渤海BZ河流相油田水平井開發(fā)模式總結(jié)與水驅(qū)效果評(píng)價(jià)

孫廣義，常會(huì)江，翟上奇，張言輝，雷 源

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渤海BZ河流相油田水平井開發(fā)模式總結(jié)與水驅(qū)效果評(píng)價(jià)

孫廣義，常會(huì)江，翟上奇，張言輝，雷 源

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459）

BZ油田是渤海中型常規(guī)油河流相油田，具有單砂體形態(tài)不規(guī)則、儲(chǔ)量規(guī)模差異較大、儲(chǔ)層橫向變化快、縱向上多期河道砂體相互交錯(cuò)疊置的特征，針對(duì)此特點(diǎn)，探索出一種適合該油田的高效開發(fā)模式和策略：即早期單砂體水平井分層系布井，開發(fā)中期通過(guò)水平井對(duì)未動(dòng)用儲(chǔ)量進(jìn)行挖潛，高含水期基于儲(chǔ)層構(gòu)型認(rèn)識(shí)對(duì)井網(wǎng)內(nèi)部剩余油進(jìn)行挖潛。BZ油田水平井開發(fā)模式實(shí)現(xiàn)了多年穩(wěn)產(chǎn)，水驅(qū)開發(fā)指標(biāo)整體保持較好。根據(jù)渤海油田水驅(qū)指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)含水上升率和遞減率兩類關(guān)鍵水驅(qū)指標(biāo)評(píng)價(jià)過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化，并將得到的結(jié)果應(yīng)用于BZ油田，其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)均為一類水平。

渤海BZ油田；河流相油田；水平井；開發(fā)模式；水驅(qū)效果評(píng)價(jià)

BZ油田是渤海首個(gè)利用水平井分層系開發(fā)的河流相油田，生產(chǎn)層位為明化鎮(zhèn)組，儲(chǔ)層類型以特高孔、特高滲為主，平均孔隙度32.1%，平均滲透率2 366.7×10-3μm2，地層原油黏度17.1 mPa·s，為常規(guī)原油。BZ油田砂體形狀不規(guī)則、疊合面積小，儲(chǔ)量規(guī)模差異較大，開發(fā)早期在渤海并沒有成熟經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，針對(duì)此特點(diǎn)，通過(guò)早期單砂體水平井分層系布井，開發(fā)中期綜合調(diào)整提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度以及高含水期對(duì)井間剩余油挖潛，探索出適合該油田的高效開發(fā)模式。本文對(duì)BZ油田水平井開發(fā)模式進(jìn)行了評(píng)價(jià)，總結(jié)優(yōu)勢(shì)與不足，可為后續(xù)相似油田開發(fā)提供借鑒。

為合理評(píng)價(jià)BZ油田水平井開發(fā)效果，基于渤海油田最新水驅(qū)效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，本文對(duì)BZ油田水驅(qū)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)含水上升率和遞減率兩類關(guān)鍵水驅(qū)指標(biāo)評(píng)價(jià)過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化，提高了評(píng)價(jià)精度。

1 油田開發(fā)模式

1.1 開發(fā)早期單砂體水平井布井

BZ油田單砂體疊合面積小且形態(tài)不規(guī)則，儲(chǔ)量規(guī)模差異較大，因此，開發(fā)早期在渤海河流相油田中首次采用水平井單砂體分層系布井模式。井網(wǎng)類型主要為水平井平行井網(wǎng)和水平井交錯(cuò)井網(wǎng)，水平井應(yīng)用比例達(dá)70%以上；對(duì)于砂體疊置較好區(qū)域采用定向井開發(fā)，形成定向井與水平井聯(lián)合井網(wǎng)。水平井布井技術(shù)界限如下：布井區(qū)砂體厚平均7.8 m，井控儲(chǔ)量60×104m3左右，注采比1：2，注采井距300~500 m，水平段長(zhǎng)300~450 m；注采對(duì)應(yīng)率大于80%，水驅(qū)儲(chǔ)量控制程度大于80%；過(guò)渡帶附近部署水平生產(chǎn)井油柱高度下限為5.0 m。井網(wǎng)優(yōu)化過(guò)程中，充分考慮河道展布特征[1–3]，依據(jù)“垂向驅(qū)油”理論布井技術(shù)[4–6]，即垂直河道方向或逆河道方向形成注采井網(wǎng)。實(shí)踐證明，該布井方式能減緩采油井的見水時(shí)間，其中，A16H井無(wú)水采油期最長(zhǎng)達(dá)到558 d。

1.2 實(shí)施精細(xì)注水

由于水源井出砂及鉆井作業(yè)造成注水時(shí)率較低問(wèn)題，開發(fā)早期BZ油田整體欠注，截至2012年底，油田累計(jì)注采比為0.87，地層壓力較原始地層壓力下降1.67 MPa。2013年后，BZ油田通過(guò)多手段逐步恢復(fù)地層壓力：通過(guò)開展多段注水井分層調(diào)配，保證分層注水需求；增打注水井6口以及油井轉(zhuǎn)注5口，提高注采比。加強(qiáng)注水后，BZ油田地層能量虧空問(wèn)題得到根本解決，地層壓力年恢復(fù)速度為0.1~0.3 MPa。

在加強(qiáng)注水基礎(chǔ)上，不斷進(jìn)行水驅(qū)調(diào)整，實(shí)施精細(xì)注水。基于儲(chǔ)層構(gòu)型認(rèn)識(shí)，結(jié)合流場(chǎng)理論，開展精細(xì)流線模擬，通過(guò)流場(chǎng)調(diào)控[7–11]手段指導(dǎo)注水井分配系數(shù)優(yōu)化新思路，即基于流場(chǎng)分布認(rèn)識(shí)，計(jì)算得到井組內(nèi)注水井注水貢獻(xiàn)比例（注水分配系數(shù)），對(duì)注水井分配系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。相對(duì)于常規(guī)方法，該方法考慮了儲(chǔ)層非均值性，結(jié)果更加準(zhǔn)確。通過(guò)優(yōu)化注水的實(shí)施，BZ油田自然遞減率逐年減緩，水驅(qū)效果持續(xù)改善，油田連續(xù)8年實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)油在100×104m3以上。

1.3 提高油田儲(chǔ)量動(dòng)用程度

BZ油田自2009年投產(chǎn)以來(lái)，水平井單砂體井網(wǎng)一次成型布井開發(fā)模式取得了成效，但也存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)為主力砂體局部注采不完善，還存在非主力砂體在總體開發(fā)階段（ODP）階段未動(dòng)用。為進(jìn)一步提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度，完善注采井網(wǎng)，2014年提出綜合調(diào)整方案，調(diào)整方案基于單砂體開展，井型仍采用水平井，新增1座平臺(tái)，共實(shí)施調(diào)整井20口。調(diào)整后油田井網(wǎng)控制剩余油動(dòng)用程度提高到88%，調(diào)整井產(chǎn)能全部達(dá)到ODP設(shè)計(jì)，采收率提高2.6%（圖1）。

圖1 BZ油田綜合調(diào)整前后采出程度與含水率關(guān)系曲線

1.4 高含水期剩余油挖潛與高含水井治理

目前，BZ油田進(jìn)入高含水開發(fā)階段，平面水驅(qū)不均，剩余油分布規(guī)律復(fù)雜，精細(xì)認(rèn)識(shí)難度大。通過(guò)利用地震屬性融合和沉積過(guò)程約束對(duì)單砂體進(jìn)行刻畫，并從成因上對(duì)隔夾層空間展布規(guī)律和范圍進(jìn)行識(shí)別，有效提高了儲(chǔ)層研究精度，并在此基礎(chǔ)上提出3種剩余油控制模式，即井網(wǎng)控制、構(gòu)型控制和隔夾層控制模式。2017年開展了井間剩余油挖潛試驗(yàn)，共實(shí)施8口調(diào)整井，鉆后儲(chǔ)層及水淹認(rèn)識(shí)與鉆前預(yù)測(cè)基本一致，預(yù)計(jì)采收率提高1.1%。以B26井為例，構(gòu)型前認(rèn)為B26井區(qū)受A9井注水影響，水淹較嚴(yán)重，剩余油不富集；構(gòu)型研究后認(rèn)為A9井與B26井區(qū)間注采存在構(gòu)型單元邊界遮擋，B26井區(qū)剩余油較富集。基于儲(chǔ)層新認(rèn)識(shí)，2017年新增B26井挖潛井間剩余油，該井水淹符合程度達(dá)到85%。

海上油田水平井找水、堵水實(shí)施難度大，費(fèi)用高昂，對(duì)高含水井治理手段有限。2016年在BZ油田首次開展了海上中輕質(zhì)油水平井納米微球調(diào)驅(qū)試驗(yàn)，典型砂體調(diào)驅(qū)后含水率下降4%，日增油40 m3，砂體自然遞減率下降8.6%，達(dá)到預(yù)期效果。調(diào)驅(qū)試驗(yàn)成功，為海上高含水水平井綜合治理提供了依據(jù)。

2 水驅(qū)效果評(píng)價(jià)

水驅(qū)效果評(píng)價(jià)貫穿于注水油田開發(fā)的全過(guò)程，正確、客觀、科學(xué)地綜合評(píng)價(jià)油田注水開發(fā)效果是油田進(jìn)行開發(fā)調(diào)整以及高效挖潛的基礎(chǔ)[12–13]。含水上升率和遞減率是評(píng)價(jià)水驅(qū)效果的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，根據(jù)蘇彥春等[14]海上油田水驅(qū)效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，本文對(duì)上述兩個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化，使其評(píng)價(jià)結(jié)果更加合理。

2.1 含水上升率評(píng)價(jià)

2.1.1 理論含水率、理論含水上升率的確定

根據(jù)分流量方程計(jì)算理論含水率：

基于相對(duì)滲透率曲線，利用下式計(jì)算地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度：

根據(jù)下式計(jì)算校正理論含水上升率：

由于分流量方程法存在出口端與平均含水飽和度相等的假設(shè)，因此需進(jìn)行相應(yīng)的校正，而該校正系數(shù)又基于冪函數(shù)形式的相對(duì)滲透率曲線，故此時(shí)應(yīng)先將相對(duì)滲透率曲線處理成冪函數(shù)形式，計(jì)算出相應(yīng)校正系數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)含水上升率的校正：

其中

2.1.2 實(shí)際含水率、實(shí)際含水上升率的確定

實(shí)際含水率數(shù)據(jù)有一定的波動(dòng)性，為此需要篩選典型數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行含水上升率的計(jì)算。參考含水率與采出程度理論關(guān)系曲線的走勢(shì)，篩選實(shí)際含水率數(shù)據(jù)點(diǎn)，并且選取的數(shù)據(jù)點(diǎn)具有一定的代表性，能夠反映該微小階段內(nèi)含水率的平均水平，要具有一定的連續(xù)性，能夠反映該階段的含水上升趨勢(shì)和上升速度，然后根據(jù)式（3）計(jì)算含水上升率.

BZ油田在產(chǎn)能建設(shè)階段，由于注水井投注較晚、采油速度較高，投產(chǎn)初期實(shí)際含水上升率遠(yuǎn)大于理論含水上升率；全部批次井投產(chǎn)后，實(shí)際含水上升率稍大于理論含水上升率；在綜合調(diào)整階段，井網(wǎng)基本完善，并且開展優(yōu)化注水工作有效控制油田含水上升率及遞減率，實(shí)際含水上升率接近理論含水上升率，目前基本與理論值保持一致（圖2）。

圖2 BZ油田含水上升率隨含水率變化曲線

根據(jù)含水上升率評(píng)價(jià)系數(shù)：

計(jì)算得到BZ油田目前含水上升率評(píng)價(jià)系數(shù)約為0.96，根據(jù)表1評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，該含水上升率指標(biāo)為一類水平。

表1 含水上升率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 遞減率評(píng)價(jià)

2.2.1 理論遞減率的確定

目前對(duì)遞減率的研究都是在Arps遞減規(guī)律研究基礎(chǔ)上進(jìn)行的，研究成果都與時(shí)間關(guān)聯(lián)，不能體現(xiàn)老井產(chǎn)量遞減的產(chǎn)液量和含水上升率這兩個(gè)因素對(duì)遞減的影響，無(wú)法表征渤海油田不同開發(fā)階段的理論遞減規(guī)律，也不能滿足油田不同開發(fā)階段開發(fā)效果評(píng)價(jià)的需要。基于相滲曲線及分流量方程，結(jié)合油田實(shí)際生產(chǎn)條件，采用定液量條件下的理論遞減率公式：

當(dāng)目前含水階段產(chǎn)液量較穩(wěn)定時(shí)，該階段就為定液量生產(chǎn)，根據(jù)式（7）可計(jì)算求取理論產(chǎn)量遞減率，求取方法見理論含水上升率確定部分。

2.2.2 階段實(shí)際遞減率的確定

階段實(shí)際遞減率采取指數(shù)方法求取：

選取BZ油田2017年生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行遞減率分析，計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 BZ油田遞減率分析數(shù)據(jù)

根據(jù)遞減率評(píng)價(jià)系數(shù)：

計(jì)算得到BZ油田目前遞減率評(píng)價(jià)系數(shù)約為0.81，根據(jù)表3評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，該自然遞減率指標(biāo)為一類水平。

表3 遞減率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）系統(tǒng)總結(jié)了渤海首個(gè)河流相水平井開發(fā)的BZ油田不同開發(fā)階段的開發(fā)模式與策略：即早期單砂體水平井分層系布井、開發(fā)中期綜合調(diào)整提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度以及高含水期井網(wǎng)內(nèi)部剩余油挖潛。

（2）根據(jù)渤海油田水驅(qū)指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)含水上升率和遞減率這兩類關(guān)鍵水驅(qū)指標(biāo)評(píng)價(jià)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，提高了選值的合理性，并將得到的結(jié)果應(yīng)用于BZ油田，其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)均為一類水平。

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Horizontal well development modes and water flooding effect evaluation of BZ fluvial facies oilfield in Bohai sea

SUN Guangyi, CHANG Huijiang, ZHAI Shangqi, ZHANG Yanhui, LEI Yuan

(Bohai Oilfield Research Institute, Tianjin Company of CNOOC (China) Co., Ltd., Tianjin 300459, China)

BZ oilfield in the Bohai sea is a medium-sized conventional fluvial facies oilfield, which characterized by irregular shape of single sand body, big differences on reserves scale, rapid lateral change of reservoirs, and multiphase mutual superimposed characteristics of channel sand bodies in vertical direction. In view of the characteristics mentioned above,an efficient development mode and strategy suitable for the oilfield are explored. In the early stage, layered well spacing of single sand body with horizontal wells was adopted. In the middle development stage, potential tapping of untapped reserves with horizontal wells was adopted. In high water cut stage, potential tapping of residual oil inside well pattern based on reservoir configuration was adopted. The horizontal well development mode of BZ oilfield has realized stable production for many years, and the water flooding development index has kept good. According to the evaluation criteria of water flooding indexes in Bohai oilfield, the evaluation process of two key water flooding indexes, namely the rise rate and decline rate of water cut, was optimized. The obtained results were applied to BZ oilfield and the evaluation criteria are all of the same standard.

Bohai BZ oilfield; fluvial facies oilfield; horizontal well; development mode; water flooding effect evaluation

1673–8217（2019）02–0068–05

TE341

A

2018–06–28

孫廣義，工程師，1985年生，2011年畢業(yè)于東北石油大學(xué)油氣田開發(fā)專業(yè)，現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)工程工作。

“十三五”國(guó)家科技重大專項(xiàng)“渤海油田加密整及提高采收率油藏工程技術(shù)示范”（2016ZX05058001）。

編輯：黃生娣