胡状集油田特高含水油藏剩余油水驱技术宫红茹;唐顺卿;胡志成【摘要】为对特高含水油藏深度挖潜,解决特高含水油藏层间矛盾和平面矛盾,提出了斜交夹层的识别方法,总结了斜交夹层下不同韵律层的水淹模式,研究了剩余油分布状况,并制定了相应的挖潜对策.同时,基于流线分布得出了微观过水倍数计算方法,根据计算结果可以通过改变水驱方向解决平面矛盾,增大水驱波及体积,挖潜平面剩余油.该方法在胡状集油田取得较好应用效果,证实了扇三角洲沉积存在斜交夹层,对剩余油形成和分布具有明显控制作用,过水倍数计算结果可从微观上表示水驱波及范围和强度.研究结果表明,斜交韵律层剩余油主要分布在2个夹层的上部,且逆向注水的波及系数和采收率略大于顺向注水,过水倍数是影响驱油效率和采收率的重要因素,过水倍数越大,水驱效果越好.胡状集油田斜交夹层剩余油研究和过水倍数计算方法的推导,为特高含水油藏挖潜提供了一种新的技术方法.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2018(046)005【总页数】7页(P95-101)【关键词】特高含水油藏;斜交夹层;过水倍数;挖潜技术;胡状集油田【作者】宫红茹;唐顺卿;胡志成【作者单位】中国石化中原油田分公司濮东采油厂,河南濮阳457001;中国石化中原油田分公司濮东采油厂,河南濮阳457001;中国石化中原油田分公司濮东采油厂,河南濮阳457001【正文语种】中文【中图分类】TE341目前，国内特高含水油藏开发存在储层控制程度低、稳产难度大等问题有待解决:1)层间、层内矛盾突出；2)平面剩余油零散；3)受井况及历史注采调整等因素影响，局部注采井网不完善，储量控制程度低[1_4]。
针对这3个问题，进行韵律层识别、水淹模式分析对剩余油挖潜显得尤为重要。
在韵律层识别研究方面，研究人员对垂向叠加沉积体间平行层面的夹层进行了大量研究工作[5_12]，但对扇三角洲沉积是否存在斜交夹层尚无定论，也没有开展实质性的研究工作。
此外，水驱油藏一般采用注水倍数定量评价平面水驱强度，但该方法并不适用于非均质油藏，不能具体描述油藏内部各点的水驱状况。
笔者针对扇三角洲沉积下的斜交夹层进行系统研究，分析其水淹模式，验证了不同韵律层水线突进方式，并研究剩余油分布状况，制定了相应的挖潜对策；同时利用过水倍数定量评价平面水淹强度，根据过水倍数的计算结果分析井间主流线方向及水驱强度，采取合理措施改变水驱方向，以解决平面矛盾，增大水驱波及体积，挖潜平面剩余油。
1 斜交夹层韵律层剩余油水驱技术1.1 斜交夹层韵律层识别胡状集油田扇三角洲前缘相发育的韵律层为正韵律、反韵律和复合韵律。
通过研究胡状集油田的韵律层和注水开发情况发现，扇三角洲沉积存在斜交夹层，斜交夹层能封堵较多的剩余油，并形成剩余油富集区[13]。
斜交夹层类似于交错层理，它由一系列斜交于层系界面的夹层组成，受扇三角洲沉积环境中的水流等沉积介质的流动控制，在陡坡加积作用一侧形成了由一系列夹层组成的斜交层面的韵律层。
如图1所示，即便在井距较小的情况下，由于扇三角洲前缘的前积作用，砂体存在倾斜叠置。
若忽视前积倾角的岩性地层对比，不可能预测死油区，因此结合扇三角洲前积结构特点，采用前积式对比，不仅使砂体对应关系更明确，更能体现井间差异，并可预测含油层的分布状况。
这种前积式对比实际上更能体现地下地质体的沉积成因与叠加规律，对比结果对实际生产的指导作用更为明显。
胡状集油田斜交韵律层的沉积特征具有如下特点：斜交夹层主要分布在河道顶、侧面及河道分岔地带，沉积微相为河道侧翼与河口坝，以河口坝为主，具有分布范围大、分布零散的特点。
图1 扇三角洲沉积环境中河道前积几何形态的叠瓦式对比Fig.1 The tile-type contrast of the geometry of the river front in the fan delta sedimentary environment1.2 斜交夹层韵律层剩余油分布根据数值模拟结果，按照斜交夹层所处位置、油水井射开井段和注采井网组合的不同,针对夹层处于油水井间、夹层靠近注水井和夹层靠近油井3种夹层类型，分为油水井全部射孔、油井只射开底部、注水井只射开底部和油水井均射开底部等4种射孔方式及顺夹层(即顺向)注水和逆夹层(即逆向)注水等2种注水方式，共提出24个方案，其剩余油分布情况如图2、图3所示。
从图2可以看出，一个斜交夹层在注水井上、另一个斜交夹层在井间和注水井顺向注水条件下，当油水井全射开时，剩余油主要富集在井间斜交夹层遮挡的上部；当注水井全射开、油井只射开底部时，剩余油主要富集在顶部未补孔处；当油井全射开、注水井只射开底部时，剩余油主要富集在2个斜交夹层遮挡处；当油水井都仅射开底部时，剩余油主要富集在斜交夹层上部。
2个斜交夹层均在井间、注水井顺向注水条件下，当油水井全射开时，剩余油主要富集在井间斜交夹层和注水井斜交夹层遮挡的上部；当注水井全射开、油井只射开底部时，剩余油主要富集在顶部未补孔处；当油井全射开、注水井只射开底部时，剩余油主要富集在2个斜交夹层遮挡的水驱未波及处；当油水井都仅射开底部时，剩余油主要富集在斜交夹层上部。
一个斜交夹层在油井上、另一个斜交夹层在井间和注水井顺向注水条件下，当油水井全射开时，剩余油主要富集在油井斜交夹层遮挡的上部；当注水井全射开、油井只射开底部时，剩余油主要富集在顶部未补孔处；当油井全射开、注水井只射开底部时，剩余油主要富集在2个斜交夹层遮挡的水驱未波及处；当油水井都仅射开底部时，剩余油主要富集在2个斜交夹层上部。
图2 含水率为98%时顺向注水模型剩余油饱和度分布Fig.2 Distribution of residual oil saturation in the forward water injection model with water content of 98%图3 含水率为98%时逆向注水模型剩余油饱和度分布Fig.3 Distribution of residual oil saturation in the reverse water injection model with water content of 98%从图3可以看出，一个斜交夹层在油井上、另一个斜交夹层在井间和注水井逆向注水条件下，当油水井全部射开时，剩余油主要富集在井间斜交夹层和油井斜交夹层遮挡处；当注水井全部射开、油井只射开底部时，剩余油主要富集在井间斜交夹层和油井斜交夹层遮挡处的底部；当油井全部射开、注水井只射开底部时，剩余油主要富集在2个斜交夹层遮挡的水驱未波及区域；当油水井都仅射开底部时，剩余油主要富集在未射孔和未水驱波及的夹层顶部。
2个斜交夹层均在井间、注水井逆向注水条件下，当油水井全部射开时，剩余油主要富集在井间斜交夹层和水井斜交夹层遮挡处；当注水井全射开、油井只射开底部时，剩余油主要富集2个夹层遮挡处和油井顶部未补孔处；当油井全射开、注水井只射开底部时，剩余油主要富集在2个斜交夹层遮挡的水驱未波及处；当油水井都仅射开底部时，剩余油主要富集在斜交夹层上部和未动用处。
一个斜交夹层在注水井上、另一个斜交夹层在井间和注水井逆向注水条件下，当油水井全射开时，剩余油主要富集在水井斜交夹层遮挡的上部和井间斜交夹层遮挡的上部；当注水井全射开、油井只射开底部时，剩余油主要富集在注水井斜交夹层遮挡处和油井顶部未补孔处；当油井全射开、注水井只射开底部时，剩余油主要富集在2个斜交夹层遮挡处；当油水井都仅射开底部时，剩余油主要富集在斜交夹层上部和未动用处。
1.3 斜交夹层韵律层剩余油挖潜技术斜交夹层的剩余油挖潜是在对韵律层识别的基础上进行的，可采取以下措施对斜交夹层进行剩余油挖潜：1) 注入水仅波及河道砂体的中下部,可动剩余油大多滞留在被斜夹层遮挡、注入水未能波及到的储层中上部。
通过对高渗层采取堵水、调剖等措施实现顶部剩余油的挖潜，或采取压裂、酸化措施改善顶部低渗透层的物性。
2) 斜交夹层的延伸方向与注采井网组合形式对剩余油富集区的影响较大。
对比顺向注水和逆向注水的效果发现,逆向注水的波及系数和采收率略大于顺向注水的波及系数和采收率，尤其是在采油井钻遇夹层的情况下，是24个方案中剩余油相对较少的一个方案。
因此，垂直河道方向建立注采关系，可以提高井组连通率；加密井网和钻水平井都可以有效开采交错层理侧积体上部的剩余油。
3) 从注采井射孔方式看,存在斜交夹层情况下的注水井射孔方式对采收率的影响较大。
当注水井钻遇夹层、另一个夹层位于注采井之间时,油水井射开情况不同,剩余油所处的位置与含量也不同,其中,油井、注水井均只射开夹层上部的驱油效果较差,剩余油较多；而油井射开夹层上部、注水井全射开时的驱油效果较好。
2 平面剩余油水驱技术为提高平面剩余油描述的准确性，借用了过水倍数[14]这一水驱指标。
过水倍数是指多孔介质中单位孔隙体积内累积通过注入水的体积，数值上等于过水断面的无因次累计过水量。
它不仅刻画了水驱波及范围，还描述了波及范围内的水驱强度。
2.1 过水倍数与含水饱和度的关系假设岩心长度为L，截面积为A，孔隙度为φ，原始含水饱和度为Swi，设t时刻过水断面x处的饱和度为Swx，岩心出口端的含水饱和度为Swl，水驱前缘饱和度为Swf。
根据质量守恒方程，则有:Wi=Wz+Wp(1)式中：Wi为t时刻累计注水量，m3；Wz为未流经某过水断面的滞留量，m3；Wp为流经某过水断面的水量，m3。
所以，t时刻x处的累计过水量,即过水断面x处的过水倍数为:(2)式中：N(Swx)为过水断面x处的过水倍数；x为某过水断面的位置，m。
在过水断面x处的累计过水量为:Wp=Qfw(Sw)dt(3)式中：Q为注水速度，m3/d；Sw为含水饱和度；fw(Sw)为某一含水饱和度对应的含水率；T为累计注水时间，min；T0为注入水前缘达到x处所用的时间，min。
根据Buckley-Leverett方程：(4)积分得到：(5)式中：为某一过水断面的含水上升率。
将式(5)代入式(2)，并进行分部积分，得到x处的过水倍数：当t<T0时，N(Swx)=0。
含水率计算公式[15]为：(7)式中：a，b为常数；μw为水相黏度，mPa·s；μo为油相黏度，mPa·s。
对式(7)两边求导，得：(8)将式(8)代入式(5)，得到过水断面x处的过水倍数与含水饱和度的关系式：(9)将油田基础参数代入式(9)中，可求得在相同压力梯度下过水倍数与含水饱和度及剩余油饱和度之间的关系，结果见图4。
图4 过水倍数与含水饱和度的关系曲线Fig.4 Relationship between water flooding index and water saturation从图4可以看出，过水倍数越大，水驱剩余油饱和度越小，水驱效果就会越好。
