渤海油田中高含水期聚合物驱实践——以锦州X油田西区为例

刘英 周凤军 张迎春 王惠芝 王迪

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院)

渤海油田中高含水期聚合物驱实践
——以锦州X油田西区为例

刘英 周凤军 张迎春 王惠芝 王迪

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院)

以渤海锦州X油田西区为例，开展了海上油田中高含水期聚合物驱实践，通过提高注聚粘度、增加注水井、实施酸化、调整产液结构等措施有效保证了聚合物开发及增油效果，同时在实践中形成了较为完善的动态跟踪调整及效果评价体系。锦州X油田中高含水期聚合物驱实践为海上类似油田高速高效开发提供了参考依据。

渤海油田中高含水期聚合物驱动态跟踪调整效果评价

聚合物溶液的注入可使驱替相的粘度增加以及聚合物溶液在岩石表面的吸附、滞留效应引起的水相渗流能力降低，这种效应主要体现在:一方面减轻了注入相的粘性指进，提高了层内波及系数;另一方面降低了高渗层段的流体总流度，缩小了高低渗层段水线推进速度差，调整了吸水剖面，提高了层间波及系数。我国以大庆油田为代表的聚合物驱已经实现了大规模的工业化应用，为老油田的持续稳产做出了重要贡献［1］。矿场实践表明，高浓度小井距的聚合物驱能够进一步提高采收率［2-3］。近年来，以王德民院士为代表的学者提出了粘弹性聚合物溶液提高微观驱油效率的观点［4］。海上油田由于受到平台寿命的限制，采油速度较高，追求在平台有限期内尽可能提高采收率，这是与陆地油田的显著区别。在周守为院士模糊二、三次采油界限的指导下［5］，渤海绥中M油田于2003年开展了单井组矿场试验，在此基础上依据石油行业标准提高采收率方法对适合注聚开发的油田进行了筛选，并分别于3个油田开展了不同含水阶段的早期聚合物驱矿场试验，以评价不同含水阶段聚合物驱开采特征及开发效果。其中，锦州X油田西区于2007年底开始了中高含水期的聚合物驱矿场试验，聚合物驱实施4年来，取得了显著的降水增油效果，为海上油田中高含水期控水稳油起到了重要作用。本文是对渤海锦州X油田西区中高含水聚合物驱实践成果的总结。

1油田概况及聚合物驱方案

锦州X油田位于渤海辽东湾北部海域，油田构造简单，为北东—南西向展布的狭长带状断裂背斜。该油田主要含油层系为东营组东二下段和东三段，油藏埋深1 570.0～1 960.0m;储层主要为湖相三角洲前缘沉积的中-细粒砂岩，储层物性为中高孔渗，测井渗透率1 320.8 mD，孔隙度26.8%;地层原油粘度5.5～26.0 mPa·s，为常规中粘原油;原始溶解气油比31～59 m3/m3，饱和压力12.85～15.10 MPa，地饱压差1.75～3.82 MPa;油藏类型主要为纵向上发育多套油气水系统的层状构造油气藏，部分油组发育岩性油藏。

锦州X油田于1999年投产，采用反九点400 m井距面积井网注水开发，目前油田综合含水为77%，年采油速度1.5%，采出程度18%。该油田西区储层平面发育稳定，油水井对应关系较好，注采井网完善，开发层系相对合理，单层平均厚度大于2 m，油藏流体分布相对简单，受气顶、边底水影响小，最终确定在整个西区8个井组全面实施聚合物驱，聚驱控制原始地质储量约为1 500万m3。注聚方案于2007年在锦州X油田西区8口井(W4-2、W4-4、W5-3S、W6-4、W6-6、W7-3、W8-4、W8-6井)实施，注入速度为0.045 PV/a，连续注入5年，聚合物注入浓度800 mg/L，设计地下粘度7.5 mPa·s。锦州X油田西区注聚井位示意图如图1所示。

图1 锦州X油田西区注聚井位示意图

2聚合物驱特征与跟踪调整措施

2.1 聚合物驱特征

(1)注聚井特征

锦州X油田西区实施注聚后，注聚井的注入压力表现出上升、下降、稳定的过程。注聚前该油田西区井口注入压力平均约为11.0 MPa，注聚后稳定压力约为12.2 MPa，平均上升1.2 MPa，上升幅度为10.6%。从霍尔曲线分析得到，阻力系数介于1.11～ 1.27之间，均值为1.17，阻力系数较小，注聚后建立了一定的渗流阻力，但注聚井注入压力及上升幅度较陆地油田要小，这主要是由于:一方面海上油田注采井距较大，注水井注入能力受到限制，注入速度远远小于陆地油田;另一方面受到海上平台空间限制，聚合物溶液到达井口时粘度损失较大。

资料分析得到，锦州X油田西区注聚后吸水剖面并未得到明显改善，一方面是由于储层纵向非均质性较为严重，采用洛伦兹曲线法计算非均质系数为0.79;另一方面是由于注入速度低、粘度损失大，建立的渗流阻力较小，并未显著缩小高低渗透层段的水线推进速度。

(2)采油井特征

由于锦州X油田西区注聚井逐步实施注聚，中心井的动态变化特征较为复杂，因此选取边部油井W7-6井的产量、聚合物溶液浓度及含水率变化曲线进行分析，如图2所示。由图2可以看出，注聚后采油井W7-6井产液量略有升高、含水上升、动液面开始下降，然后产液量开始降低、产油量增加、含水下降、动液面开始恢复;采油井见效时间为6～12个月，采油井见效后聚合物溶液浓度上升很快。

图2 锦州X油田西区采油井W 7-6生产特征曲线

2.2 跟踪调整措施

(1)调整注聚浓度，改善注入工艺，保障了聚驱效果

从现场实际的注入情况来看，聚合物的溶解、熟化及混合工艺受到平台空间设备限制，聚合物溶液到达井口的粘度较低，大约为实验室评价粘度的40%，未能达到方案设计要求，因此初期采用提高注入浓度的办法来提高井口聚合物溶液粘度，同时不断改进配置及混合工艺，保证了聚合物溶液的地下工作粘度。

(2)增加注水井点，缓解了注水压力

由于海上油田稀井网大井距的开发特点，锦州X油田反九点井网开采方式造成了注水井“点强面弱”的局面，并且聚合物溶液经过筛管后会发生严重的剪切，使得聚合物溶液在地下的工作粘度降低，因此将反九点面积井网逐步转为行列注采井网(对W5-3S、W7-3井实施了转注)，一方面降低了注水井压力与注入强度，使聚合物溶液受到的剪切作用减小，有利于聚合物溶液在油藏深部建立渗流阻力，扩大了波及体积;另一方面可使压力平衡区的采油井间的剩余油得到动用，起到了扩大平面波及面积的作用。

(3)实施酸化工艺，保障了注入效果

受到海上平台聚合物注入系统(注入水质、管线垢、聚合物熟化、污泥回注等)的限制，聚合物在近井地带产生的堵塞更加复杂，井下堵塞物除了胶状的聚合物外，还有聚合物包裹的无机物以及粘土矿物，这对酸化工艺提出了更高要求。现场试验表明，拔管柱反吐洗井并不能根本解决近井地带堵塞问题(恢复注聚后注入压力很快回升，有效期较短)，而采取先溶解包裹无机物及粘土的聚合物再溶解无机物及粘土的策略，并稳定多价离子，避免产生酸化后的二次污染，可成功实施堵塞注入井的酸化作业，达到降压增注的目的。2012年3月锦州X油田成功实施了注入井W4-4井的酸化作业，井口压力由14.0 MPa下降到11.5 MPa，酸化效果显著，酸化有效期有待观察。

(4)调整产液结构，扩大了聚驱效果

注入井实施地面分注，分层酸化与分层调剖相结合。从对注入井的压力特征、吸水剖面特征以及霍尔曲线法所求得的阻力系数的综合分析中可以得到，受到储层非均质性、聚合物溶液注入状况、井网井距等多因素的影响，聚合物溶液对于改善层间矛盾的效果有限。借鉴陆地油田注聚经验(如注聚中后期吸水剖面甚至出现吸液反转现象［6］)，对锦州X油田西区8口注入井采用地面多管分注工艺，及时实施了地面分层注入。由于海上油田大段防砂的开采特点，实施分注后层间矛盾显著改善，但层内矛盾逐步显现，因此在加强动态跟踪的情况下，对初期聚窜井找准聚窜层位，开发单井组实施单层调剖，后期由于多点聚窜而开始实施整体调剖措施，以扩大整体波及，控制聚窜及单井产聚浓度，为平台产出液的处理创造有利条件。

锦州X油田西区在中高含水期开展注聚，依据该油田无因次采油采液指数理论曲线，适宜开展提液措施，已达到稳油的目的。通过优化，对有提液潜力的采油井实施了提液生产，且在后期对产聚浓度较低、受效方向单一的采油井实施酸化及进一步提液措施，获得了较为均匀的聚驱前缘推进，达到了扩大聚驱效果的目的。

3聚合物驱效果评价

(1)开发效果

水驱指数与存水率是评价水驱效果的重要指标［7］，其中水驱指数是指每采出单位地下体积原油时地下的存水量，存水率指累积注水量与累积产水量之差与注水量之比。理论分析认为，在油田注水开发过程中，随着原油采出量的增加，综合含水不断上升，注入水则不断被排出，且含水越高，排出水量越大，地下存水率越来越小，阶段水驱油的效果变差。

根据锦州X油田典型相渗曲线得到该油田水驱指数与含水率以及存水率与含水率的关系图版，并将实际的数据点投到图版上，如图3、4所示。从图3、4中可以看出，注聚后水驱指数及存水率均高于理论曲线值，这说明存水率、水驱指数增加，水驱开发效果变好，从侧面反映出水驱扩大了波及体积。

含水率与采出程度曲线是评价阶段开发效果最明显的指标。将锦州X油田西区实际曲线与理论曲线进行对比，注聚后实际曲线向X轴发生偏折，且含水长期保持稳定，开发效果显著改善，如图5所示。在产液结构调整及注聚的双重作用下，“十一五”期间锦州X油田年自然递减率控制在5%以内，综合递减呈负递减，为建设“海上大庆油田”发挥了重要作用。

图5 锦州X油田西区含水率与采出程度关系曲线

(2)增油效果

锦州X油田西区注聚区对应的受效采油井为22口，全部见到注聚效果。截至2012年7月底，净增油法计算该油田聚驱累积增油量为28.6万m3，提高采收率为1.9%，而数值模拟法计算该油田聚驱累积增油量为37.24万m3，提高采收率达2.5%。

4聚合物驱展望

由于锦州X油田采用反九点大井距面积井网注水开发，这种“点强面弱”的注水方式造成了注入速度低、注入困难等问题。实践表明，聚合物驱对改善层间非均质矛盾的作用有限，但聚合物驱与产液结构调整相结合可有效地扩大聚合物驱效果。预计2014年锦州X油田将实施采油与注水井排内部加密的综合调整措施挖潜剩余油，在西区成功实施聚合物驱及总结经验的基础上，在中东区也将实施聚合物驱，增加注水井点，将面积井网转变为行列井网，在聚合物驱实施前开展调剖及分注措施，以保证聚合物的有效注入，改善及扩大聚合物驱效果。数值模拟方案预测，东区实施注聚后，采收率将提高4.1%。

5结论

(1)聚合物驱注入井、采油井特征表明，由于海上油田大井距的特点以及在注入聚合物溶液注入状况、储层非均质性等因素的影响下，聚合物驱对改善层间矛盾的能力有限，但开展分层配注以及后期采取分层调剖措施是改善聚驱注入效果的有效手段，并且要从单井组调剖向整体调剖过渡。

(2)优化聚合物溶液配置及注入工艺，保证聚合物在地下的工作粘度，做好针对性的酸化解堵工艺，是保障聚合物有效注入的前提。

(3)在中高含水期，开展有效的采油井提液措施，能够扩大聚驱效果。渤海锦州X油田注聚实践显著改善了中高含水期的开发效果，为海上类似油田高速高效开发提供了宝贵的借鉴依据。

［1］王德民，程杰成，吴军政，等，聚合物驱油技术在大庆油田的应用［J］．石油学报，2005，26(1):74-78．

［2］由洪利．南中块西部聚驱后注入方式优化研究［J］．科学技术与工程，2011，11(12):2807-2810．

［3］谢滨．南一区西东块小井距高浓度注聚效果认识［J］．科技风，2011(3):133．

［4］夏惠芬，王德民，王刚，等．化学驱中粘弹性驱替液的微观力对残余油的作用［J］．中国石油大学学报:自然科学版，2009，30(4):150-155．

［5］周守为．海上油田高效开发新模式探索与实践［M］．北京:石油工业出版社，2007:139-181．

［6］徐新霞．聚合物驱“吸液剖面反转”现象机理研究［J］．特种油气藏，2010，17(2):101-103．

［7］房育金，王茂显．运用存水率和水驱指数评价油田注水开发效果［J］．吐哈油气，2005，10(1):37-38．

(编辑:孙丰成)

A practice of polymer flooding during middle-high water cut in Bohai oilfields:a case of the western JZ-X oilfield

Liu Ying Zhou Fengjun Zhang Yingchun Wang Huizhi Wang Di
(Bohai Oilfield Exploration and Development Research Institute，Tianjin Branch of CNOOC Ltd．，Tianjin，300452)

As an example，a practice of polymer flooding during middle-high water cut has been conducted in the western JZ-X oilfield．The effects of polymer developing and oil increasing were efficiently guaranteed by increasing polymer viscosity，adding injection wells，taking acid treatments and adjusting liquid production composition，and a more perfect system of tracking and adjusting the performance and evaluating the effects was established during the practice．This polymer flooding practice in JZ-X oilfield may provide a useful reference to high-speed and high-efficiency developments in similar offshore oilfields．

Bohai oilfield;middle-high water cut; polymer flooding;performance tracking and adjustment;effect evaluation

刘英，女，高级工程师，从事海上油气田开发研究。地址:天津市塘沽区609信箱(邮编:300452)。E-mail:liuying2@cnooc．com．cn。

2012-07-17