基于新型压力指数的调剖选井决策方法研究

2019-07-26陈存良刘英宪周凤军

特种油气藏 2019年3期

陈存良，刘英宪，周凤军，刘学，王雨

(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引言

水驱优势通道的发育大大降低了注入水的波及系数，增加了注入水无效循环的比例，造成受效油井含水快速上升，从而导致油田剩余油大量富集[1-3]。注水井调剖是中、高含水期油田开展剩余油挖潜的重要措施之一[4-6]，而调剖能否成功的关键在于调剖井的选择[7-9]。赵福麟[10]首先根据井口压降曲线系统提出了压力指数(PI)决策方法，后人在不同油田的调剖决策中应用了该方法[11-13]；刘玉章[14]从压降速度的角度考虑，基于井口压降曲线提出了充满度(FD)决策方法，由于区分度较小，后人多将其作为PI决策方法的补充用于判断调剖效果[15-16]；冯其红[17]综合考虑地质因素、动态开发特征及动态监测资料提出了多因素综合评判(RE)决策方法，后人利用该方法及其变形进行油田调剖的决策，由于考虑因素较多，结果可靠性增强，但也增加了操作复杂程度[18-20]；白宝君等[21-22]提出基于数值模拟技术(RS)的决策方法，由于需要复杂的地质模型，因此大大限制了该方法的应用。因为应用简单方便，PI和FD决策方法成为常用方法。在分析2种方法缺点的基础上，提出了一种新的调剖选井参数——新型压力指数，在此基础上形成了一种新的调剖选井决策方法，现场应用证明了方法的可行性及优越性。

1 现有方法存在的问题

PI决策方法和FD决策方法对应的参数为PI改正值和FD值,其均是根据注水井井口压降曲线计算求得的参数，定义分别为：

(1)

(2)

(3)

式中：p为注水井关井后的井口压力，MPa；tc为选定时间段末的时间，min；PI为压力指数，MPa；PIG为压力指数改正值，MPa；h为地层厚度，m；q为关井前的注水量，m3/d；G为吸水强度平均值的就近归整值，m3/(d·m)；p0为注水井关井后的井口压力，MPa；FD为充满度。

PI改正值反映目前储层的渗流能力，该值越小，目前储层的渗流能力越强，越应该进行调剖；FD值反映目前储层的渗流能力与关井后井口压力的比值，该值越小，目前储层的渗流能力较关井后下降越大，越应该进行调剖。但2种参数在调剖选井时存在以下问题：①FD值是目前储层的渗流能力与关井后井口压力的比值，范围为0～1，区分度不大，特别是对于低渗透油藏[23]，FD值非常接近。②与PI改正值相比，FD值无法校正到相同注采强度，可比性大大降低。③PI决策方法易造成误判，即出现下降慢的井是需要调剖井的情况(图1)。由式(1)、(3)和图1可知，在相同改正条件下，井口压力随时间的积分(即井口压降曲线与坐标轴、关井时间tc线包围的面积)决定了PI改正值的大小。记2条曲线与纵轴包围的面积为S1(黄色区域)，2条曲线与关井时间tc线包围的面积为S2(蓝色区域)，当S1>S2时，A井压降曲线包围的面积大于B井，即A井对应的PI改正值大于B井，则B井需要调剖，但是A井的压降曲线变化剧烈，更应该调剖。为了减少这种误判，常在PI改正值的基础上结合FD值辅助判断，造成评价繁琐。④tc选值影响计算结果。⑤浪费测试费用。PI改正值和FD值计算时需要各井的压降曲线时间段相同，要求测试时间足够长，即使压降已经稳定仍需继续测试，大大增加了测试费用。

图1 PI决策偏差示意图

2 新型压力指数决策方法

针对PI和FD决策方法中所存在的问题，提出了一种新型压力指数——IPI，定义为：

(4)

(5)

IPI值是压降稳定时PI改正值与井口压力下降速度的比值，综合反映了目前的储层渗流能力。因此，IPI既保留了PI改正值易区分、可比性强的优点，也考虑了压降速度，避免了出现误判的可能。

将式(1)、(3)、(5)代入式(4)，整理得：

(6)

由于每口井的ts是一定的，结合式(6)可知，IPI值是一个与时间无关的量，故压降测试时只需要测量至压降稳定即可，克服了式(3)中计算时间tc的选取随意性对结果的影响。

综上所述，IPI值避免了传统的压力指数决策方法和充满度决策方法在调剖选井决策应用中存在的区分度小、可比性差、易引起误判、受选用计算时间影响和浪费测试费用等不足，且PI改正值越小，压力下降速度越快，IPI值越小，则越应该进行调剖。

利用IPI值进行调剖选井决策的步骤为：①在尽量保证测试时间段内邻井的工作制度不变的前提下，完成区块内各注水井的井口压降曲线测试；②绘制注水井井口压降曲线，并确定压力稳定的时间点，确定计算使用范围；③利用式(4)计算IPI值；④选择低于区块IPI值平均值的注水井作为调剖井。

3 矿场应用

渤海SZ油田位于黄河口凹陷，为典型河流相沉积，油藏类型为层状构造油藏，采用定向井多层合采，目前开发已有20余年，处于中高含水开发阶段，优势通道普遍发育。为进一步挖潜剩余油、提高采收率，急需开展区块整体调剖。

对区块注水井进行了井口压降曲线测试，并分别利用PI决策方法、FD决策方法和IPI方法进行了调剖选井决策，结果见表1。由表1可知，FD决策方法与其他方法的结果差别较大，结合前文分析，其决策可靠性不足以单独进行调剖选井。PI决策和IPI决策结果基本相同，但在个别井的结果有所不同。例如，F26井利用PI决策的结果为应该调剖，但IPI决策结果为不调剖。由校正到相同条件下的压降曲线(图2)可知，F26井的注水压力与F17井相比较低且缓慢平稳下降，整体下降幅度较小，预测该井周围固有物性较好。由测井解释结果可知，该井钻遇储层平均渗透率为1 800 mD，验证了这一猜测。此外，该井组受效油井的含水率均在70%左右，差别较小，说明井组不存在明显的优势通道。综上所述，IPI决策结果与现场分析结果一致，说明IPI决策方法更加合理、更符合实际。

对优选目标井调剖后，区块增油降水效果显著，对生产数据进行拟合得到调剖前后的甲型水驱特征曲线式(7)、(8)，利用累计产油量与含水率的关系式[24]计算含水率达到98%时的累计产油量(图3)，进而计算得到区块调剖后累计增油量为24.00×104m3，提高采收率0.80个百分点，充分证明了该方法的可靠性。