基于流线的水驱动态评价及调整技术研究

基于流线的水驱动态评价及调整技术研究

陈立

中石化江苏油田分公司勘探开发研究院 江苏 扬州 225012

摘要:为准确了解水驱油藏地下流体规律，提高油藏最终采收率，以流线数值模拟技术为基础，建立水驱动态评价模型，提出了水驱动态评价方法，并在此基础上研究了相应的调整优化技术。通过对流线的动态评价，实现定量化评价注采井间关系，指导油藏的开发调整。利用层系细分重组、动态调配、井网抽稀等低成本调整技术，取得了较好的开发效果。矿场试验表明，采收率能提高1.3~1.8%。

关键词：水驱评价；流线数值模拟；开发调整

一般的油藏工程方法是在规则的注采井网（五点法、反七点法、九点法等）情况下进行分析的，采用几何平均法或者kh法计算注采井间的注入量及产量，计算结果准确性较差，难以反映油藏静态非均质性与动态开发特征，无法准确评价油藏的水驱特征，也无法解决注入水分配、油井受效等问题。借助流线数值模拟技术可以较为直观的了解流体在地下的动态流动特征，结合油藏工程的基本原理，提出一种新的水驱油藏动态评价方法。利用该方法可以定量评价油井泄油面积、水驱速度、井间水驱波及面积等参数，较为准确地评价油藏的开发效果。根据流线分布的特征及因素分析，采取针对性的调整措施，把优势流线变弱，把弱势流线变强，最终达到提高采收率的目的。

1水驱动态评价技术研究

1.1引用油水井分配系数

油水井分配系数（Well Allocation Factors）是某井受到（或向）其它井贡献液量的大小[1]。对油井而言，油井分配系数是周围各水井对其产液量、产油量、产水量贡献的相对大小。

1.2水驱动态评价模型的建立

油藏工程中传统方法采用的都是规则的井网设计，在产量分配上往往都是固定的几何平均法分配，油藏的渗流区域也就局限在指定的井网单元内，边界人为固定，具有很大的盲目性，也不符合地下油藏实际的渗流情况。为此，提出一种新的计算方法，以油井为中心，采用流线模拟建立油井与周围注水井的动态井网，实现变井网流量法计算分配系数，这样既考虑了周围注水井的分布情况，也考虑了注水井的实际动态注入量。流线模型通过“五步法”实现，第一步梳理油水井的累产、累注及相关的生产和注水时间；第二步标注存在注采关系，建立历史的注采流线；第三步利用产注、新井、措施及监测等资料叠合分析，开展流线性质的评价，判断强势、次强势及弱势流线；第四步去除对应时间短、注采不受效、新井弱水淹及累产累注少等弱势流线，从而抽稀复杂的流线网络，同时分析计算流线水驱波及面积；第五步综合各类流线强弱、对应时间、注采受效、累产累注情况，描述水淹区和剩余油富集区。

1.3动态评价方法

由于所建立的流线模型充分考虑了油藏的非均质性、井网的不规则形式及注采井的动态变化特征，可以实现动态评价油藏的水驱特征、注水效率、注采井的连通程度及油井的受效情况。主要评价指标:①累积水驱贡献产油量-累积注水量关系曲线；②当前水驱贡献产油量-当前注水量关系曲线；③井网单元流量分布图。在选取相关参数后可以建立相应的动态评价方法:首先，画出油田或区块的累积亏空图，分析出油田或区块范围内的整体注采情况，包括油田注采比、地层压力保持水平、注入水损失量等，这样可以初步评价油田水驱效果；其次，选取典型井组进行详细分析，绘制出井网单元内的流量分布图，评价单井的水驱贡献情况、油水井及层间的连通情况；最后将开发效果差的井(注水井和采油井)挑选出来，制定相应的调整方案，改善水驱效果。

1.4定量化注采井间关系

对于整个油田而言，水驱动态评价的关键还是应该具体到单井。通过计算井网单元内各井的分配系数，可以定量化描述各井的连通程度、实际注采分配情况。同样还可计算单井各相流体的分配系数，明确各相流体在油藏内的流动特征，从而指导油水井的动态调配[2]。

如果注水井对应油井的分配系数越大，则说明注入水流向该油井的水量越多，若不及时进行流场调整，会导致油井过早水淹。

在一注两采理论模型中流线分布可以看出，注水井I1井有大量的注入水流向P2井，从分配系数饼状图中可以看到水量占比达到82%，形成主要窜流通道，而在P1井方向上水量较少，水驱效果差，甚至不见效。

同理如果油井对某注水井的分配系数越大，则说明油井贡献的产液量主要来自该注水井方向。在两注一采理论模型中油井P2流线分布可以看出为油井的产液量主要来自注水井I1的贡献，从分配系数饼状图中可以看到贡献率达到86%。

2水驱调整优化技术研究

以水驱动态评价的结果为基础，根据流线分布的特征及因素分析，采取针对性的调整措施，改变地下流体优势方向，增加弱流线方向的水驱强度，提高整体波及系数，改善油田开发效果。

2.1矢量动态调配，优化固定流线

利用流线数值模拟进行矢量动态调配，结合流线动态模拟的结果，以提高注水波及为目的，制定了以下动态调配的技术思路: ①在水驱动态评价模型的基础上，计算单井的注水波及系数以及区块的平均波及系数。②注水量与采液量的优化。用单井井注水波及系数与区块平均注水波及系数对比，若单井注水波及系数较小，则提高注水量，同时配合弱流线方向油井提液，强流线方向油井关停；反之则降低注水量，结合措施控制油井含水上升。③使用优化后的注水量模拟计算一定的时间后的生产效果。重复以上步骤，直到优化出提高水驱波及系数的最佳方案。

2.2完善注采井网，新增挖潜流线

通过对储量失控区域完善注采井网，建立新流线来挖掘剩余油。建立新流线的方式有两种：一是部署新井，二是流场调整（包括转注或转抽）。主要形式有①在井网未控制区部署新井或者利用老井侧钻，建立新的注采井网；②原强流线方向油井水淹后转注，形成排状或者切割注水，改变原先的水驱方向；③产量较低的油井转注形成多向水驱，结合井网优化将累注水量较少的水井转抽。④结合调剖、调驱、卡水等措施，削弱强流线，促使新增其他方向的流线。

2.3优化注采井距，控制平面流线

在油藏非均质性及沉积微相认识清楚的基础上，改变注采井距，使得注水井与油井之间建立合理的驱替压力梯度，控制流线过强或者过弱，使得油藏得到最大限度的开发，改善开发效果，提高水驱采收率。主要做法有：①在主河道或者物性较好的区域，抽稀井网，拉大注采井距，降低驱替压力梯度，控制流线过强。②在河道侧缘或者物性较差区域，井间加密，缩小注采井距，提高驱替压力梯度，使得油水井间建立合适的流线，注水能够见效。③在主河道与侧缘结合区域，改变井网，河道内注水，侧缘采油，结合增注提液措施，增加流线，扩大水驱波及。

2.4细分重组层系，完善立体流线

从达西公式出发，将渗流阻力项R＇定义为拟渗流阻力系数，代表随饱和度变化的油水两相渗流能力。拟阻力系数级差越大，则层间干扰越严重。

针对层间矛盾突出的注入井，通过层系细分重组四级优化方法，改善注入剖面，均衡层间动用。层系细分重组四级优化方法主要为：第一步，拟渗流阻力级差筛选，确定调整区的拟渗流阻力级差界限为5.5，按照拟渗流阻力系数计算方法，计算得到各方案的拟渗流阻力级差，筛选出拟渗流阻力级差小于5.5的方案。第二步，排除单控储量小于4.5×104t的方案。第三步，对开发指标进行预测，筛选出方案实施以后十五年末采出程度较高的方案。第四步，经济指标优化，优选出经济指标最高的方案。经过四级优化方法的逐级筛选，优化出拟渗流阻力级差小、有一定的储量基础、开发经济指标最佳的层系划分方案。

3应用效果

该技术在江苏油田W2断块和G7断块得到应用，分别提高采收率1.8%和1.3%，自然递减率下降9.8%和10.9%，取得了较好的成果。

4认识与结论

（1）针对常规的水驱油藏评价考虑的往往是静态下的地质模型，无法定量评价油藏的水驱动态、油井受效等问题。基于流线模拟的油藏动态评价方法，实现定量化评价注采井间关系，能够较好的指导油藏的开发调整。

（2）在高含水开发后期，流线调整优化是减缓产量递减，进一步提高油藏采收率重要手段。针对不同的流线分布特征，采取相应的流线调整措施，能够有效的改善开发效果。

参考文献

[1] 吴军来．基于3D流线模拟的水驱油藏动态评价新方法[J].西安石油大学学报(自然科学版),2011,26(2):43-47．

[2] 王洪光.高含水期油藏储集层物性变化特征模拟研究[J].石油学报,2004,25(6):53-58．

作者简介：陈立（1990—），男，江苏省丹阳人，工程师，主要从事油藏开发工作。