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大庆油田三元复合驱油层动用技术界限研究

2016-12-20孙洪国

特种油气藏 2016年2期
关键词:动用大庆油田界限

孙洪国

(中国石油大庆油田有限责任公司,黑龙江 大庆 163712)



大庆油田三元复合驱油层动用技术界限研究

孙洪国

(中国石油大庆油田有限责任公司,黑龙江 大庆 163712)

大庆油田三元复合驱仍采用聚合物驱油层动用技术界限标准,导致三元复合驱控制程度低、开发效果差,运用“动静”结合的分析方法,按照油层沉积类型、河道砂钻遇率等指标,将大庆油田一、二类油层细分为Ⅲ小类,并明确了各类油层的动用技术界限。研究表明,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类油层渗透率界限为有效渗透率不小于100×10-3μm2;与聚合物驱油层动用技术界限标准的油层条件相比,第I类增加了有效厚度小于1 m的非河道砂油层,第II类保持不变,第Ⅲ类增加了有效厚度为0.5~1.0 m的非河道砂油层。研究成果对大庆油田三元复合驱开发有重要意义,也为同类油田三元复合驱开发提供借鉴。

动用技术界限;渗透率界限;厚度界限;一、二类油层;三元复合驱;大庆油田

0 引 言

目前,大庆油田三次采油潜力油层主要为一、二类油层,属于河流—三角洲分流平原沉积,沉积微相类型多,油层条件复杂,层间层内矛盾突出[1-5]。一、二类油层渗透率范围为100×10-3~500×10-3μm2。由三元复合驱室内实验、矿场试验的研究成果可知,适合聚合物驱的油层全部适合三元复合驱[6-8],但聚合物驱油层动用技术界限标准(有效渗透率大于100×10-3μm2,河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层)并不完全适合三元复合驱[9-11]。因此,为提高三元复合驱的开发效果,亟待明确其油层动用技术界限标准。

1 三元复合驱油层动用技术界限

1.1 渗透率界限

1.1.1 室内驱油实验

以大庆油田一、二类油层渗透率为依据[9-11],开展了不同渗透率油层、不同驱替浓度和聚合物分子质量的室内驱油实验。结果表明,渗透率大于100×10-3μm2的油层注入的聚合物分子质量可达到1 500×104,聚合物浓度可达到2 000 mg/L,满足现场注入能力的要求(图1)。

图1 聚合物分子质量、浓度与渗透率匹配关系

1.1.2 矿场试验

分析了大庆油田4个三元复合驱试验区有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层的动用状况,渗透率不小于100×10-3μm2的油层吸水厚度比例为60%以上,吸水层数比例为72.5%;而渗透率小于100×10-3μm2油层动用较差,动用层数比例仅为13.1%。室内实验、矿场试验研究表明三元复合驱油层动用渗透率界限为不小于100×10-3μm2,与聚合物驱油层动用渗透率界限保持一致。

1.2 有效厚度技术界限

目前,大庆油田一、二类油层中实施三元复合驱的油层为河道砂及有效厚度不小于1 m的非河道砂油层,开发效果差。根据油层沉积类型、河道砂钻遇率将一、二类油层细分为Ⅲ类,进一步明确三元复合驱油层动用技术界限。

1.2.1 第Ⅰ类油层动用技术界限

第I类油层属于泛滥、高弯分流平原沉积,河道砂钻遇率高达60%以上。第I类油层动用技术界限在河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层的基础上,增加了有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层。

有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层以土豆状或细条带状散布油层中,具有油层物性好、连通程度高、动用程度高的特点。由渗透率分布可知,其油层渗透率在100×10-3μm2以上,可保证三元复合驱体系的顺利注入;由油层连通情况可知,其油层多向连通比例达90.0%以上,且有56.5%的小层与河道砂连通,油层连通状况好,三元复合驱控制程度高;由油层动用状况可知,3个试验区有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层动用程度均在80.0%以上。因此,第I类油层新增有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层后,既有利于改善三元复合驱的开发效果,又有利于储量的综合利用。

1.2.2 第Ⅱ类油层动用技术界限

第Ⅱ类油层属于低弯分流平原、枝状内前缘沉积,河道砂钻遇率为30%~60%,河道与非河道砂交互分布。其中有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层主要镶嵌在河道边部或内部,有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层分布散乱。

第Ⅱ类油层有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层会扩大层间渗透率级差,影响开发效果。以油层性质相近的南五区、南六区三元复合驱为例。南五区三元复合驱目的层位为PI1~PI2,渗透率级差为1.7,层间矛盾小,与水驱相比提高采收率20%;南六区三元复合驱目的层位为PI1~PI4,其中PI3、PI4油层为有效厚度小于1.0 m非河道砂油层,渗透率级差达到7.7,有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层动用较差,动用程度在20%以下,目前区块仅比水驱提高采收率10%,渗透率级差的扩大,严重影响了开发效果。因此,第Ⅱ类油层三元复合驱油层动用技术界限为河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层。

1.2.3 第Ⅲ类油层动用技术界限

第Ⅲ类油层属于枝—坨过渡状内前缘、坨状内前缘沉积,河道砂体发育规模有限,河道砂钻遇率一般小于30%,主要发育厚而稳定的非河道砂体。第Ⅲ类油层动用技术界限在河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层的基础上,增加了有效厚度为0.5~1.0 m的非河道砂油层。

河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层钻遇率仅为26%~38%,而河道砂及有效厚度不小于0.5 m的非河道砂油层钻遇率达到50%以上。由此可见,有效厚度为0.5~1.0 m的非河道砂油层在平面上占较大比例。

新增加有效厚度为0.5~1.0 m的非河道砂油层可大幅提高三元复合驱控制程度。对三元复合驱控制程度进行了测算,河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层,三元复合驱控制程度低于70%;增加有效厚度为0.5~1.0 m的非河道砂油层后三元复合驱控制程度可提高6%以上(表1)。

表1 增加0.5~1.0m油层前后三元复合驱控制程度对比

由表1可知,有效厚度为0.5~1.0 m的非河道砂油层(渗透率约为200×10-3μm2)能够保证三元复合驱体系的顺利注入,而有效厚度小于0.5 m的非河道砂油层渗透率一般在100×10-3μm2以下,三元体系注入困难。

有效厚度为0.5~1.0 m的非河道砂油层动用情况好。由南三中、南二东试验区油层动用情况可知,有效厚度为0.5~1.0 m非河道砂油层吸液厚度比例分别为85%、60%以上,油层动用情况较好。

综上所述,在聚合物驱油层动用技术界限的基础上,进一步细化了三元复合驱油层动用技术界限(表2)。

表2 聚合物驱与新制定的三元复合驱油层动用技术界限对比

2 应用效果

2.1 第Ⅰ类油层的A试验区

A试验区目的层位为SII10~SIII12,试验区发育3个沉积单元,均为高弯分流平原相沉积,河道砂油层钻遇率为67.3%,采用五点法井网,井距为125 m,三元复合驱控制程度为90.0%。试验区空白水驱结束时含水率为98.4%,水驱采收率为45.3%。密闭取心井研究表明:中、强水洗油层厚度比例为43.6%,河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层以中、强水洗为主,有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层主要为弱、未水洗。

该区块于2008年开始进行三元复合驱,射开有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层在内的全部油层,在125 m井距条件下,有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层在见效高峰期动用程度高达80%,比空白水驱阶段提高18%,含水下降了19%,含水回升过程缓慢,有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层起到了很好的接替作用,目前中心井提高采收率达到28%。可见,该类油层增加有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层后不仅不会影响三元复合驱的开发效果,反而由于油层接替动用,减缓了含水回升速度,改善了开发效果。

2.2 第Ⅲ类油层的B区块

B区块目的层位为SII7~SII14,共13个沉积单元,为枝—坨过渡状、坨状内前缘相沉积,河道砂油层钻遇率在20%以下,注采井距为125 m。密闭取心井研究表明:河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层以中、高水洗为主,有效厚度为0.5~1.0 m的非河道砂油层以中、低水洗为主。该区块射开有效厚度大于0.5 m的非河道砂油层后三元复合驱控制程度达72.9%,提高了16.0%,有效改善了井间连通程度。

为了验证射开有效厚度0.5~1.0 m的非河道砂油层对开发效果的影响,选取南三西SII7a油层,建立四注九采数值模型。分别对射开河道砂及有效厚度不小于1.0 m的非河道砂油层与射开河道砂及有效厚度不小于0.5 m的非河道砂油层开展了数值模拟计算,在水驱开发至含水96%条件下,二者三元复合驱提高采收率值分别为16.0%、17.4%,可提高采收率1.4%。由此可见,增加有效厚度为0.5~1.0 m的非河道砂油层显著提高了三元复合驱控制程度,有效改善了三元复合驱的开发效果。

3 结 论

(1) 将大庆油田一、二类油层细分为Ⅲ小类,与原界限标准相比,第Ⅰ类油层增加了有效厚度小于1 m的非河道砂油层,第Ⅱ类油层保持不变,第Ⅲ类油层增加了有效厚度为0.5~1.0 m的非河道砂油层。

(2) 现场实际应用及数值模拟表明,第I类油层增加有效厚度小于1.0 m的非河道砂油层后,由于油层接替动用,减缓了含水回升速度,改善了开发效果;第Ⅲ类油层增加了有效厚度为0.5~1.0 m的非河道砂油层后,可提高采收率1.4%。

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编辑 张耀星

20150722;改回日期:20160112

国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”子项目“大庆长垣特高含水油田提高采收率示范工程”(2011ZX05052)

孙洪国(1982-),男,工程师,2006年毕业于中国石油大学(华东)石油工程专业,2009年毕业于该校油气田开发工程专业,获硕士学位,现主要从事油田开发规划及战略研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.02.025

TE349

A

1006-6535(2016)02-0105-03

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