大庆油田三元复合驱油层动用技术界限研究

2016-12-20孙洪国

特种油气藏 2016年2期

关键词：动用大庆油田界限

孙洪国

(中国石油大庆油田有限责任公司，黑龙江大庆 163712)

大庆油田三元复合驱油层动用技术界限研究

孙洪国

(中国石油大庆油田有限责任公司，黑龙江大庆 163712)

大庆油田三元复合驱仍采用聚合物驱油层动用技术界限标准，导致三元复合驱控制程度低、开发效果差，运用“动静”结合的分析方法，按照油层沉积类型、河道砂钻遇率等指标，将大庆油田一、二类油层细分为Ⅲ小类，并明确了各类油层的动用技术界限。研究表明，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类油层渗透率界限为有效渗透率不小于100×10-3μm2；与聚合物驱油层动用技术界限标准的油层条件相比，第I类增加了有效厚度小于1 m的非河道砂油层，第II类保持不变，第Ⅲ类增加了有效厚度为0.5～1.0 m的非河道砂油层。研究成果对大庆油田三元复合驱开发有重要意义，也为同类油田三元复合驱开发提供借鉴。

动用技术界限；渗透率界限；厚度界限；一、二类油层；三元复合驱；大庆油田

0 引言

目前，大庆油田三次采油潜力油层主要为一、二类油层，属于河流—三角洲分流平原沉积，沉积微相类型多，油层条件复杂，层间层内矛盾突出[1-5]。一、二类油层渗透率范围为100×10-3～500×10-3μm2。由三元复合驱室内实验、矿场试验的研究成果可知，适合聚合物驱的油层全部适合三元复合驱[6-8]，但聚合物驱油层动用技术界限标准(有效渗透率大于100×10-3μm2，河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层)并不完全适合三元复合驱[9-11]。因此，为提高三元复合驱的开发效果，亟待明确其油层动用技术界限标准。

1 三元复合驱油层动用技术界限

1.1 渗透率界限

1.1.1 室内驱油实验

以大庆油田一、二类油层渗透率为依据[9-11]，开展了不同渗透率油层、不同驱替浓度和聚合物分子质量的室内驱油实验。结果表明，渗透率大于100×10-3μm2的油层注入的聚合物分子质量可达到1 500×104，聚合物浓度可达到2 000 mg/L，满足现场注入能力的要求(图1)。

图1 聚合物分子质量、浓度与渗透率匹配关系

1.1.2 矿场试验

分析了大庆油田4个三元复合驱试验区有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层的动用状况，渗透率不小于100×10-3μm2的油层吸水厚度比例为60%以上，吸水层数比例为72.5%；而渗透率小于100×10-3μm2油层动用较差，动用层数比例仅为13.1%。室内实验、矿场试验研究表明三元复合驱油层动用渗透率界限为不小于100×10-3μm2，与聚合物驱油层动用渗透率界限保持一致。

1.2 有效厚度技术界限

目前，大庆油田一、二类油层中实施三元复合驱的油层为河道砂及有效厚度不小于1 m的非河道砂油层，开发效果差。根据油层沉积类型、河道砂钻遇率将一、二类油层细分为Ⅲ类，进一步明确三元复合驱油层动用技术界限。

1.2.1 第Ⅰ类油层动用技术界限

第I类油层属于泛滥、高弯分流平原沉积，河道砂钻遇率高达60%以上。第I类油层动用技术界限在河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层的基础上，增加了有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层。

有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层以土豆状或细条带状散布油层中，具有油层物性好、连通程度高、动用程度高的特点。由渗透率分布可知，其油层渗透率在100×10-3μm2以上，可保证三元复合驱体系的顺利注入；由油层连通情况可知，其油层多向连通比例达90.0%以上，且有56.5%的小层与河道砂连通，油层连通状况好，三元复合驱控制程度高；由油层动用状况可知，3个试验区有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层动用程度均在80.0%以上。因此，第I类油层新增有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层后，既有利于改善三元复合驱的开发效果，又有利于储量的综合利用。

1.2.2 第Ⅱ类油层动用技术界限

第Ⅱ类油层属于低弯分流平原、枝状内前缘沉积，河道砂钻遇率为30%～60%，河道与非河道砂交互分布。其中有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层主要镶嵌在河道边部或内部，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层分布散乱。

第Ⅱ类油层有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层会扩大层间渗透率级差，影响开发效果。以油层性质相近的南五区、南六区三元复合驱为例。南五区三元复合驱目的层位为PI1～PI2，渗透率级差为1.7，层间矛盾小，与水驱相比提高采收率20%；南六区三元复合驱目的层位为PI1～PI4，其中PI3、PI4油层为有效厚度小于1.0 m非河道砂油层，渗透率级差达到7.7，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层动用较差，动用程度在20%以下，目前区块仅比水驱提高采收率10%，渗透率级差的扩大，严重影响了开发效果。因此，第Ⅱ类油层三元复合驱油层动用技术界限为河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层。

1.2.3 第Ⅲ类油层动用技术界限

第Ⅲ类油层属于枝—坨过渡状内前缘、坨状内前缘沉积，河道砂体发育规模有限，河道砂钻遇率一般小于30%，主要发育厚而稳定的非河道砂体。第Ⅲ类油层动用技术界限在河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层的基础上，增加了有效厚度为0.5～1.0 m的非河道砂油层。

河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层钻遇率仅为26%～38%，而河道砂及有效厚度不小于0.5 m的非河道砂油层钻遇率达到50%以上。由此可见，有效厚度为0.5～1.0 m的非河道砂油层在平面上占较大比例。

新增加有效厚度为0.5～1.0 m的非河道砂油层可大幅提高三元复合驱控制程度。对三元复合驱控制程度进行了测算，河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层，三元复合驱控制程度低于70%；增加有效厚度为0.5～1.0 m的非河道砂油层后三元复合驱控制程度可提高6%以上(表1)。

表1 增加0.5～1.0m油层前后三元复合驱控制程度对比

由表1可知，有效厚度为0.5～1.0 m的非河道砂油层(渗透率约为200×10-3μm2)能够保证三元复合驱体系的顺利注入，而有效厚度小于0.5 m的非河道砂油层渗透率一般在100×10-3μm2以下，三元体系注入困难。

有效厚度为0.5～1.0 m的非河道砂油层动用情况好。由南三中、南二东试验区油层动用情况可知，有效厚度为0.5～1.0 m非河道砂油层吸液厚度比例分别为85%、60%以上，油层动用情况较好。

综上所述，在聚合物驱油层动用技术界限的基础上，进一步细化了三元复合驱油层动用技术界限(表2)。

表2 聚合物驱与新制定的三元复合驱油层动用技术界限对比

2 应用效果

2.1 第Ⅰ类油层的A试验区

A试验区目的层位为SII10～SIII12，试验区发育3个沉积单元，均为高弯分流平原相沉积，河道砂油层钻遇率为67.3%，采用五点法井网，井距为125 m，三元复合驱控制程度为90.0%。试验区空白水驱结束时含水率为98.4%，水驱采收率为45.3%。密闭取心井研究表明：中、强水洗油层厚度比例为43.6%，河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层以中、强水洗为主，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层主要为弱、未水洗。

该区块于2008年开始进行三元复合驱，射开有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层在内的全部油层，在125 m井距条件下，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层在见效高峰期动用程度高达80%，比空白水驱阶段提高18%，含水下降了19%，含水回升过程缓慢，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层起到了很好的接替作用，目前中心井提高采收率达到28%。可见，该类油层增加有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层后不仅不会影响三元复合驱的开发效果，反而由于油层接替动用，减缓了含水回升速度，改善了开发效果。

2.2 第Ⅲ类油层的B区块

B区块目的层位为SII7～SII14，共13个沉积单元，为枝—坨过渡状、坨状内前缘相沉积，河道砂油层钻遇率在20%以下，注采井距为125 m。密闭取心井研究表明：河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层以中、高水洗为主，有效厚度为0.5～1.0 m的非河道砂油层以中、低水洗为主。该区块射开有效厚度大于0.5 m的非河道砂油层后三元复合驱控制程度达72.9%，提高了16.0%，有效改善了井间连通程度。

为了验证射开有效厚度0.5～1.0 m的非河道砂油层对开发效果的影响，选取南三西SII7a油层，建立四注九采数值模型。分别对射开河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层与射开河道砂及有效厚度不小于0.5 m的非河道砂油层开展了数值模拟计算，在水驱开发至含水96%条件下，二者三元复合驱提高采收率值分别为16.0%、17.4%，可提高采收率1.4%。由此可见，增加有效厚度为0.5～1.0 m的非河道砂油层显著提高了三元复合驱控制程度，有效改善了三元复合驱的开发效果。