高含水老油田剩余油再富集质量评价及影响因素_王吉涛.pdf

第30卷第1期油气地质与采收率Vol.30,No.12023年1月Petroleum Geology and Recovery EfficiencyJan.2023收稿日期：2022-04-08。作者简介：王吉涛（1994），男，江苏如皋人，在读博士研究生，从事油气田开发与提高采收率研究。E-mail：。基金项目：中国石化科研项目“剩余油质量表征及再富集机理实验研究”（31450008-20-ZC0607-0001）。文章编号：1009-9603（2023）01-0153-08DOI：10.13673/37-1359/te.202204008高含水老油田剩余油再富集质量评价及影响因素王吉涛1，2，李俊键1，2，张博文1，2，王勇1，2，张荣达3，马康4，姜汉桥1，2（1.中国石油大学（北京）石油工程学院，北京 102249；2.中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249；3.中国石油大学（北京）经济管理学院，北京 102249；4.中海油研究总院有限责任公司，北京 100028）摘要：中国陆上老油田大部分已进入高含水期，基于矿场实践经验，部分油井经过一段时间关井后，含水率明显降低，剩余油在局部的再富集是造成这一现象的主要原因。水驱后剩余油在重力和毛细管力的作用下向油藏低势闭合区的再富集是影响剩余油再分布的重要因素之一。通过含水率分级与分流量曲线建立水驱油藏含水饱和度分级标准，并以此为依据构建剩余油再富集程度指数和动用潜力指数，从富集程度和动用潜力2个角度对剩余油再富集过程进行表征和评价，并基于实验室尺度物理模拟实验考虑重力、水动力2个主导条件，分析不同影响因素下的剩余油再富集效果。研究结果表明：在重力主导条件下，剩余油再富集主要发生在油藏上部及隔层下部，高压力梯度时再富集效果更好；而在水动力主导条件下，高压力梯度对于剩余油再富集有促进作用，距离构造顶部的距离越大，剩余油再富集空间越大，采收率更高。关键词：高含水老油田；剩余油；再富集；物理模拟实验；提高采收率中图分类号：TE32+7文献标识码：AQuality evaluation of remaining oil re-enrichment in highwater-cut mature oil reservoirs and its influencing factorsWANG Jitao1，2，LI Junjian1，2，ZHANG Bowen1，2，WANG Yong1，2，ZHANG Rongda3，MA Kang4，JIANG Hanqiao1，2（1.College of Petroleum Engineering，China University of Petroleum（Beijing），Beijing City，102249，China；2.State KeyLaboratory of Petroleum Resources and Prospecting，China University of Petroleum（Beijing），Beijing City，102249，China；3.School of Economics and Management，China University of Petroleum（Beijing），Beijing City，102249，China；4.CNOOC Research Institute Co.，Ltd.，Beijing City，100028，China）Abstract：Most mature onshore oilfields in China have entered the high water-cut stage，and the field experience showsthat some oil wells have a lower water cut after a certain shut-in period，the reason for which is the remaining oil re-enrichment.The remaining oil re-enrichment in the lower potential closed zones after water flooding under the effect of gravityand capillary force is one of the important factors affecting the of remaining oil re-distribution.In this paper，the water saturation classification standard for waterflooded reservoirs was established by means of the water cut classification and fractional flow curve.On this basis，the indexes for the re-enrichment and the potential producing of remaining oil were constructed to characterize and evaluate the remaining oil re-enrichment.Based on the laboratory-scale physical simulationexperiment，The influence of different factors on remaining oil re-enrichment was simulated separately under the dominantconditions of gravity or hydrodynamics.The results show that the remaining oil re-enrichment mainly occurs in the upperpart of a reservoir and the lower part of the interlayer under the dominant condition of gravity，and the re-enrichment effectis better at a high-pressure gradient.Under the dominant condition of hydrodynamics，the high-pressure gradient can promote the remaining oil re-enrichment，and a farther distance from well pattern to the top of the structure indicates a largerspace for remaining oil re-enrichment and higher recovery.Key words：high water-cut mature oilfield；remaining oil；re-enrichment；physical simulation experiment；enhanced oil recovery 154 油气地质与采收率2023年1月目前，中国陆上老油田多已进入水驱开发后期，剩余油分布越来越分散，其主要原因是受控于剩余油的再富集过程。因此，如何认识剩余油的再富集规律，如何表征再富集、再富集的控制因素及再富集如何影响后续剩余油动用等，成为迫切需要解决的问题。高含水期油藏剩余油的典型特征为“高度分散、局部富集”，以往的剩余油潜力分布定量表征方法难以适用。丁帅伟等根据储量丰度提出了生产潜力的概念，考虑油藏可动油饱和度、油藏压力、地层渗透性和距边界的距离等参数对生产的影响，定量化表征了生产潜力和油藏剩余能量1。李本轲基于流体势和油水运移规律，提出剩余油富集主要存在于油藏低势闭合区2。耿站立等通过优势潜力丰度概念定量化表征剩余油分布规律及动用潜力3。屈宏等基于实际油藏模型，考虑构造因素、沉积相及储层连通性，结合油藏生产动态，提出剩余油再富集过程受到沉积相及砂体连通性影响4。杜玉山等基于渗流机理建立了油藏再富集油水渗流数学模型，考虑了渗透率、黏度及重力等参数对剩余油再富集渗流速度和再富集成藏时间的影响5。张建宁等基于油藏数值模拟手段，将剩余油再富集区域确定于油藏构造微高点、砂体顶部、腰部及平面渗透率较高的位置6。李本轲和张建宁等表征了剩余油再富集程度受到重力、油藏内部压力、浮力及毛细管力等因素的共同影响，并考虑了水驱时间、再富集时间、再富集前含油饱和度、原油黏度、非均质性及构造等因素对剩余油再富集规模的影响2，6。高博禹等总结了剩余油形成与分布的研究方法，主要包括开发地质学方法、油藏工程方法、测井方法、数值模拟方法、高分辨率层序地层学方法和微观剩余油分类研究共6种方法7。胡淑琼等基于剩余油微观孔喉模型，考虑微观孔喉结构、岩石润湿性等因素对剩余油微观分布模式的影响8。MINESCU等考虑了再富集过程中压力变化和重力因素的影响，并考虑了运移过程中的能量变化9。吴义志以胜利油区东辛油田断块油藏为例分析了剩余油再富集影响因素，其中储层渗透率为主要影响因素，原油黏度、密度、地层倾角和综合含水率为次要因素10。前人对于剩余油再富集的研究以油藏数值模拟、数学模型计算及微观孔喉模型研究为主，数据来源以数值模拟分析和实际油藏生产动态为主，缺乏实验数据的验证，更无再富集质量的定量评价方法11-16。为此，笔者基于实验室尺度物理模拟实验，以水驱后水动力、重力影响下油藏低势闭合区内剩余油再富集为研究对象，通过剩余油再富集程度指数和动用潜力指数2个参数，从富集和动用2个角度对剩余油进行潜力评价，并考虑压力梯度、油水井与构造顶部距离对剩余油再富集的影响，以明确水驱后剩余油分布规律，为油田提高采收率提供理论认识。1剩余油再富集质量表征参数1.1饱和度分级方法对剩余油再富集进行评价及表征时，通过研究区相对渗透率得到分流量曲线，再结合含水率分级对分流量曲线进行分区，从而完成饱和度分级标定。基于研究区的相对渗透率曲线（图1a），通过分流量方程（不考虑重力和毛细管力）计算可得该区域的分流量曲线（图1b），其表达式为：fw=11+Kro()SoKrw()Swwo（1）图1饱和度分区计算Fig.1Saturation partition calculation根据含水率分级标准，将分流量曲线分为3个区域，这3个区域所对应的饱和度点即为含油饱和第30卷第1期王吉涛等.高含水老油田剩余油再富集质量评价及影响因素 155 度分级的边界点：当含水率为020%时，为低含水率，剩余油高度富集，含水饱和度为0.220.34；当含水率为 20%90%时，为中高含水率，剩余油富集，含水饱和度为 0.340.49；当含水率为 90%98%时，为特高含水率，剩余油不富集，含水饱和度为0.490.67。基于含油饱和度分区，对饱和度场进行插值处理，非富集区赋值为0，富集区赋值为1，高度富集区赋值为2，以此作为后续剩余油再富集评价及表征的基础。1.2再富集程度指数剩余油再富集程度指数可以通过剩余油再富集前后饱和度场的差值表示，其计算式为：=i=1NSi|ai后-ai前i=1NSiai前（2）根据再富集程度指数，对油藏剩余油再富集程度进行分级：再富集程度指数为00.5时，表示油藏剩余油不富集；再富集程度指数为0.51.5时，表示油藏剩余油富集；再富集程度指数为1.52时，表示油藏剩余油高度富集。1.3动用潜力指数剩余油动用潜力指数是通过对剩余油再富集后的饱和度插值场进行计算而得到的，可表示为：=i=13|1j=1NSjSjmaxSi()j=1NSji=13Sj i（3）根据动用