王欣然 李红英 刘 斌 文佳涛 韩雪芳

中海石油(中国)有限公司天津分公司, 天津 300459

0 前言

1 实验材料及条件

实验材料主要包括:

1)人造岩心(驱替模型),规格为30.0 cm×0.45 cm×6.0 cm,根据渤海H油田储层物性,人造岩心平均渗透率为1 600×10-3μm2,模型基本参数见表1。

2)实验驱替用水根据渤海H油田实际注入水离子成分复配,总矿化度为3 690 mg/L,25 ℃下黏度为0.83 mPa·s。

3)实验用油是真空泵油与煤油按体积比2∶1配制,25 ℃下黏度为16.5 mPa·s,与渤海H油田地下平均原油黏度接近。

4)为使实验过程中便于观察,在模拟注入水中加入甲基蓝染成蓝色,在模拟油中加入适量的苏丹红染成红色。

5)实验温度为25 ℃。

表1实验人造岩心基本参数

编号夹层分布位置夹层分布范围总厚度/cm干重/g湿重/g孔隙度/(%)饱和油/mL驱替压差/kPa1无无6486.5514.936.627.710234注入端1/3长度6473.5508.636.728.3101/2长度6467.5499.936.929.5102/3长度6474.9502.935.827.010567采出端1/3长度6477.1504.835.426.8101/2长度6484.1513.738.529.1102/3长度6460.8486.932.824.810

2 实验方案及步骤

为了对比注入端和采出端钻遇层内夹层的水淹情况和剩余油分布规律,设计了6组不同夹层分布模式以及1组无夹层的对比岩心,分别进行驱替实验。实验步骤主要包括:

1)按方案设计夹层分布模式制作驱替模型。

2)称干重、抽真空饱和模拟油,称重测定孔隙度。

4)更换模型,重复1)、2)、3)步骤至7组驱替实验完成。

3 实验结果与分析

3.1 注入端钻遇夹层

3.1.1 模型出口见水时刻油水分布特征

对于均质模型,层内不存在夹层时,驱替结束时剩余油分布表现出“顶多底少”的特点,体现了重力作用的影响[13-15]。存在夹层时,由于夹层在纵向上将油层分割成不同流动单元,每个流动单元都受到驱动力和重力的双重影响[16-18]。注入端钻遇夹层情况下,驱替模型出口见水时刻油水分布见图1：夹层长度为1/3模型长度时,见水时刻注入水波及情况与无夹层均质韵律模型的相似,靠近采出端上部剩余油较多；夹层长度为1/2模型长度时,夹层对水驱的影响加大,整体水驱更加均匀,采出端上部剩余油减少；夹层长度为2/3模型长度时,驱替程度进一步加大,仅夹层延伸方向剩余油较多。可见,在注入端钻遇夹层的情况下,夹层越长,局部油水重力作用受阻越强,采出端见水时刻上部的注入水推进距离越远,在见水时刻的整体水驱前缘越均匀,水驱波及情况越好。

a)无夹层

b)夹层长度为1/3模型长度

c)夹层长度为1/2模型长度

d)夹层长度为2/3模型长度图1 注入端钻遇夹层模型见水时刻油水分布图

3.1.2 驱替结束时刻油水分布特征

驱替结束时刻,注入端钻遇夹层模型油水分布见图2,相比于岩心见水时刻,随着注入水PV数的增加,有效降低整体残余油饱和度[19-21]。夹层长度为1/3模型长度时,由于夹层对重力的影响较小,驱替结束后,剩余油仍多数富集在靠近采出端上部区域,集中分布范围为 1/3 注采井距左右,少数剩余油分布在夹层延伸方向;夹层长度为1/2模型长度时,夹层影响注入水重力作用开始加强,采出端上部区域剩余油减少,夹层延伸方向剩余油增加,剩余油主要分布在靠近采出端1/5注采井距的中部区域;夹层长度为2/3模型长度时,驱替效果最好,采出端上部区域和夹层延伸方向剩余油分布基本相当,水驱前缘接近于活塞驱替。可见,对于注入端钻遇隔夹层的情况,剩余油主要分布在采出端以及夹层延伸附近区域。

a)夹层长度为1/3模型长度

b)夹层长度为1/2模型长度

c)夹层长度为2/3模型长度图2 注入端钻遇夹层模型驱替结束油水分布图

3.1.3 水驱动态特征

图3 注入端钻遇夹层模型开发指标对比

3.2 采出端钻遇夹层

3.2.1 模型出口见水时的油水分布特征

采出端钻遇夹层情况下,驱替模型出口见水时刻油水分布见图4,夹层长度为1/3模型长度时,夹层上部区域注入水推进距离较短,仅为11 cm,注入水波及情况与无夹层模型相似;夹层长度为1/2模型长度时,夹层上部区域注入水推进距离增加至15 cm,这是因为随夹层长度的增加,夹层对流动单元的分隔作用开始增强,使部分注入水由于受夹层遮挡而能够进一步驱替储层上部原油,从而减缓了夹层下部注入水前缘的推进速度,纵向上增大了注入水波及体积;夹层为2/3模型长度情况下,夹层上部区域注入水推进距离增加至18 cm,说明夹层对流动单元的划分作用进一步加强,纵向上驱替更加均匀,采出端见水时刻的驱油效率最高。可见在生产井钻遇夹层时,夹层越长,局部油水重力作用受阻越大,见水时刻夹层上部的注入水推进距离越远,整体注入水波及范围越大,驱替效果越好。

a)夹层长度为1/3模型长度

b)夹层长度为1/2模型长度

c)夹层长度为2/3模型长度图4 采出端钻遇夹层模型见水时刻油水分布图

3.2.2 驱替结束时刻油水分布特征

驱替结束时,采出端钻遇夹层模型油水分布见图5：夹层长度为1/3模型长度时,夹层附近区域和采出端剩余油相对富集,这是因为夹层长度较短,仅在靠近采出端局部行成相对独立的流动单元,注入水前缘在推进到夹层之前,已经受重力作用渗流到储层下部,无法有效波及夹层附近剩余油；夹层长度为1/2模型长度时,注入水前缘推进到夹层时受重力影响尚不严重,从而有效驱替了夹层附近以及夹层上部区域原油；夹层长度为2/3模型长度时,由于注入水重力受阻作用明显加大,上下两个流动单元的剩余油主要集中在靠近采出端上部区域,驱替效果最好。对于不同的模型,随夹层长度的增加,驱替效果逐渐变好,且呈现出夹层上部流动单元剩余油多于夹层下部流动单元剩余油的特征。

a)夹层长度为1/3模型长度

b)夹层长度为1/2模型长度

c)夹层长度为2/3模型长度图5 采出端钻遇夹层模型驱替结束油水分布图

3.2.3 水驱动态特征

图6 采出端钻遇夹层模型开发指标对比

4 油田挖潜实践

5 结论

1)结合渤海H油田油藏属性,根据相似原则设计实验模拟参数,研究了不同夹层分布模式对剩余油分布规律及生产动态的影响。

2)注水井钻遇夹层时,剩余油主要富集在生产井附近和夹层延伸方向区域,夹层分布范围越长,采油井见水后的含水率上升速度越慢,驱油效果越好。

3)采油井钻遇夹层时,靠近采油井附近的流动单元顶部剩余油相对富集,夹层对最终采收率影响较小。