斷塊油藏地質特征和開發現狀，冀東油田斷塊面積更小、地質條件更復雜，但水驅控制程度與其他復雜斷塊油田相當。

（2）冀東油田為典型的復雜斷塊構造巖性油藏，以不規則點狀注水井網形式為主，基于冀東油田復雜斷塊油藏油砂體和井網特征，建立了全新的復雜斷塊油藏水驅采收率計算方法。

（3）根據建立的復雜斷塊油藏水驅采收率計算方法，計算了冀東油田復雜斷塊油藏水驅采收率和區塊理論采收率，與標定采收率相比，復雜斷塊油藏理論采收率計算方法的計算結果與動態法的差別較小。

[1] 陳元千. 確定水驅砂巖油藏采收率的方法[J]. 石油勘探與開發, 1996, 23（4）：58–60.

[2] 段宇, 戴衛華, 張雪松, 等. 渤海油田采收率標定方法研究及在渤海A油田的應用[J]. 石油地質與工程, 2017, 31（1）：66–71.

[3] 宋新旺, 程浩然, 曹緒龍, 等. 油藏潤濕性對采收率影響的實驗研究[J]. 石油化工高等學校學報, 2009, 22（4）： 49–52.

[4] 俞啟泰. 水驅油田產量遞減規律[J]. 石油勘探與開發, 1993, 20（4）：72–78.

[5] 俞啟泰. 關于如何正確研究和應用水驅特征曲線[J]. 石油勘探與開發, 2000, 27（5）：122–126.

[6] 游秀玲, 張玲, 羅云秀. 原油采收率影響因素探討及油藏綜合分類[J]. 石油與天然氣地質, 2004, 25（3）：314–318.

編編輯：黨俊芳

1673–8217（2017）05–0071–04

TE312

A

2016–11–07

劉洪，博士，工程師，1981年生，2012年畢業于長江大學油氣田開發工程專業，現從事油氣田開發方面工作。