基于卡层门限的纵向均衡驱替研究

王记俊 周海燕 张 弛 孙 强

中海石油(中国)有限公司天津分公司, 天津 300459

0 前言

BZ油田是渤海地区典型的窄河道型砂岩油田,油藏纵向叠置复杂、非均质性强、井网不规则,目前已进入中高含水期,注入水单层突破严重,导致油井受效不均,层间干扰严重,油田水驱开发效果差。产液结构调整是克服层间干扰并实现纵向均衡开采的重要方法,目前,国内外学者也提出了组合提液的方法,但都是定性描述,缺乏系统的研究和定量化的标准[1-2]。为了提高油井开关层与提液措施的成功率,通过修正干扰系数计算公式,根据卡层前后油井产能的变化,定义卡层门限,定量化研究合理开关层与提液模式,实现纵向均衡驱替。

1 层间动态干扰系数

为了直观地描述不同开发阶段层间干扰对合采效果的影响,引入干扰系数的概念。干扰系数的物理意义是多层油藏注水合采时,层间干扰导致多层合采油井整体产能相对分层开采降低的程度。

(1)

目前,层间干扰的主要研究方法有油井分层产能测试法及统计回归方法。根据黄世军、岳陆等人[3-4]的物理实验结果,对渗透率级差、基准渗透率、渗透率偏差系数等变量对干扰系数的影响规律进行相关性分析,可以计算层间干扰系数。

(2)

式(2)表征不同含水阶段,由储集层整体非均质性及纵向各小层驱动能量差异引起的相互干扰[3-5]。

2 考虑层间干扰的定向井产能

为了明确层间干扰对定向井产能的影响,对Vandervlis定向井产能公式进行修正,考虑层间干扰的定向井产能公式为[6-8]:

(3)

根据考虑层间干扰的定向井产能公式可以定量评价层间干扰对产能的影响程度,而油井在实际生产过程中,往往采用开关层作业卡掉干扰较严重的层,缓解层间矛盾,以获得较高的产能[9-11]。但是到底什么样的层该卡,什么样的层该留,尚无一个定量化的衡量标准。

3 卡层门限的确定

为了定量评价各层对油井产能的贡献程度,定义卡层前后的产能变化[12-13]:

(4)

根据卡层前后油井的产能变化,得到不同干扰系数变化影响下的均衡驱替图版,见图1。

图1 不同干扰系数变化影响下的均衡驱替图版

由图1表明，在卡层前后干扰系数变化一定的情况下,随着卡层前后各层流动系数累积值变化的增加,卡层后油井的产能逐渐增大,也就是卡层的储层物性越差或者卡掉的层数越少,卡层后油井产能越大;当卡层前后各层流动系数累积值变化一定的情况下,随着卡层前后干扰系数变化的增大,卡层后油井的产能逐渐增加,也就是卡层的干扰越强,卡掉该层后油井的产能越高。

图2 卡层门限对数曲线

由图2可知，随着干扰界限的增大,卡层门限值也逐渐增加,也就是层间干扰越强时,可以允许卡层的流动系数累积值越大。在实际生产过程中,位于对数曲线右下方的井点在卡层后产能会增加,卡层门限曲线是指导合理开关层的重要界限。

4 合理开关层与提液模式

以纵向均衡驱替为目标,提出了先卡层后提液、先提液后卡层、笼统提液及单层开采这4种卡提组合模式。

图3 A 01井生产动态曲线

通过该方法指导BZ油田实施开关层与提液措施46井次,日增油450 m3,年增油15×104m3,结合地质油藏特征及井网完善程度,指导6口调整井分单砂体开发,日增油300 m3,年增油8×104m3。

5 结论与认识

引入含水率与压差的影响改进干扰系数计算公式,根据考虑干扰系数的定向井产能公式,绘制卡层前后流动系数累积变化值与产能变化的关系图版,推导卡层门限值,并求得卡层门限曲线及计算公式,指导合理开关层,实现产能接替。

应用卡层门限和干扰界限为定量约束,提出了先卡层后提液、先提液后卡层、笼统提液及单层开采4种卡提组合的合理开关层和提液模式,指导实施油井开关层与提液措施46井次,分层部署调整井6口,日增油750 m3,年增油23×104m3。