劉海波

（中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

大慶油區(qū)長(zhǎng)垣油田屬于內(nèi)陸湖盆河流—三角洲沉積體系，儲(chǔ)層非均質(zhì)性嚴(yán)重。大部分區(qū)塊主力油層經(jīng)聚合物驅(qū)進(jìn)入后續(xù)水驅(qū)階段，在長(zhǎng)期的注水、注聚開發(fā)過程中受儲(chǔ)層非均質(zhì)性、水油流度比、膠結(jié)強(qiáng)度以及強(qiáng)注強(qiáng)采等因素的影響，在厚油層底部容易形成低阻的優(yōu)勢(shì)滲流通道，導(dǎo)致注入水沿其形成優(yōu)勢(shì)流動(dòng)，產(chǎn)生大量無(wú)效水循環(huán)降低波及系數(shù)，在油層頂部形成弱勢(shì)滲流區(qū)而形成剩余油的富集［1-4］，影響油田采收率及開發(fā)效益的提高。因此，研究聚合物驅(qū)后優(yōu)勢(shì)滲流通道的分布及滲流特征具有重要的意義。

目前，中外對(duì)水驅(qū)后優(yōu)勢(shì)滲流通道的識(shí)別與描述已進(jìn)行了一些研究，主要是利用示蹤劑、測(cè)井資料、試井資料、模糊識(shí)別和灰色判別、實(shí)驗(yàn)室物理模擬、井間地震資料和動(dòng)態(tài)資料分析等來判斷井間優(yōu)勢(shì)通道的存在，但對(duì)聚合物驅(qū)后優(yōu)勢(shì)滲流通道的分布和滲流特征研究得較少［5-10］。筆者通過取心井和水淹層解釋資料，確定了聚合物驅(qū)后優(yōu)勢(shì)滲流通道的分布特征，結(jié)合物理模擬、數(shù)值模擬等手段，研究了聚合物驅(qū)后優(yōu)勢(shì)滲流通道分布及滲流特征，為后續(xù)調(diào)堵措施設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，可提高油田開發(fā)水平，促進(jìn)油田可持續(xù)發(fā)展。

1 分布特征

優(yōu)勢(shì)滲流通道有別于大孔道，研究中不僅需要考慮滲透率而且需要考慮含油飽和度，根據(jù)長(zhǎng)垣油田聚合物驅(qū)后20口密閉取心井資料，將空氣滲透率大于1 500×10-3μm2、含油飽和度小于等于30%的油層部位定義為優(yōu)勢(shì)滲流通道，此部位均位于強(qiáng)水洗層段內(nèi)，水驅(qū)已無(wú)法降低含油飽和度，高滲透率導(dǎo)致無(wú)效循環(huán)［11-12］。密閉取心井逐井逐層分析結(jié)果表明，聚合物驅(qū)后優(yōu)勢(shì)滲流通道厚度比例為16.9%，較水驅(qū)后增加了9.3%，聚合物驅(qū)進(jìn)一步加劇了優(yōu)勢(shì)滲流通道的形成。

1.1 縱向分布特征

對(duì)聚合物驅(qū)后20口密閉取心井的優(yōu)勢(shì)滲流通道進(jìn)行了分層統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明優(yōu)勢(shì)滲流通道縱向上主要分布在葡Ⅰ2和葡Ⅰ3層，分別占總優(yōu)勢(shì)滲流通道厚度的71%和24.1%（圖1）。葡Ⅰ2和葡Ⅰ3層為葡Ⅰ組發(fā)育最好的厚層，說明優(yōu)勢(shì)滲流通道位于巖性、物性發(fā)育較好的厚油層的內(nèi)部。油田開發(fā)中后期在物性好、粗粒級(jí)、滲透率較高、以泥質(zhì)膠結(jié)方式為主的厚砂巖油層中，礦物及膠結(jié)物的溶解作用較強(qiáng)，顆粒溶孔發(fā)育，二維連通孔隙增多，注入液長(zhǎng)期沖刷形成孔隙度較大、滲透率較高的優(yōu)勢(shì)滲流通道，并優(yōu)先沿此通道向油井突進(jìn)［13-16］。

圖1 長(zhǎng)垣油田分單元優(yōu)勢(shì)滲流通道厚度比例

同時(shí)對(duì)葡Ⅰ2和葡Ⅰ3厚油層內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)滲流通道的厚度和分布位置進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，在葡Ⅰ2和葡Ⅰ3厚油層內(nèi)優(yōu)勢(shì)滲流通道的厚度比例分別為23.7%和24.9%，而且優(yōu)勢(shì)滲流通道縱向上主要分布在厚油層的底部，這是葡Ⅰ2和葡Ⅰ3油層的正韻律性、儲(chǔ)層滲透率的差異和油水重力分異作用導(dǎo)致的。

1.2 平面分布特征

將長(zhǎng)垣油田A試驗(yàn)區(qū)聚合物驅(qū)后新鉆井水淹層解釋資料按筆者提出的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，其聚合物驅(qū)后優(yōu)勢(shì)滲流通道厚度比例為12.7%，井?dāng)?shù)比例為93.9%，表明優(yōu)勢(shì)滲流通道已廣泛存在于大慶油區(qū)聚合物驅(qū)后區(qū)塊，需要對(duì)其進(jìn)行治理以擴(kuò)大驅(qū)替劑的波及體積，進(jìn)一步提高采收率。

從繪制的試驗(yàn)區(qū)優(yōu)勢(shì)滲流通道連通柵狀圖可以看出，平面上井組間大范圍存在相互連通的優(yōu)勢(shì)滲流通道（圖2），4個(gè)連通方向都存在優(yōu)勢(shì)滲流通道的井組數(shù)比例為50%，3個(gè)連通方向都存在優(yōu)勢(shì)滲流通道的井組數(shù)比例為31.2%，2個(gè)連通方向都存在優(yōu)勢(shì)滲流通道的井組數(shù)比例為18.8%。

圖2 長(zhǎng)垣油田A試驗(yàn)區(qū)滲流通道示意

2 滲流特征

根據(jù)A試驗(yàn)區(qū)聚合物驅(qū)后統(tǒng)計(jì)的厚油層內(nèi)優(yōu)勢(shì)滲流通道的厚度比例及厚油層物性參數(shù)，利用室內(nèi)并聯(lián)巖心物理模擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬以及現(xiàn)場(chǎng)剖面測(cè)試資料，研究了聚合物驅(qū)后優(yōu)勢(shì)滲流通道的滲流特征。

2.1 室內(nèi)并聯(lián)巖心物理模擬實(shí)驗(yàn)

2.1.1 實(shí)驗(yàn)方案

設(shè)計(jì)了3層并聯(lián)巖心進(jìn)行驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，低滲透層的巖心尺寸為30 cm×4.5 cm×1 cm，滲透率為198×10-3μm2；中滲透層的巖心尺寸為30 cm×4.5 cm×6 cm，滲透率為805×10-3μm2；高滲透層的巖心尺寸為30 cm×4.5 cm×1.8 cm，滲透率為2 099×10-3μm2。

實(shí)驗(yàn)過程中準(zhǔn)確計(jì)量各個(gè)時(shí)刻不同滲透層的產(chǎn)液量，其中高滲透層為優(yōu)勢(shì)滲流通道。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①抽空巖心，飽和水，測(cè)孔隙體積；②水驅(qū)，測(cè)水相滲透率；③飽和油，測(cè)原始含油飽和度；④水驅(qū)油至產(chǎn)出液含水率為92%；⑤注入0.6倍孔隙體積的相對(duì)分子質(zhì)量為1.2×107、質(zhì)量濃度為1 000 mg/L的聚合物溶液；⑥后續(xù)水驅(qū)至含水率為98%時(shí)，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

2.1.2 不同滲透層分流率和采收率變化規(guī)律

分流率是指高、中、低滲透層各自瞬時(shí)流量占總瞬時(shí)流量的百分比，是描述非均質(zhì)油層動(dòng)用狀況的重要參數(shù)。理想的高、中、低滲透率的分流率曲線應(yīng)較為平穩(wěn)，且三者差值不大，即能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)替液在不同滲透層的平均分配。從圖3可以看出，聚合物驅(qū)使高、中滲透層的剖面調(diào)整得非常均勻，分流率均在50%左右；后續(xù)水驅(qū)結(jié)束時(shí)，高滲透層的分流率約為中滲透層的5倍，分流率差距較一次水驅(qū)時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大，低滲透層分流率較低，動(dòng)用最差。

圖3 不同滲透層分流率隨注入量變化

表1 不同開發(fā)階段不同層位采收率 %

由各開發(fā)階段不同層位的采收率（表1）可以看出，高滲透層的最終采收率為54.2%，開發(fā)效果最好，而由于高滲透層的干擾，低滲透層未得到有效動(dòng)用，采收率僅為10.4%。從低滲透層各階段采收率來看，聚合物驅(qū)階段的采收率最高，表明聚合物驅(qū)在一定程度上使高、中、低滲透層的吸液剖面趨向合理，低滲透層得到一定動(dòng)用。整個(gè)后續(xù)水驅(qū)階段全層的注入量為0.5倍孔隙體積左右，采收率僅為0.8%，表明注入水的無(wú)效循環(huán)嚴(yán)重，均從高滲透層無(wú)效采出，此時(shí)要進(jìn)一步提高全層的采收率，必須封堵高滲透層，同時(shí)選取合適的驅(qū)油體系，有效動(dòng)用中、低滲透層［17-18］。

2.2 數(shù)值模擬方法

2.2.1 模型的基本參數(shù)

模型設(shè)計(jì)為一注四采的典型模型，注采井距為175 m，模型各層參數(shù)參照A試驗(yàn)區(qū)葡Ⅰ2厚油層實(shí)際參數(shù)，3層厚度分別為0.5，5和1.5 m，3層滲透率分別為130×10-3，560×10-3和1 350×10-3μm2，開采歷程及注入?yún)?shù)等均與實(shí)際區(qū)塊一致，A試驗(yàn)區(qū)開采歷程為水驅(qū)至含水率為92%—0.788倍孔隙體積聚合物驅(qū)—后續(xù)水驅(qū)至含水率為98%結(jié)束，注入速度為0.14 PV/a，聚合物相對(duì)分子質(zhì)量為10×104，質(zhì)量濃度為1 000 mg/L，用量為788 mg/（L·PV）。

2.2.2 優(yōu)勢(shì)滲流通道厚度比例和滲透率對(duì)分流率的影響

其他參數(shù)保持不變，分別計(jì)算優(yōu)勢(shì)滲流通道占整個(gè)模型厚度比例為8%，21%和31%情況下的分流率和采收率。從圖4可以看出，隨著優(yōu)勢(shì)滲流通道厚度比例的增大，優(yōu)勢(shì)滲流通道的分流率增大，同時(shí)可以看出聚合物驅(qū)在一定程度上使吸液剖面趨向合理。3種情況下采收率分別為63.5%，62.7%和62.7%，由此可見改變優(yōu)滲流勢(shì)通道厚度比例對(duì)整個(gè)模型的采收率影響不大。

圖4 不同優(yōu)勢(shì)滲流通道厚度比例下的優(yōu)勢(shì)滲流通道分流率

其他參數(shù)保持不變，分別計(jì)算優(yōu)勢(shì)滲流通道滲透率為800×10-3，1 350×10-3和3 000×10-3μm2情況下的分流率和采收率。從圖5可以看出，隨著優(yōu)勢(shì)滲流通道滲透率的增大，優(yōu)勢(shì)滲流通道的分流率增大。模型的采收率分別為63.8%，59.5%和57%，隨著優(yōu)勢(shì)滲流通道滲透率的增加而降低。聚合物驅(qū)后優(yōu)勢(shì)滲流通道的厚度和滲透率均較水驅(qū)后有一定程度的增加，直接影響聚合物驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率方法的效果，亟需采取相應(yīng)的調(diào)堵措施。

圖5 優(yōu)勢(shì)滲流通道滲透率對(duì)分流率的影響

2.3 剖面測(cè)試資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果

為了研究實(shí)際區(qū)塊優(yōu)勢(shì)滲流通道滲流特征，對(duì)A試驗(yàn)區(qū)聚合物驅(qū)后的吸液剖面資料進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，中滲透層厚度比例為74%，分流率僅為45.2%；優(yōu)勢(shì)滲流通道厚度比例為19.8%，而分流率卻達(dá)到了51.9%，無(wú)效、低效循環(huán)嚴(yán)重，低滲透層幾乎不吸液，因此，需要采取調(diào)堵措施［19-22］封堵優(yōu)勢(shì)滲流通道。

3 結(jié)論

大慶油區(qū)長(zhǎng)垣油田聚合物驅(qū)后優(yōu)勢(shì)滲流通道厚度比例比水驅(qū)后增加了9.3%，優(yōu)勢(shì)滲流通道縱向上主要存在在于厚油層底部，平面上大面積分布。

優(yōu)勢(shì)滲流通道的存在導(dǎo)致低滲透層動(dòng)用差。聚合物驅(qū)在一定程度上使高、中、低滲透層的吸液剖面趨向合理，后續(xù)水驅(qū)階段注入水由優(yōu)勢(shì)滲流通道無(wú)效采出，因此聚合物驅(qū)后必須封堵優(yōu)勢(shì)滲流通道，同時(shí)選取合適的驅(qū)油體系，有效動(dòng)用中、低滲透層。

聚合物驅(qū)后優(yōu)勢(shì)滲流通道厚度比例增大，滲透率不變時(shí)，優(yōu)勢(shì)滲流通道的分流率相應(yīng)增大，而對(duì)區(qū)塊采收率不會(huì)產(chǎn)生顯著的影響；但如果優(yōu)勢(shì)滲流通道的滲透率增大，厚度比例不變時(shí)，不僅導(dǎo)致高滲透層的分流率相應(yīng)增大，而且會(huì)降低采收率。

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