不同渗透率级差组合与水驱采收率关系研究

2011-04-23周延军中石化中原油田分公司采油五厂河南濮阳457001

长江大学学报(自科版) 2011年7期

周延军 (中石化中原油田分公司采油五厂,河南濮阳457001)

非均质油藏在注水开发时一般按照储层物性及流体性相近的原则,采取成组 (段)分层系开发是解决层间非均质性的基本措施[1],但对于好差层间互发育的多油层严重非均质油藏,层间矛盾仍然较为突出,中低渗层得不到有效水驱动用,储量动用程度不均衡[2,3]。为此,提出按渗透率级差组合开发层系的思路,而层系内渗透率级差是重组开发层系的关键参数。笔者针对胡状集油田进行多层不同渗透率级差组合水驱油试验,研究渗透率级差与水驱采收率的关系,确定了合理的层系内渗透率级差。

1 不同级差组合水驱油试验设计

试验在室温下进行,试验用油为精制油和中性炼油过滤后配制而成,在20℃下粘度为20.6mPa·s;试验用水为饱和盐水,在20℃下粘度为1.15mPa·s;试验采用恒速注入的方式,平均单层注入速度为30cm3/h,多层组合时平均单层注入流量与单层注入流量一致。

岩心长度定为0.5m左右,由胡状集油田天然岩心经排序后拼接而成。选取最大岩心渗透率在(1000～1500)×10-3μ m2范围内,最小渗透率在 (20～50)×10-3μ m2范围内,最大级差在40～50倍以内。针对该水驱油试验,设计18种不同渗透率级差组合 (见表1)。

表1 水驱油试验不同渗透率级差组合方式表

2 试验结果分析

2.1 层间级差与驱动压差关系

小层要得到有效水驱动用,必须建立足够大的驱动压差,否则无法水驱动用。小层水驱动用所需的驱动压差与小层渗透率关系密切。水驱过程中是否能够建立起小层 (特别是渗透率相对较低的小层)所需的驱动压差,取决于小层组合 (层系内)的层间渗透率级差大小。

1)驱动压差与渗透率的关系水驱所需最大驱动压差与渗透率关系曲线如图1所示。由图1可知,不同渗透率储层实现水驱动用需要的最大驱动压差存在明显差异;随着渗透率的增加,最大驱动压差明显降低,超过150×10-3μ m2后逐渐趋于平缓。

图1 水驱所需最大驱动压差与渗透率关系曲线

2)渗透率级差对建立低渗层驱动压差的影响不同组合下1号层采出程度与注采压差关系如图2所示。由图2可知,在多层合注合采过程中,小层能够建立的最大注采压差直接受层间渗透率级差的影响。当层间渗透率级差较小时,渗透率相对较低的小层在水驱过程中能够建立较高的驱动压差,从而得到有效动用;随着渗透率级差的增大,相对低渗透率层受中高渗层的层间干扰加剧,驱动压差迅速降低,使其无法得到有效水驱动用,从而影响最终水驱采收率,如1号小层与其他层组合注采开发时,驱替压差明显分成4个等级区,在小级差下可以建立较高的注采压差,使差层充分动用,大级差下由于高渗层干扰,无法建立足够的注采压差,不能水驱动用。

图2 不同组合下1号层采出程度与注采压差关系

2.2 层间级差对水驱动用及采收率的影响

1)单层注采单层注采各小层渗透率图如图3所示。由图3可知,单层水驱开采时,由于不受层间干扰的影响,每个层均能获得较高的采收率。

2)多层组合注采水驱特征在1+2两层组合条件下,层间渗透率级差为2.3倍。由于渗透率级差较小,水驱动用都较为充分。水驱过程中高渗层2号岩心首先产水,至综合含水98%关闭时,低渗层1号岩心的综合含水也高达97.6%(见图4);当2号层综合含水98%关闭时的采出程度为47.2%,1号层采出程度也达到40.95%(见图5)。

图3 单层注采各小层采收率图

随着渗透率级差的增加,层间干扰逐渐加剧,1+5号岩心合注采的渗透率级差为46.273倍,在5号层综合含水达到98%关闭之前,1号层始终不产水 (见图6);当5号层综合含水达到98%关闭时,采出程度为50%,而1号层采出程度仅为0.93%,基本没有动用,当关闭5号层后,1号层才得到有效水驱动用 (见图7)。

图4 1+2组合注入倍数与含水率关系

图5 1+2组合注入倍数与采出程度关系

图6 1+5组合注入倍数与含水率关系

图7 1+5组合注入倍数与采出程度关系

其他几种组合在水驱过程中与上述2种组合的水驱过程与动用特征基本相同。当高渗层含水达到98%时统计多层合注合采时各小层采出程度可以看出,渗透率级差越大,渗透性相对差的层动用状况越差,对最终水驱油效率的影响也越大。

通过对不同组合条件下渗透率级差与采收率关系分析,采收率随层间渗透率级差的增大而减小 (见图8)。胡状集油田渗透率级差控制在5倍以内可获得38%以上采收率,控制在6倍以内可获得35%以上的采收率。就提高采收率而言,在划分 (组合)开发层系时,层间渗透率级差越小越有利,但层系划分过细,单井控制储量不足会影响开发经济效益。因此,根据胡状集油田层薄、单层储量较小的特点,决定按渗透率级差小于6倍细分开发层系。实际应用表明,采收率提高5.2个百分点,增加可采储量84.62×104t,取得了较好的经济效益。