窄薄砂体薄互层层间干扰定量表征研究与应用

2019-07-10陈存良崔龙涛

石油化工应用 2019年6期

何芬，陈存良，崔龙涛，李扬，但华

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452）

M油田主力产层是沙河街组，地下储层展布变化较大，非均质性较强，油田内部有多种油藏类型，具有埋藏深、流体系统复杂等特点。油田内平均储层厚度3 m，泥质夹层发育，具有薄互层发育特征。M油田非均质性较强，目前处于开发初期，油田已暴露出明显纵向上层间干扰大，非主力层段薄储层产能不能完全释放的问题。因此，需要进行薄互层层间干扰定量表征，确定M油田层系划分方案，在开发早期进行局部分层系开发试验，对于窄薄砂体薄互层油藏的开发具有一定挑战性。国内外目前进行薄互层层间干扰定量表征研究相对较少，分析原因是静态认识不够，动态监测录取资料相对少。针对M油田地质情况，进行层间干扰定量表征[1，2]，对于优化注采井网，有效降低层间干扰，整体提高油田采收率非常有意义。矿场试验证明该技术方法科学、合理，对同类型油田分层系开发具有一定参考价值。

1 机理模型研究

1.1 关键参数敏感性分析

基于M油田的储层物性、流体性质、单井井控储量、注采井网井距、防砂段跨度等建立油藏数值模拟机理模型[3]（见图1）。其中，Nx=20，Ny=8，Nz=12；平面上x，y方向的网格步长均为50 m；模型网格节点数是1 920。储层及流体参数为：油藏深度为2 431 m，油层有效厚度为3 m，水/油体积比为10倍，泄油半径400 m，孔隙度0.29，渗透率89 mD，含油饱和度0.54，油藏压力为24.2 MPa，温度为120℃，原油体积系数为1.188，气油比为48 m3/m3，油、水密度分别为0.886 g/cm3和1.01 g/cm3，油、水黏度为 3.5 mPa·s和 0.545 mPa·s。

通过广泛调研得知，渗透率级差、纵向跨度L、防砂段数N、渗透率偏差系数是影响层间干扰系数的关键参数。利用油藏数值模拟技术，通过机理模型对以上4个主控因素对层间干扰系数的影响进行敏感性分析研究，定量分析研究4个影响因素对层间干扰系数的影响。

模拟计算结果显示，随着纵向跨度的增加，层间干扰系数呈增加趋势。纵向上渗透率级差越小，层间干扰系数越小。随着防砂段数的增加，层间干扰系数也呈增加趋势。渗透率偏差系数越大，层间干扰系数越大（见图 2）。

1.2 层间干扰系数定量表征

基于油藏工程原理与油藏数值模拟对纵向跨度、渗透率级差、防砂段数及渗透率偏差四个关键参数的敏感性研究结果，推导得出M油田纵向上多因素层间干扰系数定量表征公式（1）。

图1 地质模型

图2 4个主控因素对层间干扰的影响分析结果

式（1）中有四个参数取经验值（见表1），同时代入M油田实际地质参数计算M油田目前井网条件下，定向井大段合采的层间干扰系数为0.7。

表1 参数经验值选取表

2 实际模型确定分层系界限

结合油田机理模型与实际地质模型，研究计算不同渗透率级差对应分层系开发与合采开发的开发效果。优选并制定形成基于层间干扰定量表征的窄薄油藏早期细分层系评价[4，5]模板及技术界限研究。

机理模型计算出渗透率级差在1，3，5，7时，M油田采用分层系开发原油采收率为30.0%～35%，采用合采方式原油采收率为23.0%～35%，对比发现渗透率级差超过5时，分采与合采采收率会有较大差异，分层开发采收率能提高将近5.1%～7.0%（见图3）。

同时利用M油田实际地质模型进行分采与合采方案开发效果对比（见图4）。

图3 不同渗透率级差分采与合采采收率差异

图4 M油田实际地质模型图

通过两种模型对比研究，确定M油田早期细分层系评价模板及技术界限（见图5）。渗透率级差达到5时，可以细分层系开发，渗透率级差越大，分层开发效果越好，分采采收率提高幅度为5%～7%。

图5 细分层系评价模板

3 应用效果

根据上面研究成果，M油田在主力井区开展局部分层系先导试验，对渗透率级差超过5的区域进行分层系开发，增加部署7口调整井。该区域分层系方案实施效果明显，油井均达到钻前设计，新增产能510 m3。方案实施后有效动用非主力的薄互层油层，水驱动用程度提高8.1%。该区域井控范围内采收率增加5.1%，预计将达到31.6%，新增可采储量63.0×104m3。