孫洪國(guó)

(中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163712)

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大慶油田三元復(fù)合驅(qū)油層動(dòng)用技術(shù)界限研究

孫洪國(guó)

(中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163712)

大慶油田三元復(fù)合驅(qū)仍采用聚合物驅(qū)油層動(dòng)用技術(shù)界限標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致三元復(fù)合驅(qū)控制程度低、開(kāi)發(fā)效果差，運(yùn)用“動(dòng)靜”結(jié)合的分析方法，按照油層沉積類型、河道砂鉆遇率等指標(biāo)，將大慶油田一、二類油層細(xì)分為Ⅲ小類，并明確了各類油層的動(dòng)用技術(shù)界限。研究表明，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類油層滲透率界限為有效滲透率不小于100×10-3μm2；與聚合物驅(qū)油層動(dòng)用技術(shù)界限標(biāo)準(zhǔn)的油層條件相比，第I類增加了有效厚度小于1 m的非河道砂油層，第II類保持不變，第Ⅲ類增加了有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層。研究成果對(duì)大慶油田三元復(fù)合驅(qū)開(kāi)發(fā)有重要意義，也為同類油田三元復(fù)合驅(qū)開(kāi)發(fā)提供借鑒。

動(dòng)用技術(shù)界限；滲透率界限；厚度界限；一、二類油層；三元復(fù)合驅(qū)；大慶油田

0 引 言

目前，大慶油田三次采油潛力油層主要為一、二類油層，屬于河流—三角洲分流平原沉積，沉積微相類型多，油層條件復(fù)雜，層間層內(nèi)矛盾突出[1-5]。一、二類油層滲透率范圍為100×10-3～500×10-3μm2。由三元復(fù)合驅(qū)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、礦場(chǎng)試驗(yàn)的研究成果可知，適合聚合物驅(qū)的油層全部適合三元復(fù)合驅(qū)[6-8]，但聚合物驅(qū)油層動(dòng)用技術(shù)界限標(biāo)準(zhǔn)(有效滲透率大于100×10-3μm2，河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層)并不完全適合三元復(fù)合驅(qū)[9-11]。因此，為提高三元復(fù)合驅(qū)的開(kāi)發(fā)效果，亟待明確其油層動(dòng)用技術(shù)界限標(biāo)準(zhǔn)。

1 三元復(fù)合驅(qū)油層動(dòng)用技術(shù)界限

1.1 滲透率界限

1.1.1 室內(nèi)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)

以大慶油田一、二類油層滲透率為依據(jù)[9-11]，開(kāi)展了不同滲透率油層、不同驅(qū)替濃度和聚合物分子質(zhì)量的室內(nèi)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，滲透率大于100×10-3μm2的油層注入的聚合物分子質(zhì)量可達(dá)到1 500×104，聚合物濃度可達(dá)到2 000 mg/L，滿足現(xiàn)場(chǎng)注入能力的要求(圖1)。

圖1 聚合物分子質(zhì)量、濃度與滲透率匹配關(guān)系

1.1.2 礦場(chǎng)試驗(yàn)

分析了大慶油田4個(gè)三元復(fù)合驅(qū)試驗(yàn)區(qū)有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層的動(dòng)用狀況，滲透率不小于100×10-3μm2的油層吸水厚度比例為60%以上，吸水層數(shù)比例為72.5%；而滲透率小于100×10-3μm2油層動(dòng)用較差，動(dòng)用層數(shù)比例僅為13.1%。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、礦場(chǎng)試驗(yàn)研究表明三元復(fù)合驅(qū)油層動(dòng)用滲透率界限為不小于100×10-3μm2，與聚合物驅(qū)油層動(dòng)用滲透率界限保持一致。

1.2 有效厚度技術(shù)界限

目前，大慶油田一、二類油層中實(shí)施三元復(fù)合驅(qū)的油層為河道砂及有效厚度不小于1 m的非河道砂油層，開(kāi)發(fā)效果差。根據(jù)油層沉積類型、河道砂鉆遇率將一、二類油層細(xì)分為Ⅲ類，進(jìn)一步明確三元復(fù)合驅(qū)油層動(dòng)用技術(shù)界限。

1.2.1 第Ⅰ類油層動(dòng)用技術(shù)界限

第I類油層屬于泛濫、高彎分流平原沉積，河道砂鉆遇率高達(dá)60%以上。第I類油層動(dòng)用技術(shù)界限在河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層的基礎(chǔ)上，增加了有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層。

有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層以土豆?fàn)罨蚣?xì)條帶狀散布油層中，具有油層物性好、連通程度高、動(dòng)用程度高的特點(diǎn)。由滲透率分布可知，其油層滲透率在100×10-3μm2以上，可保證三元復(fù)合驅(qū)體系的順利注入；由油層連通情況可知，其油層多向連通比例達(dá)90.0%以上，且有56.5%的小層與河道砂連通，油層連通狀況好，三元復(fù)合驅(qū)控制程度高；由油層動(dòng)用狀況可知，3個(gè)試驗(yàn)區(qū)有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層動(dòng)用程度均在80.0%以上。因此，第I類油層新增有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層后，既有利于改善三元復(fù)合驅(qū)的開(kāi)發(fā)效果，又有利于儲(chǔ)量的綜合利用。

1.2.2 第Ⅱ類油層動(dòng)用技術(shù)界限

第Ⅱ類油層屬于低彎分流平原、枝狀內(nèi)前緣沉積，河道砂鉆遇率為30%～60%，河道與非河道砂交互分布。其中有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層主要鑲嵌在河道邊部或內(nèi)部，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層分布散亂。

第Ⅱ類油層有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層會(huì)擴(kuò)大層間滲透率級(jí)差，影響開(kāi)發(fā)效果。以油層性質(zhì)相近的南五區(qū)、南六區(qū)三元復(fù)合驅(qū)為例。南五區(qū)三元復(fù)合驅(qū)目的層位為PI1～PI2，滲透率級(jí)差為1.7，層間矛盾小，與水驅(qū)相比提高采收率20%；南六區(qū)三元復(fù)合驅(qū)目的層位為PI1～PI4，其中PI3、PI4油層為有效厚度小于1.0 m非河道砂油層，滲透率級(jí)差達(dá)到7.7，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層動(dòng)用較差，動(dòng)用程度在20%以下，目前區(qū)塊僅比水驅(qū)提高采收率10%，滲透率級(jí)差的擴(kuò)大，嚴(yán)重影響了開(kāi)發(fā)效果。因此，第Ⅱ類油層三元復(fù)合驅(qū)油層動(dòng)用技術(shù)界限為河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層。

1.2.3 第Ⅲ類油層動(dòng)用技術(shù)界限

第Ⅲ類油層屬于枝—坨過(guò)渡狀內(nèi)前緣、坨狀內(nèi)前緣沉積，河道砂體發(fā)育規(guī)模有限，河道砂鉆遇率一般小于30%，主要發(fā)育厚而穩(wěn)定的非河道砂體。第Ⅲ類油層動(dòng)用技術(shù)界限在河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層的基礎(chǔ)上，增加了有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層。

河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層鉆遇率僅為26%～38%，而河道砂及有效厚度不小于0.5 m的非河道砂油層鉆遇率達(dá)到50%以上。由此可見(jiàn)，有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層在平面上占較大比例。

新增加有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層可大幅提高三元復(fù)合驅(qū)控制程度。對(duì)三元復(fù)合驅(qū)控制程度進(jìn)行了測(cè)算，河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層，三元復(fù)合驅(qū)控制程度低于70%；增加有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層后三元復(fù)合驅(qū)控制程度可提高6%以上(表1)。

表1 增加0.5～1.0m油層前后三元復(fù)合驅(qū)控制程度對(duì)比

由表1可知，有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層(滲透率約為200×10-3μm2)能夠保證三元復(fù)合驅(qū)體系的順利注入，而有效厚度小于0.5 m的非河道砂油層滲透率一般在100×10-3μm2以下，三元體系注入困難。

有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層動(dòng)用情況好。由南三中、南二東試驗(yàn)區(qū)油層動(dòng)用情況可知，有效厚度為0.5～1.0 m非河道砂油層吸液厚度比例分別為85%、60%以上，油層動(dòng)用情況較好。

綜上所述，在聚合物驅(qū)油層動(dòng)用技術(shù)界限的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步細(xì)化了三元復(fù)合驅(qū)油層動(dòng)用技術(shù)界限(表2)。

表2 聚合物驅(qū)與新制定的三元復(fù)合驅(qū)油層動(dòng)用技術(shù)界限對(duì)比

2 應(yīng)用效果

2.1 第Ⅰ類油層的A試驗(yàn)區(qū)

A試驗(yàn)區(qū)目的層位為SII10～SIII12，試驗(yàn)區(qū)發(fā)育3個(gè)沉積單元，均為高彎分流平原相沉積，河道砂油層鉆遇率為67.3%，采用五點(diǎn)法井網(wǎng)，井距為125 m，三元復(fù)合驅(qū)控制程度為90.0%。試驗(yàn)區(qū)空白水驅(qū)結(jié)束時(shí)含水率為98.4%，水驅(qū)采收率為45.3%。密閉取心井研究表明：中、強(qiáng)水洗油層厚度比例為43.6%，河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層以中、強(qiáng)水洗為主，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層主要為弱、未水洗。

該區(qū)塊于2008年開(kāi)始進(jìn)行三元復(fù)合驅(qū)，射開(kāi)有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層在內(nèi)的全部油層，在125 m井距條件下，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層在見(jiàn)效高峰期動(dòng)用程度高達(dá)80%，比空白水驅(qū)階段提高18%，含水下降了19%，含水回升過(guò)程緩慢，有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層起到了很好的接替作用，目前中心井提高采收率達(dá)到28%。可見(jiàn)，該類油層增加有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層后不僅不會(huì)影響三元復(fù)合驅(qū)的開(kāi)發(fā)效果，反而由于油層接替動(dòng)用，減緩了含水回升速度，改善了開(kāi)發(fā)效果。

2.2 第Ⅲ類油層的B區(qū)塊

B區(qū)塊目的層位為SII7～SII14，共13個(gè)沉積單元，為枝—坨過(guò)渡狀、坨狀內(nèi)前緣相沉積，河道砂油層鉆遇率在20%以下，注采井距為125 m。密閉取心井研究表明：河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層以中、高水洗為主，有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層以中、低水洗為主。該區(qū)塊射開(kāi)有效厚度大于0.5 m的非河道砂油層后三元復(fù)合驅(qū)控制程度達(dá)72.9%，提高了16.0%，有效改善了井間連通程度。

為了驗(yàn)證射開(kāi)有效厚度0.5～1.0 m的非河道砂油層對(duì)開(kāi)發(fā)效果的影響，選取南三西SII7a油層，建立四注九采數(shù)值模型。分別對(duì)射開(kāi)河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油層與射開(kāi)河道砂及有效厚度不小于0.5 m的非河道砂油層開(kāi)展了數(shù)值模擬計(jì)算，在水驅(qū)開(kāi)發(fā)至含水96%條件下，二者三元復(fù)合驅(qū)提高采收率值分別為16.0%、17.4%，可提高采收率1.4%。由此可見(jiàn)，增加有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層顯著提高了三元復(fù)合驅(qū)控制程度，有效改善了三元復(fù)合驅(qū)的開(kāi)發(fā)效果。

3 結(jié) 論

(1) 將大慶油田一、二類油層細(xì)分為Ⅲ小類，與原界限標(biāo)準(zhǔn)相比，第Ⅰ類油層增加了有效厚度小于1 m的非河道砂油層，第Ⅱ類油層保持不變，第Ⅲ類油層增加了有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層。

(2) 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用及數(shù)值模擬表明，第I類油層增加有效厚度小于1.0 m的非河道砂油層后，由于油層接替動(dòng)用，減緩了含水回升速度，改善了開(kāi)發(fā)效果；第Ⅲ類油層增加了有效厚度為0.5～1.0 m的非河道砂油層后，可提高采收率1.4%。

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編輯 張耀星

20150722；改回日期：20160112

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開(kāi)發(fā)”子項(xiàng)目“大慶長(zhǎng)垣特高含水油田提高采收率示范工程”(2011ZX05052)

孫洪國(guó)(1982-)，男，工程師，2006年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè)，2009年畢業(yè)于該校油氣田開(kāi)發(fā)工程專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)主要從事油田開(kāi)發(fā)規(guī)劃及戰(zhàn)略研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.02.025

TE349

A

1006-6535(2016)02-0105-03