双河油田Ⅳ1-3层系聚合物驱吸水剖面变化特征分析

2015-07-02曾德伟侯雪樱朱义清张新宁朱江海

石油地质与工程 2015年1期

关键词：聚驱层系双河

谈馨，曾德伟，侯雪樱，朱义清，张新宁，朱江海

(1.中国石化河南油田分公司石油勘探开发研究院，河南南阳 473132；2.中国石化河南石油工程有限公司国际公司；3.中国石化河南油田分公司第一采油厂)

双河油田Ⅳ1-3层系聚合物驱吸水剖面变化特征分析

谈馨1，曾德伟2，侯雪樱1，朱义清1，张新宁1，朱江海3

(1.中国石化河南油田分公司石油勘探开发研究院，河南南阳 473132；2.中国石化河南石油工程有限公司国际公司；3.中国石化河南油田分公司第一采油厂)

统计双河油田Ⅳ1-3层系聚合物驱吸水剖面资料发现，聚驱过程中层间和层内都存在吸水剖面返转的现象；层间吸水剖面具有变化类型多、差异大的特征，其中低渗透层返转时机晚、返转频率低、不吸水层数多，聚驱过程中累计吸水量和平均吸水强度也最低；纵向上含油层位越多，聚驱调整吸水剖面难度越大。从层内吸水情况来看，河道和河口坝砂层吸水剖面周期性返转，席状砂砂层层内吸水变化小，厚油层底部吸水强度大。根据研究结果，建议采取调剖或分注、分层分质的注入方式，提高低渗透层动用程度，改善聚合物驱开发效果。

双河油田；聚合物驱；吸水剖面返转

聚合物驱过程中，油层吸水剖面的变化反映了油层的动用状况，研究吸水剖面的变化规律和特征，可以为今后改善聚驱开发效果提供依据[1-3]。双河油田Ⅳ1-3层系是河南油田聚合物驱工业化应用规模最大的区块，有注聚井49口，采油井81口，目前已结束聚合物驱转入后续水驱阶段，积累了大量的吸水资料，因此，本次以双河油田Ⅳ1-3层系为例，研究聚合物驱过程中吸水剖面的变化特征。

1 油藏概况

双河油田Ⅳ1-3层系属于二类油层，分布面积8.82 km2，地质储量1 127×104t，油藏埋深1 568～1 760 m，含油井段长达192 m，自上而下分为3个小层、12个单层，14个油砂体，单层厚度薄，在1～12 m之间，多在3 m左右。属于典型的湖盆陡坡型扇三角洲沉积，以河道沉积为主，其次为席状砂和河口坝。储层岩性为一套以砾状砂岩、含砾砂岩为主的混杂砂砾岩复合体，平均孔隙度13.9%，渗透率0.37 μm2。由于扇三角洲前缘水下分支河道的快速沉积，粗细沉积物混杂叠加，沉积物分选较差，因此层间和层内非均质性严重。

2 聚合物驱吸水剖面返转机理

纵向上非均质油藏在注聚初期，聚合物溶液主要进入高渗透层，随着聚合物溶液的注入，高渗透层渗流阻力变大，相对吸水量开始下降，低渗透层相对吸水量逐渐增加，注入剖面得到调整，同时，随着低渗透层吸水量的增加，其渗流阻力也在不断增大，当阻力达到一定程度时，低渗透层相对吸水量又开始下降，高渗透层相对吸水量开始上升，这种现象称做聚合物驱吸水剖面返转现象[4-6]。低渗透层相对吸水量开始下降或高渗透层相对吸水量开始上升的点称为反转点；随着注聚量的增加，低渗透层的相对吸水量达到某一低值后又会呈增加趋势，高渗透层吸水量达到某一高值后，吸水量呈减少趋势，低渗透层两个开始增加点或高渗透层两个减少点之间的注入体积倍数称为一个返转周期。

同样，由于油层层内纵向上也存在非均质性，在注聚初期，聚合物溶液由于流体重力作用影响主要在油层底部流动，随着注聚时间的延长，底部渗流阻力增大，油层上部吸水量增加，层内注入剖面得到调整；同时，随着油层上部吸水量增加，上部流动阻力增大，增大到一定程度时，上部相对吸水量又逐渐下降，下部吸水量开始增加；随着聚合物溶液的注入，层内吸水剖面在油层上下部周期性返转。因此，聚驱过程中，油层层间和层内都存在吸水剖面返转的现象。

3 聚合物驱吸水剖面变化特征

3.1 层间变化特征

3.1.1 吸水剖面变化类型多，差异大

通过分析双河油田Ⅳ1-3层系49口注聚井聚合物驱吸水剖面资料，发现在注聚过程中，随着聚合物用量的增加，从不同阶段来看，吸水剖面呈多种类型变化：多数油层相对吸水量发生周期性返转；部分油层间断性吸水；部分油层聚驱初期吸水,聚驱中后期不吸水；部分油层聚驱初期不吸水，聚驱后期开始吸水；还有部分油层聚驱过程中始终不吸水，油层未能得到有效动用。

从返转频率来看，各层吸水剖面返转频率相差大，有不返转的，有返转1次、2次或多次的，最多达6次。1次返转层数占总层数的18.6%，占总厚度的18.5%；吸水剖面返转2次以上的是最主要的变化类型，层数占总层数的53.3%，厚度占总厚度的62.3%；部分油层吸水量逐渐增加或减少，吸水剖面不返转，这种情况较少，层数占总层数的5.8%，厚度占总厚度的7.5%。其它为不吸水层，多为薄油层，层数占总层数的22.3%，厚度占总油层厚度的11.8%(表1)。

表1 双河油田Ⅳ1-3层系聚驱吸水剖面变化情况统计

从注聚井吸水剖面返转时机来看，单层吸水剖面初次返转时机差异也较大，注入聚合物0.01～0.59 PV(平均0.128 PV)后，其中剖面首次返转时机在0～0.1 PV的层数占总层数的49%；返转时机在0.1～0.2 PV的层数占总层数的34%；返转时机在0.2 PV以上的层数占总层数的17%，多数油层在注入0.1 PV左右聚合物时吸水剖面开始返转。

3.1.2 高渗透层的累计吸水量和平均吸水强度大于中低渗透层

虽然聚合物驱能够改善低渗透层吸水状况，扩大波及体积，但从双河油田Ⅳ1-3层系注入井不同渗透率油层统计资料来看(表2)，在整个注聚过程中，各注聚井累计吸水量和平均每米相对吸水量仍是高渗透层最高，低渗透层最低。

3.1.3 低渗透层返转时机晚，返转频率低，部分油层难以启动间非均质性严重，渗透率级差大(1.1～26.0，平均为6.3)，在多层合注时，中高渗透层启动压力低，吸水量大，吸水剖面返转时机早，返转频率高，而低渗透层启动压力高，油层启动晚，吸水剖面返转时机晚，返转频率低。统计结果见图1、图2，说明低渗透层动用状况差。

表2 双河油田Ⅳ1-3层系不同渗透率油层吸水情况统计

图1 不同渗透率油层吸水剖面返转时机对比

图2 不同渗透率油层吸水剖面变化类型对比

双河油田Ⅳ1-3层系油层厚度薄、物性差、层低渗透层动用状况差的主要原因是层间渗透率差异过大，单一分子量的聚合物很难适合不同类型油层。注入相同分子量聚合物时，中高分子量聚合物对低渗透层适应性较差。针对这种情况，可考虑采用分层分质注入工艺，即用封隔器将不同性质的油层分隔开，对应低渗透层段，将井口来的高分子量聚合物降解，分子量降低到注入方案要求后再进入到油层[4]，使低渗透油层得到更好的动用。

3.1.4 含油层位多时，吸水剖面返转时机晚，反转频率低，不吸水层数多

双河油田Ⅳ1-3层系纵向上油层分布层数多，井段长，平均单井钻遇油层5.5个。该区聚驱采用笼统注入或油套分层合注的方式。统计发现，油层层数越多，吸水剖面返转时机越晚，吸水层返转频率越低，不吸水层数大幅增加(表3)，说明油层层数多时，一次动用多层注聚井剖面矛盾更大，聚合物驱调整吸水剖面的能力越差，针对这种状况，应尽可能细分注聚单元，或及时调剖。

表3 双河油田Ⅳ1-3层系油层吸水剖面返转情况统计

3.2 层内变化特征

3.2.1 河道、河口坝砂层层内吸水剖面周期性返转

双河油田Ⅳ1-3层系聚驱注聚井沉积类型中，河道层数占53.2%，河口坝占18.4%，前缘席状砂占24.8%。其中河道和河口坝砂层相对较厚，物性较好，平均厚度分别为4.4 m和3.8 m，平均渗透率分别为0.409 μm2和0.414 μm2；席状砂砂层厚度薄、物性差，平均厚度1.9m，平均渗透率0.245 μm2。

河道和河口坝砂层纵向上向下分别具有变粗和变细的韵律特征，层内物性差异大。根据连续吸水剖面资料，注聚后，由于聚合物溶液的层内调剖作用，多数河道和河口坝砂层吸水剖面出现周期性返转的特征。

席状砂砂层由于油层厚度薄，物性差，注入少量聚合物溶液后，阻力系数就大幅上升导致不吸水，因此大部分油层聚驱过程中间断性吸水或不吸水，层内吸水状况变化相对较小。

3.2.2 受流体重力差异作用影响，厚油层底部吸水强度仍较高

从连续吸水剖面资料来看，由于受流体重力差异作用影响，无论是正韵律的河道还是反韵律的河口坝砂层，厚油层顶部吸水剖面虽然有周期性变化特征，但大部分时间仍是底部吸水能力大于中上部。如双泌38井Ⅳ1层，厚度10 m，仅在聚驱初期上部吸水好于底部，此后底部吸水量始终明显大于中上部。可见，对于厚度大的油层，聚驱不能完全改变由重力分异作用导致的油层下部强水洗、上部受效差的问题[6]。