陆9井区呼图壁河组油藏双层完井排水采油油层厚度下限研究.pdf

第 3 2 卷第4期 天 然 气 勘 探 与 开 发 陆 9井 区呼 图壁 河组油藏 双层 完 井排 水采油油层厚 度下 限研 究 彭得兵 唐海 吕栋梁 韩力2 王中武2 ( 1 西南石油大学2 中国石油新疆油田分公司陆梁作业区) 摘要底水锥进是导致薄层底水油藏开发效果差的主要原因， 双层完井排水采油技术可以解放油层生产潜 力。基于其原理并结合陆梁油 田陆 9 井区呼图壁河组 K 。 l l 2 油藏的储集层参数， 应用油藏数值模拟技术研究了理 想单井模型下有效排水采油油层厚度下限， 研究结果对类似油藏的开发具有一定的指导意义。图5 表 3 参 3 关键词薄层底水油藏双层完井排水采油油厚 比 0 引言 陆梁油田陆 9 井区呼图壁河组 K h ： 油藏为构 造幅度低、 渗透率高、 油水关系复杂的薄层底水油 藏 ， 具有底水分布范围广 、 油层厚度薄 、 油水层物性 和连通性好等特点 ( 表 1 ) ， 生产过程 中发生的底 水锥进降低了油藏的开发效果。 表 1 陆9井区呼图壁河组 K。 l l 2 。 油藏基本参数 双层完井排水采油技术 ( 图 1 ) 可以解决这一问 题， 其原理是： 油井同时钻穿含油区和底水层， 在油 区、 水区分开完井 ， 中间用封 隔器隔开 ， 油水界面以 上的原油从环空 中采出 ， 油水界面 以下 的水从油管 中采出。下部水区产生的压降可以平衡上部采油造 成的压降， 通过合理优化上、 下完井段的排液量， 使 油水界面成为一个油水分流面 ， 达到保持油水界面 平稳 的目的 J 。 基于双层完井排水采油技术 的原理， 通过对 K 1 h 。 油藏地质特征的认识， 建立了相应的理想单 井模型， 研究了油厚比( 油层有效厚度 与渗 透性砂 岩总厚度之比) 对排水采油动态的影响。 采油 采水 I ： ： 一 油层顶部 又 又 水层 一 沉 枷 图 1 双层完井排水采油技术示意图 1 油井产液与油厚 比关系确定 结合 K h ： 。 油藏初期 6 2口井投产 3个月的生 产资料， 选取有代表性的稳定值， 按构造分区进行比 较统计 ， 结果见表 2 。 表 2 K 。 h ： 油藏砂顶构造分区与初期投产井产液量对比表 由表中数据分析得到油厚比与日产液量之间存 在以下关系 ： 作者简介彭得兵。 男， 1 9 8 5年出生， 湖北仙桃人； 现为西南石油大学油气田开发工程在读硕士研究生， 主要从事油气藏工程研究。地址： ( 6 1 0 5 0 0 ) 四川省成都市新都区西南石油大学研究生部硕士2 0 0 7级 1 班。电话： ( 0 2 8 ) 8 3 0 3 3 8 9 5 。E m e i l ： p e n g d e b n g 1 6 3 t o m 4 g 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 天 然 气 勘 探 与 开 发 2 0 0 9年 1 0月出版 g l =1 5 3 1 3 b + 2 3 8 7 b-I- 1 3 4 2 4 ( R =1 ) 式中： q s 一油井日产液量， I n d ； 6 一油厚 比， 小数； 一 相关系数。 2 单井地质模型建立 基于K ， h ； 油藏基本参数( 表 1 ) ， 建立一个控制 半径为3 0 0 m 、 砂层厚度为 1 0 m的裸眼完井单井排水 采油地质模型。模型的平面网格步长为 5 m， 垂向网 格步长为 l m， 网格总数为 6 0 6 01 0= 3 6 0 0 0 。在网 格块( 3 0 ， 3 0 ) 设置两 口生产井 Q 和 Q ： ， 其中 Q 开 采油层段， Q 抽排下部底水。设计 7种不同的油厚 比： 0 2 、 0 3 、 O 4 、 o 5 0 6 、 o 7和 o 8 ， 按上述公式计 算出各自对应的日 产液量分别为 1 4 O m d 、 1 4 3 m d 、1 4 6 m 3 d 、 1 5 0 m3 d 、 1 5 4 r n 3 d 、 1 5 8 m3 d 和 1 6 3 m d ， 彼此之 间并无 太大差别。为方便模拟对 比分析， 假定 各种 油厚 比下 油层段 日产液 量均 为 1 5 0 m d ， 设 计 下 部 排 水 规 模 分 别 为 0 m。 d 、 1 5 0 m d 、 3 0 m d 、 4 5 m d和 6 0 m d共 3 5套方案。 模拟生产 1 8年 ， 各方案生产动态指标见表 3 。 3 油厚 比对排水 采油动态影响 不同排水规模和油厚 比对上部产油量 、 含水率、 下部产油量和采收率影响的动态模拟结果见表3 ( 4 表 3 排水规模和油厚 匕 对 生产 动态 指标 的影响 个指标随时间的变化关系均 以油厚比为 0 5的情况 为例) 。下面分别对这4 个指标进行分析。 ( 1 ) 排水规模和油厚比对上部产油量的影响 分析模拟结果( 图2 ) 可知： 不排水时， 产油量 前期迅速下降， 之后下降幅度不大； 排水规模一 定 ， 油厚 比从 0 2增 大到 0 8 ， 初期 产油量 迅速增 大； 当排水规模为( 3 0 6 0 ) m d时， 对于 b I 0 7 的厚油层 ， 初期产油量可增大到 1 5 m d ， 且油厚 比 5 0 越大， 达到该值所需要的排水量越小； 油厚比一 定， 随着排水规模的增大， 初期产油量也不断增大。 ( 2 ) 排水规模和油厚比对上部含水率的影响 分析模拟结果( 图3 ) 可知： 不排水时， b 0 5的地层， 其 初期含水率也超过 3 0 ； 对于 b0 6的地层 而言 ， 即使排 水量为 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第3 2卷第 4期 天 然 气 勘 探 与 开 发 1 5 m 3 d ， 其初期含水率也低于 3 0 ； 当排水规模 一 定时， 无论油厚 比多大 ， 随着生 产程度 的加深 ， 含 水率都会不断增大。 一油厚比0 5产渡排水量比1 5： 0 _ 卜一油庳 比0 5 产 液排水量 比1 5： 1 5 一油 厚 比0 5 产液捧 水量 比1 15： 3 0 - 一油厚比0 5 产液排水量比1 5： 4 5 _一油厚 比0 5 产液排水量比1 5： 6 0 l OC 8 0 主 6 o 、 一 将 蔷 抽4 0 20 2 0 0 2 2 0 0 4 2 0 0 6 2 0 0 8 2 Ol O 2 o 1 2 2 o1 4 2 0 1 8 2 o1 8 2 0 2 0 时 间 ( 年 ) 图2 不同排水规模对上部产油量影响动态图 一油 厚比0 5 产液排水 量 比1 5： 0 一油厚 比0 5 产敞 排水量 比1 ,5： 1 5 呻一油厚比0 5 产液排水量比1 ,5： 3 0 一 油厚 比0 5 产液排水 量 比1 5： 4 5 一油 庳 比0 5 产液排 水量 比1 5： ,5 0 图 3 不 同排水规模对上部 含水率影晌动态 图 ( 3 ) 排水规模和油厚 比对下部产油量 的影响 分析模拟结果( 图4 ) 可知： 根据油水界面不 形成锥进 ( 水锥或油锥 ) 的原则 ， 则下部不应 产油。 下部产油意味着排水规模过 大， 形成 了油锥。由表 中数据可知 ： 当油厚 比分别 为 0 8 、 0 7 , 0 6 、 0 5和 0 4时， 合理 排水 量应 分 别小 于 1 5 m3 d 、 3 0 m 。 d 、 3 0 m d 、 4 5 m d 和 6 O d ， 而 b 0 7的地层 而言 ， 排水 规模 达到 ( 3 06 0 ) m 。 d以后 ， 其排水过程实质上演变成 了强化采油过 程， 从保持地层驱动能量角度考虑， 排水规模过大不 利于油藏稳产。 ( 4 ) 排水规模和油厚比对采收率的影响 分析模拟结果( 图5 ) 可知： 不排水时， 无论油 厚比多大， 其采收率都比较低， 仅能达到 1 2 9 一 2 2 5 3 ； 排水规模一定， 油厚 比越大， 采收率越 大； 油厚比一定， 排水规模越大， 采收率也越大， 且增 长更为显著， 即排水规模对采收率的影响程度比油 厚比对采收率的影响程度要大； 以油藏能够达到 的合理采油速度 1 5 为标准， 则开发 1 8 年的采收 率为2 7 。根据这一标准， 则 b 0 4的地层， 其排 水规模应在 1 5 m 。 d以内， b O 4的地层， 其排水规 模应在 3 0 m d以内。 0 0 20 0 0 00 0 0 图4 不同排水规模对下部产油量影响动态图 6 0 4 0 3 0 、 一 番 菩 2 0 镁 l 0 0 图 5 不同排水规模对采收率影响动态图 4结论 ( 1 ) 排水只能使油水界面尽可能地保持平稳， 而不能从根本上抑制含水率的上升。 ( 2 ) 较之油厚 比对采收率的影响， 排水规模对 其影响更大 。 ( 3 ) 油厚比越小， 消锥需要的排水规模越大， 对 排水采油泵有一定的要求。故排水规模不应大于 6 0 m 。 d ， 则对应的油厚比不应低于0 4 。因此， 有效 排水采油油层厚度下 限为 4 m( 总砂层厚 l O m) 。 ( 4 ) 对于低幅度、 中高渗透、 薄层底水油藏的开发， 由于底水锥进的影响， 不能采用常规方法进行开采。 ( 5 ) 本文研究的双层完井排水采油技术能够有 效地改善开发效果， 对于类似陆梁薄层底水油藏的 51 0 0 0 5 0 5 1 l O 0 0 O 0 0 0 一 p ， E 舞 皿 枷 伽 p ， 1 ) =I舞 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m I _ _ _ 一 天 然 气 勘探 与 开 发2 0 0 9 年1 o 月 出 版 ( 上接第4 8页) ( 8 ) 注水周期 在周期注水初期， 裂缝中含水饱和度与基质含 水饱和度的差别大， 毛管力高， 渗吸量大， 停注期间 达到渗吸平衡点的时间短； 随间歇次数的增加， 渗吸 量逐渐减小 ， 停注期间达到渗 吸平衡点 的时间逐渐 延长。因此， 对于裂缝性砂岩油藏， 随开发时间的延 长， 注水和停注周期应逐渐延长。 4 结论与建议 ( 1 ) 周期注水提高采收率机理： 宏观上通过周 姗 I生地注水方式 ， 在油层中建立不稳定的压力降 ， 使 流体在地层中不断地重新分布， 使由于非均质造成 原来注入水未波及到 的低渗透层 和部位启动； 微观 上促进毛管渗吸作用， 使水将油从微细孔隙中驱替 出来， 提高注入水波及系数和洗油效率， 从而改善非 均质、 微裂缝低透透油藏水驱油效果 。 ( 2 ) 改向注水提高采收率机理： 改变层 内流体 的液流方向， 提高波及效率。 ( 3 ) 影响不稳定注水效果的主要因素是油层岩 石的润湿性、 储层非均质性、 油层内部水动力连通 性、 地层原油粘度、 各小层的不连通程度、 水滞留系 数、 周期注水时机、 注水周期等八方面因素。 ( 4 ) 针对特低渗透油田开发的实际情况， 建议 5 2 将具体油藏地质资料、 生产动态结合起来 ， 通过示踪 剂、 开发地震的方法研究剩余油分布规律， 确定不稳 定注水 的注水参数 ( 周期数 、 总注水量 、 周期方式 、 注水量以及注水压力等 ) 。 参考文献 1 沙尔巴托娃 层状非均质油层的周期注水开发 M 北 京： 石油工业出版社 ， 1 9 8 9 2 F F 克雷格 油田注水开发工程方法 M 北京： 石油工 业出版社 1 9 8 2 3 孟立新， 田云， 吴建文 多油层砂岩油藏特高含水期脉冲 注水效果分析 J 油气采收率技术， 2 0 0 0， 7 ( 4 ) ： 2 32 7 4 张煜， 张进平， 王国壮 不稳定注水技术研究及应用 J 江汉石油学院学报， 2 0 0 1 ， 2 3 ( 1 )： 4 9 5 2 5 秦积舜， 李爱芬 油层物理学 M 东营： 石油大学出版 社， 2 o o 1 ， 1 6 21 7 1 6 何芬， 李涛， 周期注水提高水驱效率技术研究 J 特种油 气藏， 2 0 0 4 ， 1 1 ( 3 )： 5 3 6 1 7 姜泽菊， 安申法 ， 于彦， 等注水油 田转周期注水开发影 响因素探讨 J 石油钻探技术 ， 2 0 0 5 ， 3 3 ( 6 )： 5 4 5 6 8 殷代印， 翟云芳， 张雁 裂缝性砂岩油藏周期注水数学模 型及注水效果的影响因素 J 大庆石油学院学报 ， 2 O 0 0 ， 2 4 ( 1 )： 8 8 9 0 ( 修改回稿 日 期2 0 o 9 0 5 0 8 编辑景岷霉) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m