底水油藏水平井出水位置識別方法

孫彥春，王群會，張 雷，劉薇薇，王春紅

(中油冀東油田分公司，河北 唐山 063004)

引 言

底水油藏水平井見水后主要采用提液、堵水、側鉆等治理措施，然而難以準確識別出水位置。國內外文獻對水平井水淹模式判斷的研究[1-2]較多，而對水平段出水位置研究較少。周代余等根據水平井實際生產情況，提出線狀見水整體水淹、點狀見水整體水淹、點狀見水局部水淹[3-5]等3種水淹模式，對水平井生產起到重要的指導作用。姜漢橋等提出利用動態數據判斷出水位置的方法。然而，動態數據是多因素的綜合產物，利用其判斷水平井出水位置易出現多解性，可操作性較小[6-7]。通過開展水平段滲透率分布特征研究，研究不同滲透率分布下油井的出水規律及動態響應特征，建立基于水平段滲透率分布特征的出水位置判別方法，對解決水平井生產面臨的實際問題具有重要的現實意義。

1 水平段滲透率場分布特征研究

通過對實際井資料的分析，將水平井水平段滲透率場歸納為均質型、兩段型及多段型3類。

1.1 均質型水平井滲透率場分布特征

該類水平井一般位于儲層物性、連續性較好的分支河道內，電性曲線相對穩定，呈臺階狀，儲層橫向變化小。滲透率特征呈現典型的“一”字型，儲層滲透率為100×10-3～2 000×10-3μm2，平均滲透率為500 ×10-3μm2。

1.2 兩段型水平井滲透率場分布特征

該類水平井一般位于河道邊部，測井曲線為階梯狀，儲層橫向存在變化。從水平段滲透率分布特征看，一般存在較明顯的高滲透段和低滲透段。該類水平井跟部發育高滲段，長度為150 m，儲層滲透率為2 000×10-3～8 000×10-3μm2，平均值為3 800×10-3μm2;油井趾部發育低滲透段，長度為50 m，儲層滲透率為100×10-3～2 000×10-3μm2，平均值為 800 × 10-3μm2。從冀東油田生產井資料看，高滲透段長度與低滲透段長度之比為0.3～0.7，高滲透段與低滲透段極差為2～10。

1.3 多段型水平井滲透率場分布特征

該類水平井一般鉆遇多條分支河道，測井曲線呈跳躍狀，儲層橫向變化快。從水平段滲透率分布特征看，存在多個滲透率組合段，高滲透率段一般發育河道沉積微相，低滲透率段一般發育河道間沉積微相。該類水平井共存在5個高滲透段及3個低滲透段，其中，高滲透段累計長度為120 m，儲層滲透率為5 000×10-3～8 000×10-3μm2，平均為6 300×10-3μm2;低滲透段長度為80 m，儲層滲透率為 500×10-3～1 500×10-3μm2，平均為900 ×10-3μm2。

2 不同類型水平井出水位置動態響應研究

利用Eclipse分別建立3類水平井滲透率分布模式的數值模擬模型，模型的地質油藏參數、相對滲透率曲線、PVT數據、DST數據等均來自油田實際資料。

2.1 均值型水平段出水位置研究

數值模擬研究結果表明，均值型水平井見水后，水平段整體水淹、全井段見水，且隨著油井周圍含油飽和度降低含水快速上升[8]。從動態特征曲線看，均值型水平段含水率曲線具有“兩穩一周期”特征(圖1)。“兩穩”，即水平井含水率曲線存在2個相對穩定段，無水采油期階段和高含水階段;“一周期”，即含水率二次導數曲線存在一組明顯正弦波特征，對應水平井見水階段。均值型水平井含水率二次導數曲線周期等于1，油井見水后全井段水淹。

圖1 均值型水平段含水率與含水率二次導數曲線

2.2 兩段型水平段出水位置研究

該型水平井出水位置見水規律為:油井初始見水時，高滲透段先見水，低滲透段未水淹;隨著油井含水上升，高滲段水淹比例逐步上升，直至油井高含水，高滲透層為主要產水層。由圖2模擬結果可知，兩段型水平井見水動態特征具有“三穩二周期”特征。

以上研究結果表明，兩段型水平井不同含水時期見水位置識別依據為:當油井含水率二次導數曲線出現第1個周期時，出水位置位于滲透率較高的井段;當含水率二次導數出現第2個周期，水平段全井段見水。

圖2 兩段型水平段含水率與含水率二次導數曲線

2.3 多段型水平段出水位置研究

多段型水平井見水規律與兩段型相似。研究表明:當水平段高滲透段等于N時，含水率二次導數曲線的周期等于N+1，含水上升曲線穩定段的個數等于N+2;含水率二次導數曲線中，N個周期分別為N個高滲透段見水導致，最后N+1個周期為跟部見水特征。當N=2時，水平井動態特征曲線如圖3所示。

圖3 多段型水平井含水率與含水率二次導數曲線(2個高滲段)

動態法適用于水平井特高含水期，油井不再出現含水上升率增大階段，可判別高含水時期油井見水位置。然而實際情況下，分析油井見水位置對于中低含水期水平井更為重要，這時若僅依靠動態法，則無法解決水平井見水問題。如當油井處于低含水階段，出現1個周期，可解釋為水平段整體見水，也可解釋為局部高滲透段見水。而滲透率特征法通過地質信息對見水位置的約束，當油井低含水階段出現1個周期，均質型水平井判斷為整體見水，兩段或多段型水平井判斷為高滲透段見水。

3 應用實例

南堡油田D井是一口位于過渡帶的典型井，油柱高度為16 m，水平井段長290 m。2013年初，該井含水突破98%，日產油為2 m3/d。從該井水平段滲透率分布特征來看，D井屬于多段型水平井，中前部發育3個高滲透段，滲透率為2 000×10-3～6 000 ×10-3μm2，平均值為3 500 ×10-3μm2，含水率二次導數曲線具有“二周期”特征(圖4、5)。

圖4 南堡油田D井水平段滲透率分布

圖5 南堡油田D井含水率二次導數曲線

利用姜漢橋動態法和提出的新方法，對D井見水位置進行研究。姜漢橋動態法研究表明:油井含水率導數出現2個峰值，判斷D井全井段見水，后續措施潛力小。依據新方法，該井仍屬于局部見水階段，出水位置為跟部2個高滲透段。利用氧活化對該井進行找水作業，測試結果見表1。

表1 南堡D井氧活化找水結果

可以看出，水平段跟部前2個高滲透段見水，中后部仍屬于未水淹段，與研究結果一致。通過對D井水平段見水位置的研究，為該井下步措施奠定了基礎。

4 結論及建議

(1)基于水平井實鉆資料提出3種水平段滲透率分布模式，分別研究了不同滲透率分布模式下的水淹動態特征，建立了基于滲透率特征的出水位置判別方法。

(2)以冀東D井出水位置識別為例，新方法識別見水位置與氧活化找水測試結果一致，進一步證實了該方法的實用性及可靠性。

(3)水平井投產前，可根據水平段滲透率分布特征，提前采用控制級差完井、分段射孔、優化工作制度等方法控制水平段水淹，從而延長無水產油期，提高水平井整體開發效益。

[1]周代余，江同文，馮積累，等.底水油藏水平井水淹動態和水淹模式研究[J]. 石油學報，2004，25(6):73-76.

[2]左松林.曲流河點壩砂體水平井部署方法[J].大慶石油地質與開發，2011，30(1):70-74.

[3]李立峰，岳湘安，李良川，等.底水油藏水平井開發水脊規律研究[J].油氣地質與采收率，2013，20(1):89-91，95.

[4]鄭俊德，高朝陽，石成方，等.水平井水淹機理數值模擬研究[J]. 石油學報，2006，27(5):99-103.

[5]王嘉淮，劉延強，楊振杰，等.水平井出水機理研究進展[J]. 特種油氣藏，2010，17(1):6-11.

[6]尹俊祿，趙丁楠，東甲山，等.底水油藏水平井水淹規律影響因素[J]. 油氣地質與采收率，2012，19(4):90-92.

[7]孔令維.水平井深抽配套工藝技術[J].大慶石油地質與開發，2011，30(3):135-138.