海上油田水聚干擾影響因素分析及礦場試驗研究

王 剛，劉 斌，王欣然，張國浩，張 偉

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459）

海上油田聚驅開發過程中，往往分批次轉注，短期內注水、注聚驅井網交叉情況不可避免，水聚交叉井網易造成水聚干擾現象。注入水與聚合物溶液在流動能力上有較大的差異，導致聚合物段塞與注入水在驅替過程中發生分子擴散和機械彌散的互溶驅替過程，這樣不僅加大了注水、注聚接觸帶上協調平面注采關系的難度，也使區塊的聚合物驅潛力不能得到有效發揮，從而影響聚驅效果。經調研文獻發現[1-9]，現更多地集中于對單獨水驅或者聚驅開發效果影響因素的分析及優化進行研究，而針對水聚同驅的研究相對較少，對水聚干擾的機理及其影響因素缺乏明確的認識。針對此問題，本文結合海上典型注聚油田地質油藏特征，利用數值模擬軟件開展水聚干擾機理及影響因素研究，并在此基礎上制定相應的調整策略，以達到改善聚驅開發效果。

1 水聚干擾機理

水聚干擾是在注水與注聚井共同驅替情況下，聚驅效果不能得到有效發揮的現象。為了分析水聚干擾機理，根據海上地質油藏參數，建立兩注兩采行列井網的特征模型。模型中I1、I2 為注入井，P1、P2 為采出井，通過改變注入井的注入類型對不同的開發方案進行對比（表1）。

表1 水聚干擾機理研究方案

單井注聚和水聚同驅都具有明顯的增油效果，但在相同聚合物用量條件下，單井注聚的增油量明顯大于水聚同驅的增油量，這說明注水井在一定程度上限制了聚驅效果的發揮（表2）。

表2 單井注聚和水聚同驅增油量結果 m3

對比單井聚驅和水聚同驅時P1 井含水率及日產油量（圖1），可以看出，單井聚驅和水聚同驅情況下，其含水率均呈現上升的趨勢，且含水率曲線均存在下降漏斗，單井聚驅時含水率上升幅度更大。兩種驅動方式下，其日產油量均降低，且水聚同驅時下降幅度更大。從單獨聚驅和水聚同驅時聚合物波及系數示意圖（圖2），可以看出，單獨聚驅時聚合物具有更大的波及體積，水聚同驅時由于注水井的作用，聚驅的波及體積被壓縮，且接觸帶附近的聚合物被注入水稀釋，黏度降低，降低水油流度比的作用被減弱，因此聚驅受效井增油量減少。

圖1 單井聚驅和水聚同驅時P1 井含水率、日產油量

圖2 單獨聚驅和水聚同驅時聚合物波及系數示意圖

2 水聚干擾影響因素分析

2.1 儲層韻律性

分別設置正韻律（滲透率為500×10-3，1 000×10-3，1 500×10-3μm2）、反韻律（滲透率為1 500×10-3，1 000×10-3，500×10-3μm2）和復合韻律（滲透率為1 000×10-3，1 500×10-3，500×10-3μ m2）三種儲層，總結不同儲層韻律條件下水聚干擾程度的強弱。根據不同的儲層韻律性設置，分別得到單井聚驅和水聚同驅情況下的聚驅增油量，進而得到水聚干擾影響程度（表3）。從表3 可以看出，單井注聚和水聚同驅的增油量關系均是正韻律儲層最大，其次是復合韻律儲層，最后是反韻律儲層。這說明水聚干擾程度的強弱受儲層韻律性影響明顯，水聚干擾影響程度依次正韻律儲層、復合韻律儲層，反韻律儲層，同時說明正韻律儲層更有利于聚驅效果的發揮。

表3 不同的儲層韻律水聚干擾影響程度

2.2 儲層有效厚度

設置不同的儲層有效厚度，總結不同的厚度條件下水聚干擾程度的強弱，結果如表4 所示。從表4 可以看出，儲層有效厚度對水聚干擾影響程度影響明顯，隨著儲層厚度的增加，水聚干擾影響程度逐漸增強。這是因為儲層有效厚度增加，水聚接觸面積就會增大，導致水驅和聚驅互溶驅替現象更加嚴重。

2.3 儲層滲透率

設置不同的儲層滲透率，總結不同的滲透率條件下水聚干擾程度的強弱，結果如表5 所示。從表5 可以看出，隨著滲透率的增大，單井注聚的增油量逐漸增加，水聚同驅的增油量遞增后出現下降趨勢。這是因為隨著滲透率的增加，水聚之間的竄流作用增加，水驅與聚驅的互溶稀釋作用增強，從而增大了水聚干擾影響程度。

表4 不同的儲層有效厚度水聚干擾影響程度

表5 不同的儲層滲透率水聚干擾影響程度

2.4 儲層非均質性

設置儲層滲透率級差分別為1，3，4，9，19，總結不同儲層非均質性條件下水聚干擾程度的強弱。根據不同的儲層滲透率級差設置，分別得到單獨聚驅和水聚同驅情況下的聚驅增油效果，同時得到水聚干擾對聚驅效果的影響程度，結果如表6 所示。從表6 可以看出，隨著滲透率級差的增大，儲層非均質性增強，聚驅增油量及水聚干擾程度沒有明顯的規律可循。

2.5 開發動態參數

開發動態參數主要包括注入井井距、注水強度、注聚濃度、注聚時機等。

2.5.1 注入井井距

設置注入井井距分別為80，120，160，200，240 m，總結不同井距條件水聚干擾程度（表7）。從表7可以看出，隨著注入井井距的增加，水聚干擾的影響程度逐漸降低。因此，在油田加密調整過程中應避免水聚同驅。

2.5.2 注水強度

保持注聚井的注入量及注聚濃度不變，注水強度分別取10，20，30，40，50 m3/d 進行模擬，得到單獨注聚和水聚同驅時的增油量及水聚干擾程度（表8）。從表8 可以看出，隨著注水強度的增大，水聚同驅增油量明顯降低，水聚干擾對聚驅效果的影響程度逐漸增強。這是因為增大注水強度，會限制聚驅波及體積，增強水聚之間的互溶驅替現象。為提高后續聚驅開發效果，可以采取適當降低注水強度的方法。

2.5.3 注聚濃度

設置聚合物的注入濃度分別為1 500，1 750，2 000，2 250，2 500 mg/L-1，總結不同的注聚濃度條件下水聚干擾程度的強弱（表9）。從表9 可以看出，隨著注聚濃度的增大，單井注聚和水聚同驅的增油量都有明顯的增加，但水聚干擾對聚驅效果的影響程度逐漸減弱。因此，可以考慮適當增加注聚濃度來減弱水聚干擾的影響程度。

表6 不同的滲透率級差水聚干擾影響程度

表7 不同的注入井井距水聚干擾程度

表8 不同的注水強度水聚干擾影響程度

表9 不同的注聚濃度水聚干擾影響程度

2.5.4 注聚時機

分別設置不同的注聚時機，即分別設置含水率為40%，50%，60%，70%，80%時開始注聚，總結不同的含水率水聚干擾程度的強弱（表10）。從表10可以看出，在不同的注聚時機，單井注聚和水聚同驅均會導致水聚干擾，但水聚干擾的影響程度無明顯變化特征。

3 礦場應用

針對海上S 油田可能出現的水聚干擾區域，開展了聚驅優化措施。

3.1 注水井提前實施注聚，完善注聚井網

注水井X1 井于2011 年開始實施注聚，同井組注水井X2 井實施注水不注聚。該區儲層厚度較大，非均質性較強。X1 井注聚后，對應的直接受效油井A 井含水下降6%，日增油10.0 m3，間接受效油井B井含水未發生變化。針對此情況，對X2 井開始實施注聚，其周邊受效井A、B 井含水均下降10%，日增油25.0 m3，C 井開始有所見效，含水上升速度減緩。截至目前，該區塊較水聚干擾時增油2.2×104m3。由此可見，針對儲層厚度較大、非均質較強的區塊，可提前實施注聚，完善注聚井網，這樣有助于抑制水聚干擾。

3.2 優化注水強度，改善注聚效果

X3 井于2011 年開始實施注聚，同井組注水井X4 井實施注水不注聚。該區塊儲層厚度較小，非均質性較弱，但地層能量充足。由于水聚干擾的影響，部分油井表現為聚驅受效不明顯，含水變化不大的特征。2013 年，對注水井X4 井降低注水強度，其周邊受效油井均有不同程度的受效反應，含水平均下降5%，較水聚干擾時增油1.1×104m3。由此可見，降低注水井的注水強度，水聚干擾得到了一定地抑制，聚驅增油效果有所改善。

目前，S 油田注聚區已實施注聚井24 口，在分步實施過程中通過有效避免水聚干擾，油井的受益率達到86%，實現凈增油量482.0×104m3，提高采出程度5.1%。

表10 不同的注聚時機水聚干擾影響程度

4 結論

（1）儲層水聚干擾程度受儲層韻律性影響作用明顯，影響程度依次為正韻律儲層、復合韻律儲層、反韻律儲層；隨著儲層厚度、滲透率及注水強度的增加，儲層水聚干擾程度均增強；注采井井距越小，水聚干擾程度越強；不同注聚時機均會造成水聚干擾，影響聚驅增油效果。

（2）通過針對性優化注水井轉注聚順序及水聚注入強度，有效地控制了分批次轉注聚期間出現的水聚干擾，使油井受益率達到86%，實現凈增油482.0×104m3，提高采出程度5.1%，聚驅降水增油效果穩定。