王　濤,劉文銳,王艷紅

(1.中海油田服務(wù)股份有限公司 油田生產(chǎn)事業(yè)部,天津 300459; 2.中國石油吐哈油田 勘探開發(fā)研究院,新疆 哈密 839009)

調(diào)剖作業(yè)時,如果調(diào)剖劑用量少,可能達不到措施預(yù)期效果;如果處理劑用量過大,則會造成藥劑浪費,增加施工成本。因此,最優(yōu)調(diào)剖半徑的確定至關(guān)重要。目前,化學調(diào)剖封堵半徑的確定方法主要有以下幾種方法:一是通過達西公式推導(dǎo)出的計算公式[1-3],此方法假定地層均質(zhì)且無限大,根據(jù)調(diào)剖前后預(yù)期的吸水能力比值以及殘余阻力系數(shù)確定處理半徑,但實際地層往往非均質(zhì)性比較強,且也不是無限大,計算結(jié)果與實際相差很大;二是依靠工藝人員的現(xiàn)場施工經(jīng)驗確定,主觀隨意性強;三是根據(jù)室內(nèi)試驗統(tǒng)計得到經(jīng)驗半徑[4],雖然具有一定的指導(dǎo)意義,但是具體區(qū)塊需做具體試驗分析,耗費精力財力。為快速準確計算調(diào)剖最優(yōu)處理半徑,本文從非活塞式水驅(qū)油的滲流理論出發(fā),推導(dǎo)出計算最佳封堵半徑的計算公式,并編制了相應(yīng)的計算程序。該方法主要基于油藏動靜態(tài)資料,具有簡便快捷、精確度高的特點,實例計算結(jié)果表明其對水井調(diào)剖具有較好的指導(dǎo)意義。

1　計算模型的建立

建立兩層的一注一采水驅(qū)理論地質(zhì)模型,第1層設(shè)為低滲且動用較差層,第2層設(shè)為高滲水竄層,可由達西公式推導(dǎo)出每層的吸水量:

式中,k為滲透率,10-3μm2;h為油層厚度,m;Q為吸水量,m3/d;h1為低滲透層厚度,m;h2為高滲透層厚度,m。

注水井調(diào)剖作業(yè)目的是注入化學藥劑將高滲層進行封堵,延緩高滲層見水,使高低滲層水驅(qū)前緣同步均勻前進,假設(shè)封堵長度為L1,分以下兩種情況進行研究分析:

(1)當L1≤X0時(圖1),注水量Q將均勻推進L1的距離,然后產(chǎn)生分流。由非活塞式水驅(qū)油理論計算可得高滲層的見水時間:

(1)

A2=bh2.

(2)

在時間t內(nèi)低滲層的水驅(qū)油前緣位置[5]:

(3)

A1=Bh1.

(4)

圖1　調(diào)驅(qū)封堵模型(L1≤X0)

由式(1)和式(3)可以看出，當L1≤X0時，高滲層的封堵距離L1并不影響低滲層水驅(qū)前緣的波及距離。

2)當L1>x0時(圖2),注入水將均勻推進至x0處,然后進入兩相區(qū)。水驅(qū)油前緣至L1的位置,其水柱高度為hw,含水飽和度為Sw,含水率為fw。

圖2　調(diào)驅(qū)封堵模型(L1>x0)

水驅(qū)油前緣過了L1后,將分流為Q1和Q2。當高滲層見水時,所需時間:

(5)

此時低滲層水驅(qū)前緣的位置x1為:

(6)

式中,L2為低滲透層水驅(qū)前緣分流前超出封堵半徑L1向前運行的距離。

從式(6)可以看出,當高滲層封堵半徑越大時,低滲層水驅(qū)波及的距離就越遠。高滲層的最佳封堵半徑是指使得低滲層水驅(qū)油前緣剛好到達井排時的封堵半徑,也即高低滲層同時見水。此時,x1=Le,即得最佳封堵半徑Lc:

(7)

2　計算實例

2.1　高低滲層的模糊評判

以某油田A注水井為例,開展調(diào)剖最佳封堵半徑的計算研究,A井目前注水量是507 m3/d,吸水剖面如圖3所示,各小層吸水量計算公式為:

Qi=Qwi.

式中,Q為注水總量;wi為各小層吸水量占總注水量的比值。

應(yīng)用以上公式求得各小層的吸水量,同時統(tǒng)計各小層厚度、孔隙度、滲透率等物性參數(shù)統(tǒng)計見表1。

圖3　A井吸水剖面圖

小層厚度/m孔隙度φ/%滲透率k/10-3 μm2吸水量/(m3·d -1) 層13.628234.0040.06 層212.129676.2096.98 層39.624380.7559.94 層414.728661.00113.99 層56.8301973.00104.93 層66.825596.6675.99

油田實際注水井大都是多層籠統(tǒng)注水,而并不是僅有高滲和低滲兩層,因此采取模糊數(shù)學隸屬函數(shù)的半梯形分布法[6-7]對小層厚度、孔隙度、滲透率、吸水量隸屬對進行計算后,將吸水層進行高低滲透層劃分評判度,評價結(jié)果見表2、表3。

表2　A井低滲層物性參數(shù)及吸水量統(tǒng)計

表3　A井高滲層物性參數(shù)及吸水量統(tǒng)計

2.2　最佳處理半徑計算結(jié)果

在對高低滲層評判劃分后,進行礦場實例計算,調(diào)驅(qū)井距選取A井周圍一線受效井平均井距287 m,應(yīng)用式(7)數(shù)學模型編寫計算程序,計算得到最佳封堵半徑為49.6 m(圖4),之后便可針對具體調(diào)剖藥劑計算出藥劑總量。由此可以看出運用此方法,結(jié)合目標井的動靜態(tài)參數(shù)可以快速準確得出最佳調(diào)驅(qū)半徑,對現(xiàn)場施工設(shè)計具有較高的應(yīng)用價值。

圖4　A井不同井距下最佳封堵半徑曲線

3　結(jié)　論

(1)綜合考慮油藏動靜態(tài)資料,通過模糊評判法將目標井劃分為高低滲層進行計算,可有效應(yīng)用于多層大段合注井調(diào)剖半徑計算。

(2)公式現(xiàn)場應(yīng)用簡便快捷,計算精確度高,封堵半徑計算結(jié)果一般為井距的0.15～0.2,與室內(nèi)試驗一致。實例應(yīng)用也進一步表明其對水井調(diào)剖施工具有較好的指導(dǎo)意義。