三类油层强势渗流层位识别研究

2013-10-27张凤敏中石油大庆油田有限责任公司第四采油厂地质大队黑龙江大庆163511

长江大学学报(自科版) 2013年10期

张凤敏 (中石油大庆油田有限责任公司第四采油厂地质大队，黑龙江大庆 163511)

三类油层强势渗流层位识别研究

张凤敏 (中石油大庆油田有限责任公司第四采油厂地质大队，黑龙江大庆 163511)

为识别三类油层强势渗流层位,建立了单井径向模型，利用取心井、新井解释与剖面资料量化强势渗流界限，拟合了不同有效厚度、渗透率突进系数层位的含水与吸水情况。研究表明,利用取心井、新井解释和剖面资料量化识别三类油层强势渗流层位是可行的;当层位含油饱和度变化值达到40%时，油层接近水驱最大驱油效率，存在强势渗流通道;层位含油饱和度变化与有效厚度、渗透率突进系数、相对水量突进系数成正相关性，有效厚度1m、渗透率突进系数2、相对水量突进系数1.5是强势渗流层位识别界限。

强势渗流层位；有效厚度；渗透率突进系数；相对水量突进系数

目前，杏北油田进入“双特高”开发阶段，注入水低效无效循环进一步加剧，层间干扰严重，低含水储层不能得到有效动用，制约了水驱油田开发水平的进一步提高。因此，如何有效识别三类油层强势渗流通道，进而开展配套治理技术研究，成为水驱油田控制含水上升速度的关键。

1 强势渗流

强势渗流通道，是指储层中注入水的优势通道。在大庆油田主要表现为砂岩储层由于自身向上变细的旋回性和渗透率的差异性，加上油、水的重力分异作用，造成注入水优先沿着砂岩底部相对高渗透带向油井快速突进，并且在长期注水冲刷条件下，水相渗透率逐渐升高，形成油水井间相互连通厚度不大的相对高渗透强水洗通道。当其驱油效率接近或达到最大驱油效率时，强水洗段的驱油效率不再明显提高，注入水在强势渗流通道上呈现低效无效循环状态，严重干扰油层顶部及其他部位的吸水和出油状况。

图1 单井径向模型

统计萨尔图、喇嘛甸油田15口井相渗试验资料，油层最大驱油效率平均超过60%[1]。近年来喇萨杏油田检查井强水洗段驱油效率状况统计表明，长期注水条件下，强水洗段的驱油效率多数集中在60%～70%[1]。统计杏北地区取心检查井资料，三类油层表内储层平均原始含油饱和度为69.6%，表外储层为47.3%，考虑到储量比例，以最大驱油效率为60%计算，得出接近水驱最大驱油效率时层位含油饱和度变化值达到40%，由此确定当层位含油饱和度差值为40%时，为强势渗流层位。

2 单井径向模型及渗流影响因素

为研究油层注入状况，建立单井径向模型如图1所示。假定一口注水井射开n个油层，hi、Ki、μi分别代表第i个油层的砂岩厚度、渗透率和流体粘度，注水井流动压力P1，采油井流动压力P2，注采井距L。按照达西定律可知，理论上注入水在各油层中的流量Qi与渗透率、注采压差和截留面积Ai成正比，与注采井距和流体粘度成反比：

考虑到现场注采压差、原油粘度差异较小，故不予考虑这2个因素。统计杏北地区2010、2011两年新井61130个小层水淹解释资料，高水淹层数占总层数的11.7%，油层渗透率越高，高水淹层数占相应层数的比例越高；油层发育有效厚度越大，高水淹层数占相应层数的比例越高(见表1和表2)。

表1 不同渗透率级别水淹比例构成

表2 不同砂体类型水淹比例构成

3 强势渗流层位界限的量化

利用2008年后的取心井资料，拟合含油饱和度变化与相关参数的关系，确定强势渗流层位界限。

1)有效厚度油层发育有效厚度越大，含油饱和度变化越大，两者呈线性正相关(见图2)。当折算有效厚度大于1m时，层位含油饱和度差值大于40%，即为强势渗流层位。

拟合其与单层含水饱和度的关系。渗透率突进系数越大，含油饱和度变化越大，两者呈线性正相关(见图3)。当渗透率突进系数达到2时，层位含油饱和度差值达到40%，即为强势渗流层位。由此确定，强势渗流层位成因主要受有效厚度、渗透率影响，与有效厚度，渗透率突进系数均成正比，从拟合规律看，有效厚度1m，渗透率突进系数2是强势渗流层位界限。

图2 有效厚度与含油饱和度变化拟合(取心井) 图3 渗透率突进系数与含油饱和度变化拟合(取心井)

4 强势渗流层位界限验证

1)新井解释资料对比验证考虑到取心井资料的范围性，选取资料来源充足、在全区有代表性的2010、2011年新井水淹解释进行对比验证。从拟合规律看(见图4和图5)，有效厚度、渗透率突进系数与含油饱和度变化成线性正相关性，相关系数均大于0.9。当有效厚度达到1m、渗透率突进系数达到2时，含油饱和度变化值分别为34%、36%，接近40%，证实该界限条件在全区内适用。

图4 有效厚度与含油饱和度变化拟合(新井测井解释) 图5 渗透率突进系数与含油饱和度变化拟合(新井测井解释)

2) 吸水剖面资料对比验证为证实界限条件下层位吸水能力，利用注入剖面资料量化评价储层吸水状况，引入相对水量突进系数(λ)，即单层相对注入量di与全井平均单层相对注入量的比值：

拟合界限条件与相对水量突进系数，检验其相关性。从拟合规律看(见图6和图7)，有效厚度、渗透率突进系数与相对水量突进系数成线性正相关。当有效厚度达到1m，渗透率突进系数达到2时，相对水量突进系数均为1.5，证实界限条件层位吸水确实高于全井平均值，而相对水量突进系数1.5可以作为判断强势渗流层位的界限。