底水油藏水平井出水位置识别方法

2014-02-17孙彦春王群会刘薇薇王春红

特种油气藏 2014年6期

孙彦春，王群会，张雷，刘薇薇，王春红

(中油冀东油田分公司，河北唐山 063004)

引言

底水油藏水平井见水后主要采用提液、堵水、侧钻等治理措施，然而难以准确识别出水位置。国内外文献对水平井水淹模式判断的研究[1-2]较多，而对水平段出水位置研究较少。周代余等根据水平井实际生产情况，提出线状见水整体水淹、点状见水整体水淹、点状见水局部水淹[3-5]等3种水淹模式，对水平井生产起到重要的指导作用。姜汉桥等提出利用动态数据判断出水位置的方法。然而，动态数据是多因素的综合产物，利用其判断水平井出水位置易出现多解性，可操作性较小[6-7]。通过开展水平段渗透率分布特征研究，研究不同渗透率分布下油井的出水规律及动态响应特征，建立基于水平段渗透率分布特征的出水位置判别方法，对解决水平井生产面临的实际问题具有重要的现实意义。

1 水平段渗透率场分布特征研究

通过对实际井资料的分析，将水平井水平段渗透率场归纳为均质型、两段型及多段型3类。

1.1 均质型水平井渗透率场分布特征

该类水平井一般位于储层物性、连续性较好的分支河道内，电性曲线相对稳定，呈台阶状，储层横向变化小。渗透率特征呈现典型的“一”字型，储层渗透率为100×10-3～2 000×10-3μm2，平均渗透率为500 ×10-3μm2。

1.2 两段型水平井渗透率场分布特征

该类水平井一般位于河道边部，测井曲线为阶梯状，储层横向存在变化。从水平段渗透率分布特征看，一般存在较明显的高渗透段和低渗透段。该类水平井跟部发育高渗段，长度为150 m，储层渗透率为2 000×10-3～8 000×10-3μm2，平均值为3 800×10-3μm2;油井趾部发育低渗透段，长度为50 m，储层渗透率为100×10-3～2 000×10-3μm2，平均值为 800 × 10-3μm2。从冀东油田生产井资料看，高渗透段长度与低渗透段长度之比为0.3～0.7，高渗透段与低渗透段极差为2～10。

1.3 多段型水平井渗透率场分布特征

该类水平井一般钻遇多条分支河道，测井曲线呈跳跃状，储层横向变化快。从水平段渗透率分布特征看，存在多个渗透率组合段，高渗透率段一般发育河道沉积微相，低渗透率段一般发育河道间沉积微相。该类水平井共存在5个高渗透段及3个低渗透段，其中，高渗透段累计长度为120 m，储层渗透率为5 000×10-3～8 000×10-3μm2，平均为6 300×10-3μm2;低渗透段长度为80 m，储层渗透率为 500×10-3～1 500×10-3μm2，平均为900 ×10-3μm2。

2 不同类型水平井出水位置动态响应研究

利用Eclipse分别建立3类水平井渗透率分布模式的数值模拟模型，模型的地质油藏参数、相对渗透率曲线、PVT数据、DST数据等均来自油田实际资料。

2.1 均值型水平段出水位置研究

数值模拟研究结果表明，均值型水平井见水后，水平段整体水淹、全井段见水，且随着油井周围含油饱和度降低含水快速上升[8]。从动态特征曲线看，均值型水平段含水率曲线具有“两稳一周期”特征(图1)。“两稳”，即水平井含水率曲线存在2个相对稳定段，无水采油期阶段和高含水阶段;“一周期”，即含水率二次导数曲线存在一组明显正弦波特征，对应水平井见水阶段。均值型水平井含水率二次导数曲线周期等于1，油井见水后全井段水淹。

图1 均值型水平段含水率与含水率二次导数曲线

2.2 两段型水平段出水位置研究

该型水平井出水位置见水规律为:油井初始见水时，高渗透段先见水，低渗透段未水淹;随着油井含水上升，高渗段水淹比例逐步上升，直至油井高含水，高渗透层为主要产水层。由图2模拟结果可知，两段型水平井见水动态特征具有“三稳二周期”特征。

以上研究结果表明，两段型水平井不同含水时期见水位置识别依据为:当油井含水率二次导数曲线出现第1个周期时，出水位置位于渗透率较高的井段;当含水率二次导数出现第2个周期，水平段全井段见水。

图2 两段型水平段含水率与含水率二次导数曲线

2.3 多段型水平段出水位置研究

多段型水平井见水规律与两段型相似。研究表明:当水平段高渗透段等于N时，含水率二次导数曲线的周期等于N+1，含水上升曲线稳定段的个数等于N+2;含水率二次导数曲线中，N个周期分别为N个高渗透段见水导致，最后N+1个周期为跟部见水特征。当N=2时，水平井动态特征曲线如图3所示。

图3 多段型水平井含水率与含水率二次导数曲线(2个高渗段)

动态法适用于水平井特高含水期，油井不再出现含水上升率增大阶段，可判别高含水时期油井见水位置。然而实际情况下，分析油井见水位置对于中低含水期水平井更为重要，这时若仅依靠动态法，则无法解决水平井见水问题。如当油井处于低含水阶段，出现1个周期，可解释为水平段整体见水，也可解释为局部高渗透段见水。而渗透率特征法通过地质信息对见水位置的约束，当油井低含水阶段出现1个周期，均质型水平井判断为整体见水，两段或多段型水平井判断为高渗透段见水。

3 应用实例

南堡油田D井是一口位于过渡带的典型井，油柱高度为16 m，水平井段长290 m。2013年初，该井含水突破98%，日产油为2 m3/d。从该井水平段渗透率分布特征来看，D井属于多段型水平井，中前部发育3个高渗透段，渗透率为2 000×10-3～6 000 ×10-3μm2，平均值为3 500 ×10-3μm2，含水率二次导数曲线具有“二周期”特征(图4、5)。