李春颖 张志全 林飞

摘 要：江苏油田庄2断块高含水期存在注水开发效果差，经济效益低等问题，依靠注水开发方式和传统的水动力学调整措施，难以有效改善目前的开发状况。针对先导试验区构造储层特征和油藏开发动态特征，运用聚合物驱开发数值模拟评价方法，研究了注入浓度、注入速度、注入段塞、注入方式等参数对聚合物驱开发效果的影响，优选出最佳方案，并对驱油效果进行预测和评价。结果表明，最佳的注聚方案为采用二级段塞的注入方式（0.075 PV×2 000 mg/L +0.26PV×1 500 mg/L），注入速度为0.07 PV/a，预计提高采收率5.95%。

关 键 词：聚合物驱；油藏数值模拟；方案优化

中图分类号：TE 357 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）08-1831-04

Abstract： Development of Zhuang 2 fault block in Jiangsu oilfield has entered high water cut stage， water injection development effect is poor， and economic efficiency is low. It is difficult to effectively improve the current development effect by waterflood and traditional hydrodynamic adjustment measures. In this paper， according to the geological characteristics and reservoir development behavioral characteristics， the influence of parameters including injection concentration， injection rate， injection slug and injection method on polymer flooding development effect was studied by numerical simulation evaluation of polymer flooding development. The best solution was determined， and the displacement efficiency was forecasted and evaluated. The results show that， the best solution is to use two slugs injection method： pre-slug for 0.075 PV with injection concentration of 2 000 mg/L and master slug for 0.26 PV with injection concentration of 1 500 mg/L， and injection speed at 0.07 PV/a. The plan was expected to increase oil recovery by 5.95%.

Key words： polymer flooding； numerical reservoir simulation； project optimization

通過江苏油田适用的三次采油技术评价，适合化学驱的油藏储量有5 217×104 t，化学驱是江苏油田三次采油提高采收率的主攻方向之一[1，2]。目前，庄2断块已进入注水开发末期，含水91%，采出程度23.24%，各方面技术经济指标都表明水驱开发效果变差，经济效益低，进一步挖掘剩余油潜力难度较大，为改善开发效果，可通过化学驱技术提高油藏采收率[3～5]。研究区块断块构造封闭，储层分布稳定，主力砂体连通性好，储层非均质性强，井网相对完善，注采对应关系好，具有一定剩余油潜力，能够满足聚合物驱注入要求[6]。本文利用Eclipse软件对庄2断块聚合物驱注入浓度、注入段塞、注入速度、注入方式等注入参数进行数值模拟优化设计，推荐出最优的聚合物驱方案。

1 模型的建立

针对目标区油藏具体情况，建立了不等距的角点立体网格模型，设置全油藏平面网格系统为：X方向161个节点，Y方向69个节点，平面网格数为11 109个，总网格节点约为161×69×31=34.437 9万个。平面上根据井距大小将网格步长设计为20 m×20 m，纵向上根据地质分层将目标区的4个砂层组细分为16个砂层，并根据油藏的储层物性及生产特征，将16个砂层定为16个模拟层。为精细模拟生产动态历史，确定模拟时间步长为1个月。油藏数值模拟基本参数见表1。

2 方案优化设计

2.1 聚驱目标区选择及注聚井网确定

在选择注聚目标区时主要考虑剩余油较富集，井网相对完善，储层连通性好的地区[7～9]，庄2断块E2f23层系原生裂缝和人工压裂缝复杂，不适于聚合物驱替； E2f12层系潜力区面积小，连片性差；而E2f11层系连片性好，能形成注聚井网。因此选择庄2断块E2f11层系为注聚目标区，包括三个主力小层E2f11-2、E2f11-3和E2f11-4。

对E2f11层系的三个主力小层进行井网调整，调整井网大多为不规则五点井网，包括13口注聚井，5口注水井和28口生产井。注采井距为150～250 m，多向对应率为40.9%，聚驱井网控制E2f11地质储量105×104 t，孔隙体积200×104 m3。

2.2 注入浓度优化

固定注入段塞0.195 PV，计算了注入浓度为500、1 000、1 500、2 000、2 500 mg/L的5个方案，计算结果见图1。

由图1可知，随聚合物注入浓度的增加，提高采收率的值逐渐增加，而吨聚增油量下降，这是由于聚合物注入浓度越高，地下驱替相溶液的粘度越高，利于控制流度，同时改善流度比的力度更大，含水下降越明显，但转后续水驱后，含水回升又变快。综合指标在注入浓度为1 500 mg/L时效益最好，因此推荐现场注入浓度采用1 500 mg/L。

2.3 注入时机优化

固定注入浓度1 500 mg/L，注入段塞量0.195 PV，共计算了注入时含水率为71.3%、75%、77.5%、80%、82.5%、85%、87.5%、90%八个方案，见图2。

由图2可以看出，随着油藏含水率的增加，注聚合物驱效果变差。在中高含水期，随着原始含水率的增加，聚驱效果缓慢变差；当油藏含水超过80%后，随着含水增加，聚驱效果降低幅度增大，因此为保证矿场实施最大效益，建议在含水不高于80%时注入聚合物。

2.4 注入段塞优化

固定注入浓度1 500 mg/L，共计算了注入段塞为0.195、0.26、0.325、0.36、0.39、0.455、0.52 PV七个方案。从数模计算方案的含水变化看，一定聚合物浓度下，各方案的见效时间一样，基本没有早晚之分，含水最低点的值相差也不大，但段塞尺寸越大，含水下降漏斗越宽，含水回升相对越慢（图3）。

从图3可以看出，随着注入段塞量的增加，提高采收率值逐渐增加，但当注入段塞大于0.36 PV时，提高采收率值上升速度减缓，综合指标也随着段塞量的增加而变差，为保证矿场实施最大效益，选取拐点的段塞量0.36 PV为最优注入段塞。

2.5 注入速度优化

固定注入浓度1 500 mg/L，注入段塞0.36 PV，分别对0.055、0.06、0.065、0.07、0.075PV/a、0.08 PV/a的六个注入速度进行数值模拟优选，优化结果见图4。

由图4可知，随着注入速度的增加，聚驱效果变好，但当注入速度达到0.07 PV/a时，再增大注入速度，對提高采收率的影响不大。结合现场的实际注入能力，推荐注入速度采用0.07 PV/a。

2.6 注入方式优化

根据注入浓度、注入段塞和注入速度优化的结果，在总量540 PV·mg/L保持不变的情况下，设计了包括一级段塞和二级段塞等五种注入方式，优选结果如表2所示。

由表2可知，这五种注入方式对提高采收率的影响相差不大，考虑现场操作和地面工艺设计等因素，选择第3种注入方式，即主段塞为0.26 PV，注入浓度保持在1 500 mg/L，同时设置一个0.075 PV的前置牺牲段塞，注入浓度为2 000 mg/L，预计提高采收率5.95%。

2.7 聚合物驱推荐方案

综合各注入参数的数值模拟优化结果，推荐庄2断块聚合物驱油的方案为：矿场注聚总用量540 PV·mg/L，注入速度为0.07 PV/a，采用二级段塞的注入方式（0.075 PV×2 000 mg/L+0.26 PV×1 500 mg/L），共注入时间1 877 d，需要聚合物干粉总量

1 271 t。预测井网调整+聚合物驱后累计增油15.5×104 t，聚驱提高采收率5.95%，见图5-图7。

3 结束语

庄2断块已经进入高含水期，开发效果变差，为此应尽快探索聚合物驱油技术在江苏油田应用的可行性，减缓中低渗高含水油藏递减，恢复老油田生机。

通过对聚驱段塞尺寸、段塞浓度、注入速度、注入量等各项指标的数值模拟优化，优选出了油藏最佳注聚方案，即年注入速度为0.07 PV，注入方式采用二级段塞。预测聚合物驱后累计增油15.5×104 t，提高采收率5.95%，吨聚合物增油48.4 t/t。

参考文献：

[1] 冈秦麟. 高含水期油田改善水驱效果新技术[M]. 北京：石油工业出版社，1999.

[2] 杨承志. 化学驱提高石油采收率[M]. 北京：石油工业出版社，1999.

[3] 沈平平，俞稼镛. 大幅度提高石油采收率的基础研究[M]. 北京：石油工业出版社，2001.

[4] 王宏伟，李景禄. 喇嘛甸油田特高含水期油田开发理论与实践[M].北京：石油工业出版社，2003.

[5] 陈文华. 提高油田开发效果的途径[J]. 石油勘探开发情报，1991（3）：61-64.

[6] 胡博仲. 聚合物驱采油工程[M]. 北京：石油工业出版社，1997：1-60.

[7] 邵红云，陈雷，李林辉. 胜利油田注聚区块深调防窜技术研究与应用[J]. 断块油气田，2005，12（1）：81-84.

[8] 俞力. 预交联聚合物调整吸水剖面研究与应用[D]. 中国石油大学，2008.

[9] D. Moffitt. Application of Freshwater and Brine Polymer Flooding in the North Burbank Unit， Osage County， Oklahoma[C]. SPE Reservoir Engineering， may 1993：128-134.