水淹图的绘制方法及在跃进二号油田开发后期中的应用

2011-11-09张寒池郑爱玲

石油地质与工程 2011年2期

关键词：油砂水淹单井

张寒池,张宙,郑爱玲

(1.长江大学地球科学学院,湖北荆州 434023;2.油气勘探开发与勘探技术教育部重点实验室·长江大学;3.长江大学石油工程学院）

水淹图的绘制方法及在跃进二号油田开发后期中的应用

张寒池1,张宙2,郑爱玲3

(1.长江大学地球科学学院,湖北荆州 434023;2.油气勘探开发与勘探技术教育部重点实验室·长江大学;3.长江大学石油工程学院）

分小层水淹图是一种直观表达储层水驱动用状况、水淹程度的地质图件。油藏水淹图以油藏地质研究为基础,以油层渗流规律为依据,以油藏动态分析为手段,综合应用各种动静态地质开发资料进行编绘。文章以跃进二号油田为例,叙述了水淹图的绘制方法和注意的问题,对复杂断块油藏剩余油分布研究具有指导意义。

跃进二号;断块油气藏;水淹图绘制方法;剩余油;开发调整方案

1 油田概况

跃进二号油田位于柴达木盆地,属典型断块油田,1986年以来,经过试采阶段、细分注水开发产能上升阶段、层系调整完善注采井网阶段,见图1,截止到2009年共有油井203口,开井144口,平均单井产油2.9t/d,综合含水74.56%,累积采油358.6×104t累积采水415.1×104m3,采油速度0.72%,采出程度16.56%。注水井48口,开井41口,日注水平1541m3,累积注采比0.925,累积注水669.5×104m3,地下亏空 269.2×104m3。

图1 跃进二号油田开发曲线

2 水淹图的绘制及剩余油分布研究

针对跃进二号油田的实际生产状况,结合地质和开发上放映出的主要问题,主要采用动态法对剩余油分布特点及影响因素进行综合分析研究[1]。

该方法从油藏开发动态资料入手,结合小层沉积相,利用油水井在钻井、试油及生产过程中所录取的各项生产资料(如调整井电测解释和生产资料,油水井的产液和吸水剖面资料,高含水井的找堵水资料,以及生产井C/O解释资料等),综合分析油层平面上和纵向上的油水分布和运动规律,确定剩余油富集区。

2.1 水淹级别的确定

根据中国石油天然气公司对水淹级别的统一标准(以含水率划线),研究剩余油分布,挖潜油藏潜力。水淹级别见表1。

表1 水淹图水淹级别

2.2 注入水波及方式

注入水波及方式是指注入水优先流动路径的平面方式,是进行剩余油预测的重要依据,决定着剩余油的空间展布。结构要素的几何形态、渗透率分布样式、注水井周围部署油井的数量、方位、距离以及生产工艺和生产参数等都对注入水优先流动路径起着重要的影响。

①注水井位于水下分流砂坝和水下分流河道中,优先流动路径是河道和砂坝的上游和下游;②注水井位于水下分流河道的边缘,注入水优先向河道主流线部位流动;③注水井位于水下分流砂坝边缘时,注入水优先向砂坝相对高渗区流动;④注水井位于水下分流河道间湾和湖泊相时,注入水优先向河道口相对高渗区流动。

2.3 水淹区形态的确定

由于长期的开发,在形成注采对应关系的层系中,采油井和注水井的压降漏斗相互干涉,分析水淹区形态时,必须考虑采油井对压降漏斗的干涉效应。在采油井和注水井之间形成很高的压差(高达几十兆帕),根据达西定律,在注水井和采油井之间形成一个注入水的优先流动方向,而且其作用远大于储层本身非均质性所造成的影响。

在确定水淹区形态时分两种情况考虑:一种是尚未形成注采关系的或注采量较小的层位,不考虑压降造成的注入水推进,只用非均质模式确定水淹区的形态;另一种是注采量大,形成压降干涉漏斗的,主要考虑压力梯度的作用,采用半椭圆形的水淹区形态,并适当考虑地下储层的非均质性的影响。

2.4 水淹面积或水淹半径的计算

计算水淹面积采用容积法,即在不考虑注入水的密度变化和地下储层孔隙度的变化情况,残留在地下的注入水的体积等于驱替原油的体积。地下储层孔隙体积包括两部分,一是束缚水所占据的不连通的死孔隙,一部分为油气所占据的孔隙,而油气在水驱过程中并不能全部被驱出,还有一部分作为残余油留在地下,这样,地下水所占据的其实只是可动油的体积,因而可用下面的公式计算水淹面积[2]。

上述式中:S淹——水淹面积,km2;V残——地下残留注入水体积,m3;V注——注入水体积,m3;V采——采出水体积,m3;H——储层平均厚度,m;φ——储层平均孔隙度,%;Soi——储层原始含油饱和度 ,%;D ——驱油效率 ,%;Sor——残余油饱和度,%。

水淹半径的计算是如果水源是来自于注水井,则先进行断块或油砂体井组划分,根据产量劈分数据,计算出注采井组在油砂体上的注入水体积和采出水体积,结合孔隙度、有效厚度、含油饱和度,利用下列公式计算水淹半径:

式中:Vw——油砂体上井组累积注水体积,m3;Wwo——油砂体上井组累积注出水体积,m3。

如果无法判明来水方向,可结合地层沉积微相和等高线趋势,来判断水线突进方向和波及形态,再根据单井水淹时间和产水量及附近油井含水情况,估算出水淹半径。

2.5 水淹图的绘制步骤

(1)先确定油井的受效来源(边水,还是注入水),单井的水淹级别,水井强水淹,油井根据生产情况确定级别,然后根据注采对应情况分为单注、多注。①单注:原则上依据单井含水级别,以突进方式的形态勾画各级水淹级别的边界,但要考虑构造的影响,水淹边界线尽量平行与构造等高线。②多注:总体上把握与分析数据相对应、多方向协调、图件美观件合理的原则。注采对应下水井水驱半径一般为150～220m;较近井距的井的水淹级别不能相差太大;若有个别井点的数据与总体趋势相违背,可考虑舍弃该点;高部位注水,低部位采油,大部水淹边角可能存在弱水淹区。③有采无注:因为本区断层大多为开启断层,可考虑是否受其它砂体水井影响,但要根据沉积微相,考虑油砂体之间是否有泥岩隔层。④边水影响区:沿构造线均匀推进;如果被生产井证实高含水,则大部分水淹。

(2)计算水淹半径或水淹面积;

(3)根据产量劈分的资料,做出单井在油砂体上的日产油、日产水、含水率曲线,然后根据渗流理论绘制流线图(图2);

图2 绘制流线图

(4)先勾绘油井含水率附近的线;

(5)水井附近渗流半径可根据油水井之间含水等分线确定,同时参考其他方向的含水等分线,一般情况下强水驱方向要比弱水驱方向的渗流半径大;油井多向见效时,以主要来水方向勾绘含水率等值线,其他方向可根据注水量和动态反映适当修改等值线;

(6)注入水推进考虑沉积微相的影响,不同沉积微相下的推进速度和距离不同,考虑断层的封闭性和岩性变化,流线可越过开启断层,不能越过砂层尖灭线;

(7)勾绘油井含水率等值线后,根据等分原理,进行不同级别含水等值线的勾绘(图3a);

(8)勾绘各井组含水等值线后,相同含水等值线区相连,勾绘不同水淹级别边界线(图3b);

(9)水淹边界线,水淹平面图的绘制是在大量静、动态研究工作基础上进行的。静态主要是断层(断层的封闭性)、油层的发育状况(油层的发育厚度、有效渗透率、连通状况等);动态主要是利用射孔数据及生产数据,各种单井措施资料,动态监测资料:吸水剖面、产液剖面、液面及压力、示踪剂监测等,单井、井组注采对应状况分析资料通过确定单井的含水率和动静态综合分析成果,绘制水淹图[3-4]。

图3 油井的含水率等值线及水淹级别边界勾绘

3 实例分析

以跃进二号油田四上层系第开发六小层为例,该小层共有油砂体21个,地质储量17.26×104t,总井数37口,其中油井28口,水井9口,累产油1.69×104t,累产水2.74×104t,累注水1.62×104t;目前平均含水率61.81%,采出程度9.81%;结合油田实际资料,按照上述方法将小层水淹图绘制出来,如图4所示。

跃进二号油田的大部分断层为开启性断层;油砂体渗透率总体较好;中部为构造高点,断块多,油砂体分布情况较为复杂;西部和南部为构造边部,受边水和注水驱动双重影响,尤其受边水影响较强,水淹面积很大。