基于驱替单元的水驱油藏动用状况分类评价方法_司睿.pdf

大庆石油地质与开发 Petroleum Geology Oilfield Development in Daqing2023 年 2 月 第 42 卷第 1 期Feb.，2023Vol.42 No.1DOI：10.19597/J.ISSN.1000-3754.202111012基于驱替单元的水驱油藏动用状况分类评价方法司睿1 石成方1 王英圣2 石为为3 钱其豪1 吴桐1（1.中国石油勘探开发研究院，北京100083；2.广州海洋地质调查局，广东 广州510075；3.中国华油集团油气资源事业部，北京100020）摘要：针对油田进入特高含水后期阶段，剩余油高度分散，无效循环不断加剧，剩余油和无效循环均赋存于“井间层内”的问题，无论是挖掘剩余油还是治理无效循环，水驱开发调整都必须聚焦于“井间层内”，不断向精细化方向发展。为了精细分析和量化评价水驱油藏动用状况，提出了驱替单元是最小可控单元的概念，分析了驱替单元的5个控制因素，明确了驱替单元与其所属领地的关系。通过研究将含水率和采出程度作为驱替单元分类评价的关键指标，应用含水率和采出程度建立了分类评价标准，并且在数值模拟计算结果的基础上，对每个驱替单元进行分类评价，形成了基于驱替单元的水驱油藏动用状况分类评价方法。应用该方法对实际油藏L区块进行了评价，并对具体井别提出了调整措施，评价结果可有效指导每个最小可控单元注水、堵水、增注、调剖等控制调整措施的实施。关键词：驱替单元；最小可控单元；水驱油藏；评价方法；调整措施中图分类号：TE341 文献标识码：A 文章编号：1000-3754（2023）01-0073-10Classification and evaluation method of water flooded reservoir producing performance based on displacement unitsSI Rui1，SHI Chengfang1，WANG Yingsheng2，SHI Weiwei3，QIAN Qihao1，WU Tong1（1.Research Institute of Petroleum Exploration&Development，Beijing 100083，China；2.Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou 510075，China；3.Oil and Gas Resources Department of China Huayou Group Co Ltd，Beijing 100020，China）Abstract：As oilfield enters the late stage of ultra-high water cut，remaining oil is highly dispersed with continuously serious invalid circulation.Both remaining oil and invalid circulation are problems of“interwell and innerlayer”.Development adjustments for both problems must focus on“interwell and innerlayer”and continuously develop in the direction of refinement.For the purpose of fine analysis and quantitative evaluation of reservoir producing performance，the concept that displacement unit is the smallest controllable unit is proposed.5 control factors of displacement units are analyzed，and relationship between displacement units and their territories are determined.Water cut and recovery degree are determined as key indexes for classification and evaluation of displacement units and are used to establish classification and evaluation criteria，and each displacement unit is classified and evaluated based on numerical simulation calculation，thus forming classification and evaluation method for producing performance of water flooded reservoirs based on displacement units.This method is applied to evaluate Block L of real 收稿日期：2021-11-03 改回日期：2022-05-24基金项目：国家科技重大专项“优势渗流通道识别与表征及控制无效循环技术”（2016ZX05010-003）。第一作者：司睿，男，1997年生，在读硕士，从事高含水老油田剩余油开发研究。E-mail：通信作者：石成方，男，1961年生，博士，正高级工程师，从事高含水油田精细开发研究。E-mail：2023 年大庆石油地质与开发reservoir，and adjustment stimulations are proposed for specific wells.The evaluation results effectively guide the implementation of control and adjustment of water injection，water plugging，injection increase，and profile control for individual minimum controllable unit.Key words：displacement unit；smallest controllable unit；water flooded reservoir；evaluation method；adjustment stimulation0引言油田进入特高含水后期，剩余油分布高度分散，无效循环日益严重12，剩余油与无效循环主要赋存于井间层内。评价、调整剩余油以及无效循环必须深入到井间和层内34。基于井间和层内的精细化动用状况评价是进一步开发调整的前提5。目前油田动用状况评价方法主要有宏观评价方法、综合判断方法、油藏数值模拟方法以及动态测试监测方法。其中宏观评价方法包括可采储量的计算、采收率的标定、水驱曲线预测、水驱指数确定、存水率分析等，主要针对油田或区块整体动用状况展开评价67；综合判断方法主要为油水生产状况及动态监测综合分析，如利用神经网络方法对已有资料进行学习训练，建立评价模型，实现油层动用状况定量评价8，通过计算储层渗流阻力，实现注水量、产量劈分，以此综合判断油层的动用状况9；油藏数值模拟方法是通过建立地质模型，历史拟合模拟计算后，对油藏的压力、含油饱和度等进行预测，以此来评价油层的动用状况；动态测试监测方法主要是根据产吸剖面测试得到油井各层产液、水井各层吸水状况，通过岩心室内实验获得含油饱和度，进而计算驱油效率来评价油层的动用状况，老油田打调整井、更新井后通过测井进行水淹层解释。上述对于油层动用状况评价的研究对象主要是油田、区块、小层，为了能够对井间和层内的水驱油藏动用状况进行评价，还需要对注采井间每一层每一方向的动用状况进一步研究，因为剩余油和无效循环在特高含水后期主要赋存在“井间层内”。为了开展井间和层内注采井间每一层每一方向的动用状况精细化评价研究，提出了驱替单元的概念。驱替单元的定义是“点源点汇之间流线包裹的空间”，实质上，油田部署井网形成注采关系后，油藏水驱油体系是由所有驱替单元的集合组成的。每个驱替单元控制调整好了才能取得更好的整体开发效果。1驱替单元驱替单元是指点源点汇之间流线包裹的空间。如图1所示，可以看出注采井间每一层不同方向都会形成驱替单元，平面、纵向上注采井间驱替单元的集合就组成了整个注水开发系统。由于目前对于图1驱替单元平面及纵向分布Fig.1 Areal and vertical distribution of displacement units74第 42 卷 第 1 期司睿 等：基于驱替单元的水驱油藏动用状况分类评价方法油层开采的控制设备只能延伸到注采井底，通过注采井底压力和注入剂对油层实施控制，因此点源点汇之间流线包裹区域形成的驱替单元可以认为是目前对油层实施控制的最小单元。驱替单元受5方面因素控制，一是层系井网，二是水井井底压力，三是油井井底压力，四是注入剂（包括驱油剂、调剖剂、堵水剂等各种助剂），五是完井方式和油层改造措施。其中最重要的控制因素是层系井网。确定井网后，在注采压力系统作用下驱替单元的控制区域就确定了。在某种注采井网状态下，油藏中建立注采关系的点源（注水井）、点汇（采油井）的最大驱油范围或独立采油井的最大泄油范围，称之为控制单元。在多个相邻注采关系同时存在情况下，相邻单元控制范围存在重叠部分，实际驱替单元的分界线在重叠部分之内且在相关油水井井底压力等控制下发生变化。由于控制单元存在重叠部分，相邻驱替单元分别在不同时刻对重叠区域起到了驱替作用，因此驱替单元之间可以“互相帮助”，改善驱油效果，这也是可以控制调整油层驱油状况的基础和依据。实际上就是通过改变三维空间中油藏压力分布来对油层实施控制。控制方式主要包括关停井层、措施改造、分层调整注水、油水井别调整、调驱调剖、加密或抽稀井网等。控制是动用的前提，驱替单元小于控制单元，一般情况下控制单元中总存在未动用部分。驱替单元为目前精细化评价油层动用状况的最小单元，即对油水井间每一层一个方向油层动用状况的精细化评价。由于驱替单元是最小可控单元，对驱替单元的评价可为油藏精细化挖潜提供最直接的量化评价依据。2驱替单元的领地在驱替单元的控制因素中，层系井网是最关键的控制因素，这是因为在井网确定之后控制程度（井网中控制储量占总体储量的比值）就可以确定，将井网确定情况下注采井间的控制区域定义为驱替单元的“领地”，驱替单元的领地是驱替单元的工作区域。以非均质规则五点井网流线分布图为例（图 2中红色线条），在驱替单元之间存在一个由注采井底压力系统形成的油藏压力空间分布的分水岭，即压力平衡点（图2中绿色点）。在井网确定后，不同压力系统下，不同开发阶段分水岭的位置是变化的，即驱替单元会随着油水井的井底压力和不同开发阶段饱和度场、物性场变化而发生变化。为了简化处理实际情况造成的复杂性，分析一下非均质地层、单相流动、规则井网、油水井井底压力不变情况下驱替单元的范围。对于五点法井网，对 2口水井和 2口油井的速度方程进行推导，由势的叠加原理可得4口井共同作用下的压力平衡点坐标，见图 3中的绿色点。将 4口井的几何中心点（黄色点）与平衡点进行对比分析可以发现，在规则井网条件下，压力平衡点和几何中心是重合的；变化其中一口井的位置，形成不规则井网，从图3中可以看出，即使在井网极不规则状况下，压力平衡点和几何中心点仍十分相近。在油田实际生产情况下，油层非均质性极其严重且井间物性参数难以精准确定，加上饱和度场、压力场变化不定，压力平衡点也无法精准确定。因此，可以用几何中心点近似代替平衡点，将几何中心点和油水井用直线依次连接形成的区域确定为驱替单元