復雜斷塊油藏注采井網對儲量控制程度評價方法研究與應用

袁學生，張國勤

（中國石油冀東油田公司，河北唐山 063200）

復雜斷塊油藏具有斷層多、構造復雜、層間差異大、油砂體面積小、平面非均質性強等特點，導致注采井網對儲量控制程度低，水驅效果差，采收率低。針對復雜斷塊油藏的特點，以油砂體為研究單元，開展注采井網對各類油砂體的適應性分析，厘清了在當前注采井網條件下，無法形成水驅控制儲量的影響因素以及提高水驅控制程度的潛力，為老區開發調整提供了可靠的依據。

1 注采井網對儲量控制程度評價方法研究

為合理評價復雜斷塊油藏注采井網對儲量的控制程度，針對復雜斷塊油藏特點，以油砂體為研究單元，深入解剖無法形成水驅控制的油砂體儲量，提出了三種影響因素：（1）僅1 口井鉆遇的油砂體地質儲量；（2）受邊界條件影響，無法水驅波及的地質儲量；（3）注采井距大于極限注采井距，無法形成注采驅替系統的地質儲量。

1.1 僅1 口井鉆遇的油砂體地質儲量

油砂體因巖性尖滅、被斷層切割等原因，在現有的注采井網條件下，僅1 口井鉆遇，此類油砂體因無法形成注采對應關系，其儲量無法被水驅控制，如某油藏EdⅡ②3 小層，平均油砂體面積為0.045 km2，在當前300 m井距條件下，僅能被1 口井鉆遇（見圖1）。

圖1 NP1-5 油藏EdⅡ②3 小層平面圖

1.2 受邊界條件影響，無法水驅波及的地質儲量

1.2.1 “邊界效應”對水驅控制程度的影響 復雜斷塊油藏具有油砂體面積小且封閉邊界復雜的特點，不滲透邊界對滲流場中等勢線與流線的分布都會產生影響，即“邊界效應”[1]?！斑吔缧敝萍s了水驅波及體積的提高，影響注水開發效果。不滲透邊界可分為斷層邊界和砂體尖滅邊界兩種，不同的邊界幾何形態組合就形成了復雜邊界，為計算受“邊界效應”無法形成水驅波及的地質儲量，可以用滲流力學中“鏡像反映法”來解決。

1.2.2 “鏡像反映法”處理邊界影響的原理與原則“鏡像反映法”原理是以邊界為鏡面，在實際井的對稱位置設置一個虛擬井，將實際井和虛擬井進行勢的疊加，此時形成的滲流場與邊界影響形成的滲流場完全相同?！扮R像反映法”[2-5]原則是不滲透邊界是“同號”等產量兩源或兩匯的反映，反映后不滲透邊界為分流線。

1.2.3 復雜斷塊油藏邊界模型的建立與定性分析 綜合考察復雜斷塊油藏邊界與油水井的配置關系，抽象出6 種基本模型，并給出了6 種基本模型的鏡像反映方法，在實際的地質調查中，可以將實際情況與6 種基本模型進行比對，選取相似模型進行處理（見圖2～圖7）。對邊界鏡像反映后，坐標原點的流速為零，稱為平衡點，在平衡點附近將形成死油區，死油區內的油在現有井網條件下難以采出（見圖8）。在實際地質調查中，采用簡化方法對死油區的面積進行測算，再乘以油砂體厚度及單儲系數，計算出受邊界影響無法水驅動用的地質儲量（見圖9）。

1.3 超過極限注采井距，無法形成注采驅替系統的地質儲量

對于某一油砂體，在最大注采壓差條件下，實際注采井距小于極限注采井距[6-8]，其儲量可被注采井網控制；實際注采井距大于極限注采井距，其儲量則不能被水驅控制。

圖2 直線斷層

圖3 120°角斷層

圖4 90°角斷層

圖5 60°角斷層

圖6 45°角斷層

圖7 30°角斷層

圖8 “死油區”形成原理

圖9 高5 斷塊Es32+3Ⅱ24 小層平面圖

1.3.2 極限注采井距公式 將啟動壓力梯度與流度的經驗公式代入達西徑向流公式，可得到極限控制半徑計算公式：

式中：λ-啟動壓力梯度，MPa/m；K-滲透率，mD；pe-地層壓力，MPa；pw-油井流壓，MPa；μ-流體黏度，mPa·s。

1.3.3 基本參數整理與計算 整理基本油藏參數，包括地下原油黏度、油藏飽和壓力、破裂壓力梯度等，按照最大限度發揮注采井網對儲量的動用能力（建立最大驅替壓力梯度），綜合考慮注水管網的承壓能力以及采油系統的舉升能力，計算最大注采壓差。水井最大井底流壓一般選取儲層破裂壓力的90%；油井最小井底流壓根據不同含水階段，繪制IPR 曲線，確定油井不同含水條件下合理井底流壓。

1.3.4 繪制理論圖版 通過上述計算，得到油藏可建立的最大注采壓差，結合極限注采井距公式，可計算出在最大注采壓差條件下，不同滲透率儲層所對應的極限注采井距圖版（見圖10）。

圖10 極限注采井距圖版

1.3.5 注采井網控制儲量統計 對于縱向上多層開采的復雜斷塊油藏，不同滲透率油砂體的極限注采井距不同，當極限注采井距大于實際注采井距，對應儲量能夠水驅動用；當極限注采井距小于實際注采井距，對應儲量則不能水驅動用。計算公式為[9]：

式中：η-注采井網控制程度，%；N-總地質儲量，104t；Ni-小層地質儲量，104t；l-實際注采井距，m；lmaxi-小層極限注采井距，m。

2 應用情況

應用上述方法，對JD 油田注水開發油藏注采井網控制程度開展了系統分析評價工作。

2.1 僅1 口井鉆遇的油砂體地質儲量

通過地質統計，可知JD 油田注水開發油藏僅1 口井鉆遇的油砂體個數為866 個，平均單個油砂體面積為0.033 km2，地質儲量占比11.0%。

2.2 受邊界條件影響，無法水驅波及的地質儲量

對受邊界影響無法形成水驅控制的油砂體儲量進行了分析，得到JD 油田注水開發油藏無法水驅波及油砂體儲量占比為7.9%。

2.3 超過極限注采井距，無法形成注采驅替系統的地質儲量

對超過極限注采井距、無法形成水驅系統的地質儲量進行了分析，得到無法形成水驅系統的地質儲量占4.1%。

3 結論與認識

（1）復雜斷塊注水開發油藏因斷層多、油砂體面積小、邊界條件復雜、非均質性嚴重、低滲透儲層存在非達西滲流等原因，致使注采井網對儲量的控制低，制約了水驅采收率的提高。

（2）以油砂體為基本研究單元，通過油藏工程、滲流力學的基本方法，明確了當前注采井網條件下無法形成水驅控制儲量的影響因素以及儲量大小，為油藏開發調整提供了可靠的依據。

（3）JD 油田注采井網控制程度低的主要原因是油砂體面積小、邊界條件復雜，在當前較低的油價條件下，通過井網加密提高注采井網控制程度難度較大，應立足當前井網，加強壓裂等綜合調整措施研究，提高水驅控制程度。