第１９卷第３期 油气地质与采收率 Ｖｏ１．１９．Ｎｏ．３ ２０１２年５月 Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ Ｍａｖ ２０１２ 海上稠油砂岩油藏采出程度敏感性分析与评价 ——以秦皇岛３２—６油田为例 张光明 ，石立华 ，喻高明 ，芦超 ，王 乔 ，章 威 （１．长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室，湖北荆州４３４０２３； ２．中国石油玉门油田分公司老君庙作业区，甘肃玉门７３５２００） 摘要：以秦皇岛３２－６油田为研究对象，结合海上稠油砂岩油藏的实际情况，综合考虑了地质因素和开发因素对采 出程度的影响。利用单因素分析方法，建立了秦皇岛３２—６油田采出程度随井距、原油粘度、提液时机、油层厚度、 采油速度和纵向渗透率非均质性变化的数值模型。通过对比不同模型的模拟结果可知，不同条件下采出程度的主 控因素不同。其中，井距对采出程度的影响最显著，其次是地层原油粘度和纵向渗透率非均质性，而提液时机、油 层厚度和采油速度的影响较小。此外，对各影响因素进行了无因次化，通过多元线性回归，得到了不同地质、流体 物性、开发等因素表征采出程度的关系式，更直观地表现了不同因素变化对采出程度的影响程度。 关键词：海上稠油砂岩油藏数值模拟敏感性分析采出程度秦皇岛３２—６油田 中图分类号：ＴＥ３４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９６０３（２０１２）０３—００９０—０４ 高含水期采出程度是编制油田开发调整方案的 重要依据之一，直接影响油田开发效果的评价和开 １采出程度敏感性分析 结合秦皇岛３２—６油田的实际情况，需要考虑 的地质因素和开发因素主要包括井距、原油粘度、提 液时机、油层厚度、采油速度和纵向渗透率非均质 性。该油田为正韵律油藏，采用海上油田常用的反 发方案的实施效果及优化＿ｌ Ｊ。海上油田具有其特 殊性，即测试资料少、井距大、多层（段）合采，使得 对采出程度的研究更加复杂 Ｊ。秦皇岛３２—６油 田为海上稠油砂岩油藏，埋深为１ ５００ ｍ，油藏温度 为４５ ｏＣ；储层物性较好，但纵向非均质性较强；原油 物性在平面上分布差异较大；有较活跃的边、底水能 量。秦皇岛３２—６油田主要靠水驱生产，没有无水 采油期，表现出含水率上升快、采出程度低的开采特 点。自２００１年１０月８日投产以来，截止到２００９年 ５月，已累积生产原油１ ３５１．２ｘ１０ ｍ ，采出程度为 九点井网，机理模型数量为７２９个。采用Ｅｃｌｉｐｓｅ模 拟软件，运用流线模型进行了分析与评价。 １．１ 井距 选取地层原油粘度为５０ ｍＰａ・Ｓ，纵向渗透率 级差为３，单层厚度为３ ｍ，采油速度为３％的模型， ８．０２％，采油速度为０．９４％，综合含水率为８３．６％。 针对秦皇岛３２—６油田开发存在的问题，开展 了海上稠油砂岩油藏采出程度敏感性研究，在综合 考虑地质因素和开发因素影响的基础上，模拟了不 同的井距、原油粘度、提液时机、油层厚度、采油速度 和纵向渗透率非均质性对采出程度的影响，并建立 在井距分别为２５０，３００和４００ ｍ，其他因素一定的 条件下进行采出程度对比。模拟结果表明：井距为 ２５０ ｍ时，由于井距过小，注入水突进快，油井过早 见水，造成采出程度低；井距为４００ ｍ时，由于井距 过大，油井受效差，造成采出程度相对较低；井距为 ３００ ｍ时，采出程度最高（图１）。因此，井距对采出 程度的影响至关重要。 １．２原油粘度 了采出程度与不同地质、流体物性、开发等因素的关 系式，比较直观地表现了不同因素变化对采出程度 的影响程度，为海上稠油砂岩油藏的后期开发调整 提供了理论依据。 原油粘度是影响开发效果的重要因素，也是影 响油藏水驱增油效果和采出程度的关键参数 。统 收稿日期：２０１２—０３－１７．． 作者简介：张光明，男，教授，博导，博士，从事石油工程、储层评价与油藏描述方面的教学和科研 Ｅ作。联系电话：（０７１６）８０６０５１５，Ｅ－ｍａ ｊｗｃｚｇｍ＠ｙａｎｇｔｚｅｕ．ｅｄｕ．Ｃｌｌ。 基金项目：国家科技重大专项“稠油砂岩油藏开发中后期剩余油分布规律研究”（２００８ＺＸ０５０２４—０４—０１２）。 第１９卷第３期 张光明等．海上稠油砂岩油藏采出程度敏感性分析与评价 后采出程度为３１．２４％，可以看出提液时机对采出 口井距￣，Ｊ２５０ ｅ 井距￣ｊ３００ 程度的影响不大。在含水率相同的情况下提液对采 ２５ 一口井距￣，ｊ４００ 出程度的影响不大；但随着含水率的增加，采出程度 戳 越高，提液效果越明显（图３）。厚度大的油层可以 弼 厂 １５ 获得较高的采出程度，油层厚度越大，采出程度越高 （图４）。 ６５ ８５ ９５ 含水率，％ 图１不同井距下采出程度对比 计资料 表明，中高粘度油田开发前期含水率上升 较快，开发后期含水率上升较慢，高含水阶段采出程 度所占比例较大。利用数值模拟计算了地层原油粘 ６５ ８５ ９５ 度分别为５０，ｉ００和２５０ ｍＰａ・ｓ时的采出程度，结 禽水率，％ 果表明：当其他因素一定时，采出程度与地层原油粘 图３不同提液时机下采出程度对比 度成反比，地层原油粘度越小，流动能力越强，采出 程度越高。随着地层原油粘度的增加，油田的采出 ２Ｄ 程度大大降低，当地层原油粘度从５０ ｍＰａ・ｓ增加 漾 礤国 到２５０ ｍＰａ・ｓ时，采出程度几乎降低了一半（图 ９，ｎ ３ Ｕ 落 ２）。 磷１Ｏ 蛋ｉ 偌∈ ６５ ８５ ９５ 含水率，％ Ｉ５ 羽ｌ 图４不同油层厚度下采出程度对比 １．４采油速度 模拟结果表明：初期采油速度对采出程度影响 ２５０ ３００ ４００ 较大，随着采油速度的增大，采出程度变化不大，说 井距ｌｍ 明在较高的采油速度下地层已没有足够的能量保证 图２含水率为８５％时不同地层原油粘度下 产量，提高采油速度后采出程度已没有变化 ］。由 采出程度对比 于较低的采油速度不利于海上油田快速回收成本， １．３提液时机及油层厚度 再加上该油藏边、底水能量丰富且活跃－１ ，必然会 提液是一种投资少、见效快的增产挖潜手段，对 加大采油速度。在高强度采油速度下，边、底水的推 油田的稳产起到了至关重要的作用 。目前主要 进会很不均匀，易发生边、底水突进，容易造成油井 利用岩心、测井等静态资料来获取无因次采油指数 过早见水，含水率上升快。所以应从采出程度和含 和无因次采液指数，很可能造成提液时机失误 ］。 水率稳定上升角度综合来考虑，在含水率相对稳定 秦皇岛３２—６油田平均渗透率为３ Ｏ００ｘ１０～ ｍ ，有 的情况下应采用较高的采油速度（图５）。 足够的供液能力。为了提高对提液时机判断的准确 １．５纵向渗透率非均质性 性，利用数值模拟技术，选取井距为３００ ｍ，单层厚 纵向渗透率的减小将会引起纵向渗流阻力的增 度为３ Ｉｎ，纵向渗透率级差为３，原油粘度为１００ 大，从而导致采出程度的降低，利用数值模拟计算不 ｍＰａ・Ｓ，采油速度为３％的模型，分别对高、低含水 同纵向渗透率级差条件下，井距为２５０ Ｉｎ时的采出 井在含水率为６０％时进行提液模拟。结果表明：高 程度变化规律。在正韵律储层中，中下部油层渗透 含水井提液后采出程度为２９．４８％，低含水井提液 率高、孔隙度大、渗流条件好，注入水首先沿着底部 ・９２・ 油气地质与采收率 ｌ５ 为６５％，８５％和９５％时，采出程度与不同地质、流体 物性、开发等因素的关系式分别为 ；宅 ｌＯ 韬 释 弼 ５ ｌ，ｌ＝一０．００８ ３Ｉｎ ｓ＋０．０３４ ４８８ｈ一０．０１８ ６１１ｎ肛一 ０．ＯＯ４ ６５ｄ＋０．０８３ ５３８ｖ＋０．０１７ ９１４ Ｒ ｍ－－０．９１８ ７５ （１） ０ ６５ ８５ ９ｌｓ 食水率，％ 图５不同采油速度下的采出程度对比 高渗透层突进，造成油层底部水洗严重 ¨。因此在 水驱过程中，中下部原油更容易被驱替采出，相对上 部油层具有较高的采出程度，采出程度由上到下呈 现逐渐增加的趋势。模拟结果表明：随着纵向渗透 率级差的增加，开采效果变差，采出程度下降。在 ２５０ ｍ小井距条件下，非均质性影响较小，纵向渗透 率级差为３和９时，采出程度相差不大，但当纵向渗 透率级差为１８时，采出程度大大降低（图６）。因 此，对一套层系合采且纵向渗透率级差较大的海上 砂岩油藏，必须考虑纵向渗透率非均质性对采出程 度的影响。 ２５ ２Ｏ 越１５ 裂 霸１０ ５ Ｏ ６５ ８５ ９５ 含水率，％ 图６井距为２５０ ｍ时不同纵向渗透率 级差下的采出程度 ２采出程度敏感性评价 通过上述大量模拟实验结果，总结得出了采出 程度与不同地质、流体物性、开发等因素的关系式。 其中，地质因素包括纵向渗透率级差和油层厚度；流 体物性包括原油粘度；开发因素包括井距和采油速 度。对各因素无因次处理后，通过多元线性回归，获 得采出程度与不同地质、流体物性、开发等因素的关 系式。以边井含水率达到６０％，８０％和９０％时为 例，对单井分别进行３次、２次和１次提液，提液倍 数分别为２，１．６和１．５倍。提液１次，含水率分别 ｙｌ＝一０．０１３ ３４１ｎ ｓ＋０．０４２ ６４３ｈ一０．０４１ ３７１ｎ／ｘ一 ０．００３ ５ｄ＋０．０７３ ３５２ｖ＋０．０１６ ４４３ Ｒ ＝０．９０１ １２ （２） ｙ１＝一０．０１７ ９６１ｎ ｓ＋０．０３５ ８９５ｈ一０．０８１ ３７１ｎ 一 ０．０００ ２８ｄ＋０．０６１ ３３３ｖ＋０．Ｏ４４ ４７ Ｒ ＝０．９６７ ５３ （３） 式中：ｙｌ为采出程度；ｓ为纵向渗透率级差； 为 油层厚度泓为地层原油粘度；ｄ为井距； 为采油速 度。 提液２次，含水率分别为６５％，８５％和９５％时， 采出程度与不同地质、流体物性、开发等因素的关系 式分别为 ｙｌ＝一０．００９ ｌｌｎ ５＋０．０３１ ４９２ｈ一０．０１８ ６３１ｎ ＋ ０．００５ ８３２ｄ＋０．０８８ ９０８ｖ＋０．０１２ ５９ Ｒ ＝０．９４２ １ （４） Ｙ１＝一０．０１３ ４３１ｎ ｓ＋０．０４Ｏ ０７５ｈ一０．０４３ ７８１ｎ ＋ ０．００７ ０３７ｄ＋０．０６９ ４５５ｖ＋０．０１３６ ９ Ｒ ＝０．９２３ ０ （５） ＝一０．０１７ ０３１ｎ ｓ＋０．０３５ ８０２ｈ一０．０８１ ９５１ｎ ＋ ０．００７ ９８２ｄ＋０．０６３ ０３ｖ＋Ｏ．Ｏ４Ｏ ５４４ Ｒ ＝０．９７０ ５ （６） 提液３次，含水率分别为６５％，８５％和９５％时， 采出程度与不同地质、流体物性、开发等因素的关系 式分别为 Ｙ１＝一０．００９ ｌｌｎ ｓ＋０．０３３ ０２ｈ一０．０１９ ３７１ｎ／ｘ＋ ０．００４ ６７５ｄ＋０．０８６ ７３６ｖ＋０．０１２ ８７２ Ｒ ＝０．９４５ １ （７） Ｙ１＝一０．０１３ ３３］ｎ ｓ＋０．０４０ ３８ｈ一０．０４２ ２７１ｎ／ｘ＋ ０．００５ ０３ｄ＋０．０７２ ３９７ｖ＋０．０１５ １７２ Ｒ ＝０．９１８ ８ （８） ＝一０．０１６ ８４１ｎ ｓ＋０．０３３ ９８ｈ一０．０７９ ６９１ｎ ＋ ０．００６ ５３５ｄ＋０．０６２ ５８ｖ＋０．ｏ４２ ７３９ 第１９卷第３期 张光明等．海上稠油砂岩油藏采出程度敏感性分析与评价 ・９３・ ］！Ｒ ＝０．９６９ ３ （９） 参考文献： ［１］李芳，李春兰，刘伟新．渗透率韵律性油层剩余油分布特征及 挖潜策略［Ｊ］．油气田地面工程，２０１０，２９（１２）：１５—１６． 由式（１）一式（９）可以看出：不论提液次数多 少，在含水率越高的情况下，纵向渗透率级差和地层 原油粘度的系数的绝对值越大，表明其对采出程度 的影响越大；而采油速度的系数的绝对值越小，表明 其对采出程度的影响越小；在提液１次的情况下，含 ［２］ 刘吉余，刘曼玉，徐浩．高含水期采出程度影响因素分析及定 量计算——以大庆油田萨中开发区为例［Ｊ］．油气地质与采收 率，２０１０，１７（１）：６２－６３，６７． ［３］ 张新民，冯如森，宋新旺，等．胜利油区海上油田二元复合驱体 水率越高，井距系数的绝对值越小，表明其对采出程 度的影响越小；而在提液２次和３次的情况下，含水 系性能评价［Ｊ］．油气地质与采收率，２０１ｌ，ｌ８（５）：４８－５０． ［４］唐恩高，杨俊茹，张贤松．海上油田早期聚合物驱历史拟合方 法［Ｊ］．油气地质与采收率，２０１１，１８（２）：５５－５７． Ｃ５ ３ 杨勇．剩余油分布规律影响因素分析研究［Ｊ］．石油天然气学 率越高，井距对采出程度的影响越大，而油层厚度对 采出程度的影响不明显。 ３结束语 利用数值模拟技术，综合考虑油藏及储层特征， 开展了不同条件下采出程度的影响因素研究。结果 表明，井距对采出程度的影响最大，其次是地层原油 粘度、纵向渗透率非均质性，而提液时机、油层厚度 报（江汉石油学院学报），２００９，３１（１）：１００—１０１． ［６］ 葛丽珍，张鹏．秦皇岛３２—６油田含水率上升快原因分析［Ｊ］． 中国海上油气，２００５，１７（６）：３９４—３９６． ［７］王志刚，余启泰．不同类型井提液增产效果及有效途径［Ｊ］．大 庆石油地质与开发，１９９４，１３（３）：３１—３４． ［８］李敏，喻高明，郑可．ＬＨ１ｌ一１油田动态法计算单井提液时机实 例研究［Ｊ］．石油地质与工程，２０１０，２４（３）：６５—６７． ［９］ 邱凌，梁俊，李云娟．水平井开发异常高压低渗底水油藏采油 和采油速度的影响较小。开展采出程度影响因素敏 感性分析与评价，通过对大量的机理模型分析、系统 总结，得到了采出程度与各因素的相关关系式，更加 速度研究［Ｊ］．石油钻采工艺，２００５，２７（３）：４９－５０． ［１Ｏ］葛丽珍，李廷礼，李波．海上边底水稠油油藏大泵提液增产挖 潜矿场试验研究［Ｊ］．中国海上油气，２００８，２０（３）：１７３—１７４． ［１１］马艳，李洪生，刘大猛．双河油田高含水高采出程度油藏剩余 油分布特征［Ｊ］．大庆石油学院学报，２０１０，３４（１）：５３—５５． 直观地表现了不同因素的变化对采出程度的影响程 度，为海上稠油砂岩油藏的后期开发调整提供了理 论依据。 编辑经雅丽 （上接第８９页） 华．稠油开采技术现状及展望［Ｊ］．油气田地面工程， ２００９，２８（２）：９—１Ｏ． 率的影响［Ｊ］．石油钻采工艺，１９９９，２１（３）：９２—９４． ［９］ 陈蓉，曲志浩，赵阳．油层润湿性研究现状及对采收率的影响 ［Ｊ］．中国海上油气：地质，２００１，１５（５）：３５０—３５５． 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