康博韜，姜 彬，陳國寧，郜益華，苑志旺

（1.中海油研究總院有限責任公司，北京 100028；2.中國地質(zhì)大學（北京）能源學院，北京 100083）

多層砂巖油藏是我國陸相沉積盆地的主要油藏，其儲量與產(chǎn)量占全國的50 %左右，開發(fā)潛力巨大。大量地質(zhì)研究表明，我國砂巖油藏原油黏度高、縱向跨度大、含油井段長、小層層數(shù)多等特點，這些小層由于沉積環(huán)境和能量的不同，巖石的孔隙結(jié)構、粒度，以及孔隙度、滲透率等物性差別都很大，特別是滲透率的差別更為明顯[1，2]。但是為了兼顧開發(fā)效果與生產(chǎn)成本，海上油田一般采用多層合采的開發(fā)方式，這導致生產(chǎn)過程中層間矛盾突出，層間干擾現(xiàn)象嚴重影響油田整體的開發(fā)效果和最終的采收率。羅憲波，等統(tǒng)計了渤海7 個稠油油田的生產(chǎn)數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)多層稠油油藏合注合采時層間干擾現(xiàn)象非常嚴重，合采時油井的產(chǎn)油量相比分層開采有很大損失[3，4]，因此準確評價多層合采時油井的產(chǎn)能情況，進而合理劃分層系并采取相應的調(diào)整措施降低層間干擾的影響對海上油田的高效開發(fā)具有至關重要的意義。

目前針對層間干擾做的研究有很多，主要從室內(nèi)實驗[4-7]和油藏工程[8-10]的方法進行，但是由于層間干擾的作用機理非常復雜，因此通過室內(nèi)實驗完全模擬層間干擾現(xiàn)象是不可能的；而油藏工程方法一般都是通過對實際油藏進行簡化后得到的結(jié)果與現(xiàn)場也有較大的差距，對現(xiàn)場生產(chǎn)指導意義不大。針對上述問題，本文以典型油田SZ36-1 為基礎，采用油藏工程手段建立動態(tài)數(shù)據(jù)反演的方法，并對多層合采過程中不同滲透率級差條件下的層間干擾變化規(guī)律展開深入研究，形成適用于普通稠油油藏的層間干擾定量評價圖版，可直接用于指導油田現(xiàn)場生產(chǎn)。

1 油田概況

SZ36-1 油田位于渤海遼東灣南部海域。主力含油層段為東營組下段，為三角洲前緣沉積，砂體呈層狀分布，連續(xù)性好，斷層少。受構造和巖性控制，油藏在縱向上、橫向上存在多個獨立的油水系統(tǒng)，屬于層狀構造油藏。儲層巖性為中細粒巖屑長石砂巖、長石石英細砂巖和細粉砂巖，橫向上分布較為穩(wěn)定、連續(xù)，縱向上具有明顯的反韻律沉積特征，泥巖隔層分布連續(xù)。含油井段內(nèi)儲層發(fā)育，砂體連通性好，儲集空間類型為粒間孔和溶蝕孔，儲層膠結(jié)較疏松，孔隙發(fā)育，儲層物性具有高孔高滲特征。按照沉積旋回和巖性組合將儲層縱向上分3 套油組（Ⅰu+Ⅰd+Ⅱ），原油黏度60 mPa·s～200 mPa·s。

以巖心滲透率分析資料為依據(jù)，統(tǒng)計儲層的非均質(zhì)性。滲透率突進系數(shù)20.29，滲透率變異系數(shù)為0.79。根據(jù)油層變異系數(shù)、滲透率突進系數(shù)及滲透率級差判斷，綏中36-1 油田均屬于強非均質(zhì)，合采過程中存在著較強的層間干擾。從綏中36-1 油田后期加密調(diào)整后統(tǒng)計來看，層間矛盾仍然突出，產(chǎn)液強度和吸水強度的差異仍未得到緩解，水淹程度差異較大，油藏未水淹、弱水淹的厚度所占總厚度比例為70 %，強水淹僅占30 %。可見，層間干擾對緩中油田的開發(fā)有很大的影響。

2 動態(tài)反演方法

由于現(xiàn)場實際生產(chǎn)中主要關注生產(chǎn)井的產(chǎn)油情況，本文主要研究層間干擾對油井整體產(chǎn)油能力的影響。為了更加直觀地描述不同含水階段層間干擾對合采效果的影響，引入干擾系數(shù)的概念（式（1）），其物理意義是多層油藏注水合采時由于層間干擾的影響導致相同含水情況下多層合采相比分層開采油井整體產(chǎn)油能力降低的程度。因此，干擾系數(shù)隨含水率的變化實際上反映的是多層合采過程中層間干擾對油井整體產(chǎn)油能力的影響程度隨含水率的變化情況[8，9]。

式中：α-干擾系數(shù)；Jdi-第i 層單采時產(chǎn)油指數(shù)；Jhi-第i 層合采時產(chǎn)油指數(shù)。

目前定向井產(chǎn)能計算方法多為裘比公式加負表皮計算產(chǎn)能，主要是由定向井角度引起的負表皮系數(shù)的計算方法不同，有張振華法、Cinco-Ley 法、Besson 法和Vandervlis 法等，其中常用的為Vandervlis 法[10-15]：

現(xiàn)有的定向井產(chǎn)能計算方法僅適用于單層開采，沒有考慮層與層之間的干擾，對預測多層合采時油井的產(chǎn)能并不適用。因此，本文通過引入干擾系數(shù)的概念，對適用于均質(zhì)單層的Vandervlis 定向井公式進行修正（式（3））。

結(jié)合筆者以往的研究成果[8，9]，可以得到適用于普通稠油油藏多層合采的定向井產(chǎn)能公式（4）。

式中：α-干擾系數(shù)；Kroi-第i 層油相相對滲透率；Ki-第i 層滲透率，μm2；hi-第i 層厚度，m；μoi-第i 層原油黏度，mPa·s；pe-供給壓力，MPa；pw-井底流壓，MPa；Rev-供給半徑，m；rwe-井筒半徑，m。

通過分析發(fā)現(xiàn)，就實際油田一口具體生產(chǎn)井而言，式（4）中各層滲透率及射孔厚度可以從該井射孔資料中確定，各層流體黏度及體積系數(shù)可以從該井PVT 測試資料中確定，日產(chǎn)油量及生產(chǎn)壓差可以從該井動態(tài)數(shù)據(jù)及測壓資料中確定，油相相滲Kroi隨含水率的變化情況可以根據(jù)該油組的相滲數(shù)據(jù)確定。因此，根據(jù)一口生產(chǎn)井的詳細資料可以反推出該井不同含水階段干擾系數(shù)的變化情況，計算過程：

（1）選擇目標油田，根據(jù)分層測井資料分析并統(tǒng)計每口井的縱向非均質(zhì)情況；

（2）選取一口典型的生產(chǎn)井，根據(jù)該井詳細資料利用式（4）進行動態(tài)反演，可以得到該井干擾系數(shù)隨全井段含水率的變化情況；

（3）統(tǒng)計大量生產(chǎn)井的干擾系數(shù)變化規(guī)律，結(jié)合每口井儲層的縱向非均質(zhì)情況，建立不同的儲層非均質(zhì)程度對應的干擾系數(shù)變化模式；

（4）根據(jù)干擾系數(shù)的變化模式，劃分層間干擾階段并進行分階段擬合，分析干擾系數(shù)與儲層非均質(zhì)性的相關關系，指導現(xiàn)場生產(chǎn)。

3 層間干擾定量評價

以SZ36-1 油田為基礎，根據(jù)該油田分層測試資料，分析每口井的縱向非均質(zhì)情況。按照以往研究經(jīng)驗，在油藏的流體性質(zhì)縱向差異不大的情況下，可以采用滲透率級差來表征儲層的縱向非均質(zhì)程度。因此，選取該油田不同滲透率級差條件下的22 口典型生產(chǎn)井（見表1），利用動態(tài)反演方法計算每口井不同含水階段的干擾系數(shù)變化規(guī)律，其中，3 口典型井計算結(jié)果（見圖1～圖3）。

對22 口井干擾系數(shù)通過三次樣條插值進行處理，得到相同含水條件下各井的干擾系數(shù)的變化規(guī)律，并與各井的滲透率級差進行相關性分析，按照不同的含水階段在一定誤差范圍內(nèi)進行分段線性擬合，最終得到不同滲透率級差條件下的干擾系數(shù)定量評價圖版（見圖4）。

該圖版直觀地反映出實際油田中生產(chǎn)井在不同縱向非均質(zhì)條件下多層合采時層間干擾程度隨含水率的變化情況，可以有效地預測和評價不同層系劃分方案下的整體開發(fā)效果。另外，將該圖版的評價結(jié)果與修正后的定向井多層合采產(chǎn)能公式（4）相結(jié)合可以進一步預測實際油田不同滲透率級差條件下的生產(chǎn)井在不同含水階段的產(chǎn)能狀況，對現(xiàn)場生產(chǎn)具有很好的指導意義。

表1 典型生產(chǎn)井基本參數(shù)

4 現(xiàn)場實例應用

4.1 現(xiàn)場調(diào)整建議

圖1 A20 井干擾系數(shù)計算結(jié)果

圖2 B08 井干擾系數(shù)計算結(jié)果

圖3 G09 井干擾系數(shù)計算結(jié)果

圖4 干擾系數(shù)定量評價圖版

多層合采過程中層間干擾始終抑制生產(chǎn)井的產(chǎn)油能力，且隨含水上升抑制作用逐漸加劇，即多層合采過程中油井整體的產(chǎn)油情況明顯比單采要差。對比可知，當滲透率級差小于3.0 時，各井的干擾系數(shù)變化規(guī)律相近，主要表現(xiàn)為低含水期干擾作用相對較弱且變化平緩，全井段含水達到70 %～80 %時，干擾程度出現(xiàn)加劇的趨勢；當滲透率級差在3.0～5.0 時，各井的干擾系數(shù)變化規(guī)律相近，主要表現(xiàn)為見水后干擾程度便開始加劇，含水上升至50 %～60 %干擾作用達到并維持在一個較高的水平，且后期干擾作用有再次加劇的趨勢。當滲透率級差大于5.0 時，各井的干擾系數(shù)始終維持在一個較高的水平，說明層間干擾現(xiàn)象較為嚴重，對整體的開發(fā)效果產(chǎn)生較大程度的影響。

根據(jù)上述分析，建議油田現(xiàn)場將滲透率級差小于3.0 的儲層合采生產(chǎn)，節(jié)約生產(chǎn)成本，全井段含水達到70 %～80 %時，建議關閉高含水層位，以進一步提高儲量動用程度；對于滲透率級差在3.0～5.0 的儲層，建議前期合采開發(fā)，待含水上升至50 %～60 %時，進行層系調(diào)整，以保證儲量的均勻動用；對于滲透率級差大于5.0 的儲層，流動能力差異大，縱向矛盾突出，層間干擾現(xiàn)象嚴重，建議分層系開發(fā)。

4.2 動態(tài)產(chǎn)能預測

選取與SZ36-1 油田特征接近的典型多層稠油油田QHD32-6，該油田原油黏度為28 mPa·s～260 mPa·s，主要含油層為明化鎮(zhèn)組下段，為典型的曲流河沉積地層，縱向共28 個小層，主要含油層劃分為N2mL0、N2mLⅠ、N2mLⅡ、N2mLⅢ、N2mLⅣ、N2mLⅤ共6 個油組，油組內(nèi)部儲層物性接近，單砂體橫向變化大，不同油組間滲透率變異系數(shù)為0.7～1.1，具有非均質(zhì)性較強，層間矛盾較為突出。

選取QHD32-6 油田典型生產(chǎn)井A-01（見表2），根據(jù)干擾系數(shù)圖版預測A-01 井干擾系數(shù)的變化情況，將干擾系數(shù)代入修正后的產(chǎn)能公式（4）可預測A-01 井的動態(tài)產(chǎn)能變化（見圖5）。對比發(fā)現(xiàn)，考慮層間干擾得到油井的產(chǎn)能與實際情況較為接近，預測精度明顯提高。而未考慮層間干擾時油井的產(chǎn)能與實際情況有很大差距，說明多層合采過程中層間干擾對油井的產(chǎn)能有顯著的影響，因此，考慮層間干擾的影響對多層油藏實際生產(chǎn)中準確預測油井產(chǎn)能有著重要的意義。利用修正后的定向井產(chǎn)能公式（4）在一定的誤差范圍內(nèi)可以有效地預測普通稠油油藏多層合采時不同含水階段產(chǎn)油指數(shù)的變化情況。

表2 A-01 井基本參數(shù)表

圖5 A-01 井產(chǎn)油指數(shù)預測情況

5 結(jié)論

（1）多層合采過程中層間干擾普遍存在，對開發(fā)效果具有明顯抑制作用，儲層縱向非均質(zhì)性越嚴重，干擾越明顯，建議以滲透率級差5.0 為界限劃分層系開發(fā)；

（2）不同滲透率級差條件下的層間干擾規(guī)律不同，隨著含水上升層間干擾程度逐漸加劇，建議及時進行層系調(diào)整，改善儲量動用狀況；

（3）本文研究成果預測精度高，實用性強，可直接指導實際生產(chǎn)，對油田現(xiàn)場具有很好的指導意義。