层间干扰定量表征新方法在渤南垦利区域的应用

蔡 晖，阳晓燕，张占华，黄 琴，程大勇

(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引 言

渤海南部垦利区域以薄互层油藏为主[1]，开发主要采用大段合采的模式，纵向各层物性差异大，非均质性严重[2-7]，层间干扰矛盾凸显，对层间干扰的准确评价非常重要。目前，ODP方案编制过程中，层间干扰系数仍然是通过类比法或经验值选取[8-11]，造成油田投产后设计产能与实际产能差异大。油田开发过程中，若不能正确评价油田的层间干扰，对油田后续的生产也会造成困扰。由于海上油田开发的特殊性，无法运用大量的分层产能测试资料对层间干扰程度进行认识[12-16]。为了解决以上问题，通过统计分析垦利区域的产能数据，可以得出垦利区域电阻率与比采油指数具有较好的相关性[17-24]，基于油藏工程及理论推导，建立层间干扰校正系数与电阻率、油田产能、生产压差、无因次采油指数的理论模型，提出层间干扰定量表征新方法。

1 层间干扰校正系数

定向井产能Qo为[18-19]：

Qo=JoHΔp

(1)

式中：Qo为定向井产能，m3/d；Jo为比采油指数，m3/(d·MPa·m)；H为生产厚度，m；Δp为生产压差，MPa。

由于海上油田探井和评价井测试成本较高，许多井测试时尚未达到生产稳定状态，另外探井测试时基于单层测试，未考虑层间干扰。在产能评价过程中，为消除海上油田油井测试时间较短以及层间干扰对产能的影响，在产能评价过程中通常引入一个小于1的时间校正系数和层间干扰校正系数进行校正，则产能表达式修正为：

Qo=JoHΔpαβ

(2)

式中：α为时间校正系数；β为层间干扰校正系数。

由式(2)可知，层间干扰校正系数与产量呈正比，层间干扰越小，层间干扰校正系数越大，产量越大，层间干扰越明显，层间干扰校正系数越小，产量越小。时间校正系数的求取方法已有详细推导[20]，因此，重点研究层间干扰校正系数求取方法。

2 层间干扰校正系数求取方法

统计渤海油田垦利区域探井测井数据与产能测试情况发现，电阻率与比采油指数具有较好的相关性(图1)，探井在测试过程中，考虑测试时间短，且为单层测试，可忽略层间干扰和时间干扰，认为探井测试所获取的比采油指数为理想状态下的比采油指数，建立相关数学模型：

图1 比采油指数与电阻率关系Jo理想=ARt+B

(3)

式中：Jo理想为理想状态下的比采油指数，m3/(d·MPa·m)；Rt为地层电阻率，Ω·m；A、B为拟合系数。

油田实际生产比采油指数定义为：

(4)

式中：Jo实际为实际生产比采油指数，m3/(d·MPa·m)；Q实际为日产油量，m3/d。

层间干扰校正系数可表示为：

(5)

引入时间校正系数计算方法[20]，可求出层间干扰校正系数：

(6)

式中：re为地层半径，m；rw为油井半径，m；η为导压系数；tDST为测试时间，h。

实际生产表明，随着含水率增加，无因次比采油指数逐渐降低，为了充分考虑全寿命生产过程中的层间干扰系数，需要校正含水率对比采油指数的影响，提出通过相渗曲线绘制无因次采油指数随含水率的变化曲线，求取无因次采油指数，引入JDo修正，则层间干扰校正系数可修正为：

(7)

式中：JDo为无因次采油指数。

3 实例应用

3.1 指导调整井产能研究

垦利10-4油田油藏主要受构造、断层控制，断块内为层状构造油藏，纵向上油层多，单层厚度薄，采用定向井分层系开发。在开发方案编制阶段，考虑该油田薄互层合采的特点，所有开发井层间干扰校正系数取值为0.5。油田投产后，所有开发井全部超过ODP配产，少数井储层物性和射开厚度均小于ODP设计，产能却仍超过ODP配产。对此应用式(6)对所有井的层间干扰校正系数进行计算，计算结果表明，所有井层间干扰校正系数均高于ODP设计值(表1)。

2017年2月，垦利10-4油田提出增加调整井A20井完善注采井网，A20井主力开采层位于Ⅲ油层组，计算初期产能时，层间干扰系数借鉴同层系相邻老井的平均值(0.70)，根据式(2)，结合该井实钻情况，计算A20井初期产能为150 m3/d，若按照ODP方案配产时的层间干扰校正系数进行计算，初期产能为107 m3/d。A20井实际投产后日产油为153 m3/d，新方法所计算的产能与实际数据误差仅为2%。

表1 垦利10-4油田单井层间干扰对比

3.2 指导层系调整

渤中35-2油田含油层段为东营组、沙河街组，2个油层组纵向跨度近200 m，其中沙河街组由于储层埋藏深、地震分辨低等多因素限制，难以通过地震手段精细刻画及描述储层，给油田早期开发带来诸多困难。为了降低开发风险，在开发方案编制阶段，设计2个油层组合采。部分井进行单采试验。油田投产后，为了进一步明确不同层位合采层间干扰，对层间干扰校正系数进行了计算。结合油田探井比采油指数与电阻率关系曲线，求取拟合系数A和B，将拟合系数及油井生产数据代入式(7)，从而得到了不同层位生产井的层间干扰校正系数(表2)。东营组与沙河街组合采，层间干扰严重，层间干扰校正系数为0.26～0.31，应考虑进行分层系开发。

表2 单井层间干扰数据

为了进一步提高油田开发效果，结合各井钻遇油层厚度，提出A12、A13、A14井单采东营组，在沙河街组重新部署井网。结合沙河街组储量规模，部署4口调整井，2018年3月，4口调整井全面投产，初期产能达到240 m3/d，A12、A13、A14井总产能仍保持410 m3/d，通过调整井的部署实现细分层系开发，有效降低层间干扰，充分释放老井产能，同时也进一步提高油田储量动用程度，有效改善油田开发效果。

3.3 油田产液结构调整

2017年年初，渤中35-2油田部分井区单井含水快速上升，暴露出平面含水不均的问题，提出对重点井开展产液剖面测试。利用式(7)对测试资料进行单井及井段层间干扰分析。分析结果表明，含水快速上升的3口井，单井层间干扰校正系数远低于油田层间干扰系数的平均水平，根据层间干扰的大小，实施一井一策。以干扰严重的A5井为例，结合A5井产液剖面测试资料，对层间干扰严重且高含水的层，提出卡水作业；对层间干扰严重且含水较低的层，加大注水井在该层的注水量，提高该层的动用状况。通过以上措施，该井层间干扰得到了有效改善(表3)，且日增油量达到50 m3/d。

表3 A5井措施前后层间干扰校正系数对比

利用电阻率及生产动态数据求取层间干扰校正系数的方法虽简单，但指导油田调整井方案研究及产能研究却具有较好的效果。而该方法也有一定局限性，尤其是指导产液结构调整时，需要录取较多的动态资料；另外，该方法具有区域性，针对电阻率与比采油指数相关性较差的区域，应用该方法会带来一定误差。

4 结 论

(1) 提出利用单井电阻率及油田动态数据求取单井层间干扰校正系数，并引入无因次采油指数，确保该方法适用于油田全寿命周期。

(2) 层间干扰校正系数的精确求取可有效指导油田调整井产能评价，调整井方案部署，并指导油田产液结构调整，有效改善油田水驱开发效果。实践证明方法准确、可靠，在渤海油田垦利区域具有较好的适用性。