厚油层 “油帽子”剩余油富集影响因素分析

李林祥 （中石化胜利油田分公司孤东采油厂，山东 东营 257051）

胜利油田整装油藏最显著特点一般为三角洲前缘相沉积，油层厚度大，层内夹层少。因此对于厚砂体油藏，由于长期注水形成了次生底水油藏，在顶部有一定的剩余油富集厚度层段，但由于层内无夹层发育，挖潜难度大，该类剩余油称为 “油帽子”。“油帽子”是整装油藏剩余油最主要富集模式［1～5］，笔者基于数值模拟和数理统计学的理论基础，采用正交试验设计，计算了 “油帽子”剩余油富集模式形成的主控影响因素。

1 正交模拟试验设计

如果利用数值模拟的方法进行剩余油富集试验的参数优化，就需要预先设置好需要优化的参数的级别。研究中主要优化参数有4个，分别是渗透率级差、油层厚度、避射比例及韵律性。假设每个参数有3个水平，那么必须进行3×3×3×3＝81次试验才能把所有的情况遍历完成，工作量大。而正交试验设计是使用正交表来安排多因素、多水平试验，并采用统计学方法分析试验结果的一种试验设计方法。根据正交试验设计，数值模拟试验方案设计采用L9（34）正交表，只需9套试验方案 （表1）。通过正交试验分析，各种因素的影响程度为：渗透率级差＞油层厚度＞韵律性＞避射比例 （表2）。

表1 注采参数优化L9（34）正交表

表2 各因素对 “油帽子”厚度影响正交试验结果及极差分析 m

注：Ti为某个因素第i个水平全部试验所测得的试验结果之和；为某个因素第i个水平全部试验所得结果的平均值；R＝max｝－min｝。

2 “油帽子”剩余油富集影响因素分析

2.1 渗透率级差对 “油帽子”剩余油富集的影响

分别模拟了不同渗透率级差条件下剩余油富集模式，如图1所示。对于均质整装油藏，“油帽子”的形成主要受油水重力分异作用的影响，总体上影响不大，对 “油帽子”的形成作用较小。但随着渗透率级差变大，注入水受重力分异及渗透率级差双重影响，当渗透率级差大到一定程度，就会在储层中形成高渗条带，致使油层中的 “油帽子”现象越来越明显，水驱采收率越来越低［6～8］。

图1 不同渗透率级差条件下剩余储量与采收率关系

2.2 油层厚度对 “油帽子”剩余油富集的影响

油藏厚度越大，水驱越难波及到油藏顶部，因此油层中的 “油帽子”现象越明显，顶部剩余油越富集［9～11］。模拟了油层厚度分别为3、5、10m的条件下含水率为98%时剩余油分布（图2）。从图2可以看出，油层厚度对 “油帽子”的形成有较大的影响。当油层厚度为3m时，“油帽子”最厚处约为油层厚度的1/5；当油层厚度增加到10m时， “油帽子”最厚处可达油层厚度的1/2。

图2 油藏含水率为98%时油层厚度与剩余油分布关系

2.3 射开程度对 “油帽子”剩余油富集的影响

某些油藏油层并未完全射孔，存在避射现象，不同的射开程度对 “油帽子”的产生影响不明显，均可产生“油帽子”富集模式 （图3）。

2.4 韵律性对 “油帽子”剩余油富集的影响

油层韵律性对 “油帽子”影响见图4，可以看出，在采液速度一致的情况下，开发初期正韵律油层的生产效果好，含水上升慢；但到开发中后期，正韵律油层明显含水上升快，易形成 “油帽子”。

图4 不同韵律油藏含水率变化曲线图

3 结论

1）胜利油田整装油藏顶部剩余油富集，并称该类剩余油为“油帽子”，分析认为该类剩余油主要受渗透率级差、油层厚度、避射比例和韵律性的影响，影响程度为：渗透率级差＞油层厚度＞韵律性＞避射比例。

2）渗透率级差越大，油层中的 “油帽子”现象越明显，水驱采收率越低；油藏厚度越大，油层顶部剩余油越富集；正韵律油层比反韵律油层在油藏开发中后期更容易形成 “油帽子”。

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［编辑］ 帅群