鄧魯強(qiáng)，熊 英，許紅恩，鄧 慧

（中國石油大港油田分公司，天津 300280）

調(diào)剖是從注水井封堵高滲透層，從而調(diào)整注水層段的吸水剖面，使后續(xù)水驅(qū)更多地進(jìn)入剩余油富集區(qū)域，提高注入水波及系數(shù)，改善水驅(qū)效果，提高對應(yīng)油井產(chǎn)量的一項(xiàng)技術(shù)[1–3]。隨著油田水驅(qū)開發(fā)進(jìn)入后期，吸水剖面非常不均勻，影響水驅(qū)效率[4]，因此提高波及體積是提高采收率的重要方向。由于調(diào)剖措施普遍投入較大，現(xiàn)場對措施增油有一定的要求。尤其對于多輪次調(diào)剖而言，現(xiàn)場應(yīng)用效果具有不確定性[5]，如果調(diào)剖后沒有增油或增油量較少，將嚴(yán)重影響調(diào)剖技術(shù)在油田的規(guī)模應(yīng)用。

大港油田自開發(fā)以來，調(diào)剖作為強(qiáng)非均質(zhì)油藏控水穩(wěn)油、提高水驅(qū)效率的重要技術(shù)手段[6]，發(fā)揮了 重要作用[7]，但也帶來一些新的問題。即部分井調(diào)剖后吸水剖面得到明顯改善，卻沒有增油效果，如官53–18 井調(diào)剖后非均質(zhì)性得到明顯改善，啟動了新的吸水層，增加了吸水層數(shù)量（表1），但井組增油量卻為0。根據(jù)吸水剖面變化與增油關(guān)系的研究[9]，該井應(yīng)該增油量較多，但實(shí)際上卻無增油量。是何種原因造成的無增油效果，現(xiàn)有的一些模型[10]尚無法給出合理的解釋。為此，從理論上重新加以思考，建立一個相對簡單的機(jī)理模型，有助于加強(qiáng)對這種現(xiàn)象的理解，進(jìn)而可以找到提升調(diào)剖增油效果的解決方法。

表1 官53–18 井調(diào)剖前后吸水剖面變化數(shù)據(jù)對比

1 模型建立

1.1 理論根據(jù)

1.1.1 調(diào)剖定義

調(diào)剖是指從注水井進(jìn)行封堵高滲透層的作業(yè)，實(shí)現(xiàn)調(diào)整注水層段的吸水剖面。因此，調(diào)剖會造成有的層/區(qū)域被封堵，有的層/區(qū)域被啟動。

1.1.2 采收率定義

采收率等于波及系數(shù)與洗油效率的乘積。因此，對調(diào)剖而言，受益油井產(chǎn)量增加，代表著采收率增加；采收率增加對不改變驅(qū)替介質(zhì)而言，就是波及系數(shù)增大；波及系數(shù)增大，就意味著波及體積擴(kuò)大。

1.1.3 調(diào)后波及體積

調(diào)后波及體積是擴(kuò)大和減少兩種變化的疊加。波及體積擴(kuò)大部分：和調(diào)前相比，調(diào)剖所啟動的新層或?qū)觾?nèi)新區(qū)域。波及體積減少部分：和調(diào)前相比，調(diào)剖所封堵的水流優(yōu)勢通道或其他層、層內(nèi)區(qū)域。

1.1.4 調(diào)后受益油井產(chǎn)油量

調(diào)后受益油井產(chǎn)油量是增產(chǎn)和減產(chǎn)兩種作用的疊加。波及體積擴(kuò)大部分對產(chǎn)量的影響：波及體積擴(kuò)大部分會造成產(chǎn)量增加或不增加兩種作用。后續(xù)注水時，只有當(dāng)波及體積擴(kuò)大部分具有水驅(qū)可動剩余油時，才具有增油作用，否則無增產(chǎn)作用。波及體積減少部分對產(chǎn)量的影響：波及體積減少部分會造成產(chǎn)量減少或不減少兩種作用。后續(xù)注水時，只要波及體積減少部分具有水驅(qū)可動剩余油，就會起到產(chǎn)量減少作用，否則無減產(chǎn)作用。只有當(dāng)增產(chǎn)作用大于減產(chǎn)作用時，調(diào)剖后才能增油。

1.2 模型建立過程

1.2.1 調(diào)剖增油量的組成

調(diào)剖增油量由調(diào)剖期間增油量和調(diào)后水驅(qū)增油量兩部分組成。

1.2.2 調(diào)剖期間增油量

由于注入調(diào)剖劑的流體性質(zhì)與水不同，能引起波及體積及洗油效率變化，當(dāng)調(diào)剖劑波及區(qū)域有可動剩余油時，相對于水驅(qū)就會有更多的原油被采出。若近井地帶可動剩余油少，調(diào)剖期間增油量也較少。

1.2.3 調(diào)后水驅(qū)增油量

調(diào)后注水波及體積發(fā)生變化，當(dāng)波及體積增大且增大區(qū)域有可動剩余油時，則相對于不調(diào)剖就會采出更多的原油。

1.3 調(diào)剖增油機(jī)理模型

調(diào)剖增油量由調(diào)剖期間增油量和調(diào)后水驅(qū)增油量兩部分組成，具體公式如下：

式中：Q增油為調(diào)后某個時間段內(nèi)的增油量，m3；0V為調(diào)剖劑注入期間，調(diào)剖劑所波及的體積，m3；iV擴(kuò)為調(diào)后注水某個時間段內(nèi)，波及體積的新增加值，m3；iV減為調(diào)后注水某個時間段內(nèi)，波及體積的新減少值，m3；0φ 為調(diào)剖劑注入期間，調(diào)剖劑所波及區(qū)域的可動剩余油飽和度，%；iφ 為調(diào)后注水的某個時間段內(nèi)，新擴(kuò)大的波及區(qū)域的可動剩余油飽和度，%；iφ′為調(diào)后注水的某個時間段內(nèi)，新減少的波及區(qū)域的可動剩余油飽和度，%；0η 為調(diào)剖體系的洗油效率，%；iη 為后續(xù)注水期間，所擴(kuò)大波及體積范圍內(nèi)的洗油效率，%；iη′為后續(xù)注水期間，所減少波及體積范圍內(nèi)，若有水波及時的洗油效率，%；t 為調(diào)剖后續(xù)水驅(qū)時間，d。

2 模型分析

2.1 各參數(shù)對增油量的影響

2.1.10V ，iV擴(kuò)，iV減

V0大小主要與調(diào)剖劑的黏度及注入量相關(guān)，調(diào)剖劑黏度高、注入量大，則0V 大。0V 增大，會給調(diào)剖期間增油量帶來正向影響。iV擴(kuò)增大，會給“調(diào)后水驅(qū)增油量”帶來正向影響。iV減增大，會給“調(diào)后水驅(qū)增油量”帶來負(fù)向影響。

2.1.20φ ，iφ ，iφ′

0φ 大小主要受近井地帶可動剩余油飽和度大小影響，近井地帶可動剩余油多，則0φ 大；0φ 增大，會給“調(diào)剖期間增油量”帶來正向影響。iφ 大小主要受所擴(kuò)大波及體積部分可動剩余油飽和度大小影響，所擴(kuò)大波及體積部分可動剩余油多，則iφ 大；iφ增大，會給“調(diào)后水驅(qū)增油量”帶來正向影響。iφ′大小主要受所減少波及體積部分可動剩余油飽和度大小影響，所減少波及體積部分可動剩余油多，則iφ′大；iφ′增大，會給“調(diào)后水驅(qū)增油量”帶來負(fù)向影響。

2.1.30η ，iη ，iη′

0η 大小主要受調(diào)剖劑的性質(zhì)及原油性質(zhì)、孔喉結(jié)構(gòu)等多種因素影響；0η 增大，會給“調(diào)剖期間增油量”帶來正向影響。iη 大小主要受后續(xù)注水時注入水的性質(zhì)及原油性質(zhì)、孔喉結(jié)構(gòu)等多種因素影響；iη 增大，會給“調(diào)后水驅(qū)增油量”帶來正向影響。iη′大小主要受注入水的性質(zhì)及原油性質(zhì)、孔喉結(jié)構(gòu)等多種因素影響；iη′增大，會給“調(diào)后水驅(qū)增油量”帶來負(fù)向影響。

2.2 增油量比較

模型中的增油量有兩個不同的類型，即“調(diào)剖期間增油量”和“調(diào)后水驅(qū)增油量”。

2.2.1 調(diào)剖期間增油量

一般調(diào)剖劑黏度和水有較大差異，在注入期間，調(diào)剖劑具有一定的驅(qū)油作用，由于調(diào)剖劑注入量較少，且近井地帶可動剩余油相對較少，致使“調(diào)剖期間增油量”相對較少，不是調(diào)剖增油量的主體。

2.2.2 調(diào)后水驅(qū)增油量

調(diào)剖措施的主要目的是封堵水流優(yōu)勢通道，使后續(xù)水進(jìn)入其他層或區(qū)域，驅(qū)替出更多的可動剩余油。因此，“調(diào)后水驅(qū)增油量”是調(diào)剖增油量的主體，是重點(diǎn)關(guān)注的對象。

2.3 調(diào)剖增油的確定性及不確定性

由于“調(diào)后水驅(qū)增油量”在調(diào)剖中占據(jù)主導(dǎo)地位，并且是調(diào)剖技術(shù)應(yīng)用的目標(biāo)，因此主要探討“調(diào)后水驅(qū)增油量”的確定性和不確定性。

2.3.1 不確定性

“調(diào)后水驅(qū)增油量”受多種因素影響，模型所涉及因素?zé)o法精確預(yù)測和描述，并且在籠統(tǒng)調(diào)剖的情況下，調(diào)剖對各層的封堵具有不可控性，這進(jìn)一步加劇了“調(diào)后水驅(qū)增油量”的不確定性。

（1）iV擴(kuò)，iV減大小的不確定性。對于籠統(tǒng)調(diào)剖而言，由于調(diào)剖對現(xiàn)有吸水層/區(qū)域的封堵和對新層/區(qū)域的啟動具有不可控性，所以，后續(xù)注水期間，除一些特殊情況下可以確定這兩個體積大小關(guān)系外，其他情況下相互之間的大小關(guān)系很難確定。比如：對于單一強(qiáng)吸水層的井，若調(diào)后封堵了該層，啟動了多個新層，則一般iV擴(kuò)>iV減；對于多層吸水的井，若調(diào)后僅剩一強(qiáng)吸水層，則一般iV擴(kuò)

（2）iiφη 和iiφ η′ ′數(shù)值大小的不確定性。由于地下可動剩余油具有較強(qiáng)分散性，除特殊情況外，一般這兩個乘積大小無法確定。比如：當(dāng)單一吸水層吸水，且由于長期沖刷形成水竄通道，那么該水竄通道的可動剩余油為0，則iiφ η′ ′值為0；除此之外，兩者數(shù)值大小都很難確定。

（3）基于上述因素的不確定性，某個時間段內(nèi)V擴(kuò)iφiηi-V減iφi′ ηi′ 值為正或負(fù)具有不確定性。如官53–18 井，盡管吸水剖面得到改善，甚至吸水層數(shù)增加，若整個后續(xù)注水期間V擴(kuò)iφiηi-V減iφi′ ηi′≤0，調(diào)剖后井組依然不會有增油效果。

2.3.2 確定性 （1）只有當(dāng)后續(xù)注水期間某個時間段內(nèi)的V擴(kuò)iφiηi-V減iφi′ ηi′ >0時，“調(diào)后水驅(qū)增油量”才為正。 （2）調(diào)剖要盡可能增大V擴(kuò)iφiηi值（增產(chǎn)作用），盡可能減小V減iφi′ ηi′ 值（減產(chǎn)作用），才能使“調(diào)后水驅(qū)增油量”為正的概率增大。例如對于調(diào)前單層吸水且該層是嚴(yán)重水竄通道的井，若調(diào)剖封堵了該水竄通道（嚴(yán)重水竄通道內(nèi)的可動剩余油幾乎為0），即φi′ 為 0 ， 則V減iφi′ ηi′ 值 為 0 ， 那 么V擴(kuò)iφiηi-V減iφi′ ηi′ >0就具有確定性；對于多層吸水的井， 若僅對最強(qiáng)吸水層調(diào)剖， 那么V擴(kuò)iφiηi-V減iφi′ ηi′ >0的可能性也較大。

3 現(xiàn)場實(shí)例

本文所建立的模型屬于機(jī)理模型，其中涉及的各參數(shù)在實(shí)際中無法獲取準(zhǔn)確值。雖然本模型無法計算出調(diào)剖后所帶來的具體增油量，但可依據(jù)本模型提供的思路，為現(xiàn)場調(diào)剖實(shí)現(xiàn)增油或增油量最大化提供解決方法。依據(jù)機(jī)理模型分析，調(diào)后油井的產(chǎn)油量是因調(diào)剖所帶來的增產(chǎn)與減產(chǎn)兩種作用的疊加，只有當(dāng)增產(chǎn)作用大于減產(chǎn)作用時，調(diào)剖后才能有明顯增油效果。即調(diào)剖應(yīng)封堵含油飽和度低的區(qū)域，使調(diào)后注入水進(jìn)入到含油飽和度高的區(qū)域，這樣調(diào)剖增油的確定性概率才會大。在實(shí)際操作中，當(dāng)水井需要調(diào)剖時，應(yīng)盡可能的通過調(diào)剖去封堵住含油飽和度低的強(qiáng)吸水層（水流優(yōu)勢通道），使后續(xù)注入水進(jìn)入到其他層。

以官9–14–3 井為例，該井于2011 年4 月油井轉(zhuǎn)注水井，2012 年5 月21 日吸水剖面顯示有明顯的兩個強(qiáng)吸水層（38 號層和47 號層）（圖1）。由于存在水流優(yōu)勢通道，井組含水快速升高，產(chǎn)油量降低，需要調(diào)剖治理。2013 年1 月10 日至5 月1 日進(jìn)行調(diào)剖施工，調(diào)后吸水剖面顯示這兩個強(qiáng)吸水層得到封堵，不再吸水，并有新的11 號層被啟動。該井組受益油井3 口，3 口油井在2013 年1月至2014 年12 月均正常生產(chǎn)，無補(bǔ)孔等增產(chǎn)措施，周邊對應(yīng)水井也無調(diào)剖等措施。井組調(diào)剖后，3 口受益油井均取得明顯增油效果（圖2），截至2014年12 月井組增油2 371 t。結(jié)合圖2 分析原因，認(rèn)為由于長期受水沖刷，吸水強(qiáng)度最大的38 號層和47 號層已經(jīng)形成水流優(yōu)勢通道，這兩個層的水驅(qū)波及區(qū)域含油飽和度極低甚至可能為零；而對于調(diào)前未吸水的層，如11 號層，含油飽和度則相對較高。本井調(diào)剖后，38 號層和47 號層得到封堵，但由于含油飽和度極低，封堵這兩個層所帶來的減產(chǎn)作用相對較??；調(diào)后注水進(jìn)入到11 號層，但該層含油飽和度相對38 號層和47 號層要高很多，啟動11號層帶來的增產(chǎn)作用相對較大，正是因?yàn)楸揪{(diào)后的增產(chǎn)作用明顯大于減產(chǎn)作用，所以調(diào)剖后才具有明顯的增油效果。

圖1 官9–14–3 井調(diào)剖前后吸水剖面對比

圖2 官9–14–3 井組生產(chǎn)曲線

4 結(jié)論

（1）調(diào)剖增油機(jī)理模型可以比較合理地解釋調(diào)剖增油產(chǎn)生的原因，即調(diào)剖增油量由調(diào)剖期間增油量和調(diào)后水驅(qū)增油量兩部分組成，并以調(diào)后水驅(qū)增油量為主。

（2）為獲得最佳的調(diào)剖增油效果，應(yīng)將增加“調(diào)后水驅(qū)增油量”作為技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)，并以專門封堵強(qiáng)吸水層、啟動含油飽和度相對較高的新層為目標(biāo)，才能增加“調(diào)后水驅(qū)增油量”為正的可能性，進(jìn)而取得更好的調(diào)剖效果。