基于层间动用差异的多层砂岩油藏分层配注新方法

2018-03-14李廷礼王永慧冉兆航

重庆科技学院学报（自然科学版） 2018年1期

李珍王刚李廷礼王永慧冉兆航

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300452)

渤海L油田为大型海上多层砂岩油藏。纵向含油层段多，含油井段长，纵向约500 m，共47个小层；储层横向变化较快，各层连通状况差异大。由于海上油田开发成本高，初期采用大井距、稀井网、一套层系、笼统注水开发，导致纵向矛盾突出，主力层水淹厚度比例差异大(0.7%～6.9%)，纵向各层压力呈现超压、亏压间互存在的“三明治”现象(亏压 1.15 MPa、超压0.59 MPa)。目前，常用的分层配注方法主要有厚度法、地层系数法[1-2]和剩余油分布法[3]。从2014年开始，油田采用地层系数法进行分层配注，调配后纵向水淹和压力差异加剧，主力层水淹厚度比例为0.9%～15.9%，地层亏压2.58 MPa、超压 1.59 MPa，因此亟需开展合理分层配注研究。本次研究在传统方法的基础上，综合动、静态特征，以“以液定注，按需分配，均衡压力”为核心思想，以油、水两相径向渗流理论为基础，考虑多层砂岩油藏层间压力和水淹状况，提出压力及水淹差异化分层配注新方法。该方法以目前储层各层产液能力比例作为纵向劈分因子求取各层产液量，基于地层压力状况及恢复速度要求求取各层注水量，进而对水井进行分层配注。

1 分层配注新方法

1.1 油井各层产液能力确定

根据油、水两相径向渗流理论[4-5]，计算第i层产油能力Qoi：

(1)

式中：Qoi—— 第i小层的产油能力；

Kai—— 第i小层的绝对渗透率；

Swi—— 第i小层的含水饱和度；

Kroi(Swi)——第i层含水饱和度为Swi时的油相相对渗透率；

Hi—— 第i层的油水井连通厚度；

Pi—— 第i小层地层压力；

Rei—— 第i小层的供液半径；

Rw—— 井筒半径；

Pwf—— 井底流压；

S—— 表皮系数；

Rw—— 井筒半径；

μo—— 地层原油黏度；

Bo—— 原油体积系数。

产液量与产油量和含水率的关系QLi为：

(2)

式中：QLi—— 第i层的产液量；

fwi—— 第i层含水率。

将式(1)代入式(2)，得第i层的产液能力QLi：

(3)

1.2 油井各层实际分配产液量确定

根据油井目前的实际总产液量分配纵向各层的产液量。设油井目前产液量为Q总，那么第i层纵向分配的产液量Q分Li为：

(4)

式中：Q总—— 油井目前总产液量；

n—— 油井总层数。

1.3 油井各层需水量确定

根据式(4)计算油井各层分配产液量结果。基于不同地层压力亏空程度下合理注采比Ii的关系(见图1)，确定油井各层需要的注水量。油井第i层需水量QDi为：

(5)

式中：QDi—— 油井第i层实际需水量；

Ii—— 第i层的合理注采比。

图1 不同地层压力亏空水平下的合理注采比

图2 注水量平面劈分示意图

根据式(5)计算油井各层需水量。依据油井与水井各层连通状况及储层物性，计算油井对应水井各层的注水量。油井对应第j口水井第i层的注水量Wij为：

(6)

式中：Wij—— 某口油井在第i层需要第j口水井注水量；

Kij—— 第j口水井第i层的渗透率；

Hij—— 第j口水井第i层与油井的连通厚度；

m—— 油井受效对应的水井总数。

最后，以水井为中心，根据式(6)的计算结果，对水井各方向需求的注水量求和，从而得到注水井分层配注量。

2 矿场应用与实践

渤海L油田D17井组一注四采(见图3)，其开采曲线如图4所示。油、水井产吸剖面及测压资料表明：D17井组分层调配前纵向水淹及压力差异大(亏压2.1 MPa、超压1.5 MPa，见图5)。2016年6月对该井组采用新方法进行分层配注试验。调配后周边油井增油降水效果显著，井组含水率由72.1%降至70.0%，平均含水率降低了2.1%；日产油量由306 m3升至351 m3。截至2016年12月底，井组净增油5 454 m3，平均日净增油29.5 m3。井组各层压力由-2.1～1.5 MPa改善为-0.8～0.7 MPa；水淹厚度比例也明显得到改善(图5、图6)。