强非均质性砂岩油藏注水开发参数优化分析

龙禹 刘德华 胡泊

摘      要： 现阶段关于非均质砂岩油藏开发均衡驱替过程中，划分一套开发层系存在严重层间干扰问题，同时针对注水开发过程中各参数的优选标准均是考虑从获得最大采收率角度出发。针对强非均质砂岩注水开发过程中，对低渗层段进行压裂开发，解决一套开发层系下层间矛盾的问题，同时定义无水期采收率和最终采收率和值这一新标准对各开发参数进行优选，并针对X区块进行论证，对比分析两种评价标准模拟开发40 a的全区采油速率，计算求得最终累计将来值。结果显示采用新标准能在初期获得更高大的财务净现值，并且累计将来值更大。通过本文提出的新标准，可以为砂岩油藏注水开发过程中各参数的优选提供一点借鉴的地方。

关  键  词：注水开发;参数优选;压裂;采收率和值

中图分类号：TE 357       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2019）04-0782-05

Abstract： At present， in the development process of heterogeneous sandstone reservoir， serious inter-layer interference problem exists in a set of development layers is seldom considered. At the same time， the optimization criteria of each parameter in the process of water injection are all considered to obtain the maximum recovery. In the process of water flooding in strong heterogeneous sandstone， the fracture development of low permeability layers has been developed to solve the problem of interlayer contradiction in a set of development strata. In this paper， the new standard of the recovery rate and final recovery and value of the water free period was defined， and the development parameters were selected for the X block， and the comparison and analysis of two kinds of evaluation standards for simulation development of 40 years whole area oil recovery rate were carried out， the final net present value was calculated. The results showed that the new standard got a higher financial net present value in the early stage， and the final financial net present value was greater. The new standard proposed in this paper can provide some reference for the optimization of parameters in the process of water flooding development in sandstone reservoirs.

Key words： Waterflood development; Parameter optimization; Fracture; Cumulative recovery ratio

目前國内外关于非均质砂岩储层水驱提高采收率的研究最早由M.Muskat[1]在1951年提出，默认地层均质并且驱油方式为活塞式水驱，模型计算结果显示水驱效果明显。Smith[2]考虑到油、水相渗流能力不同，从流动系数的角度出发对水驱模型进行修正。1991年张锐[3]针对非均质砂岩油藏对比天然水驱和人工水驱的开发资料，表明天然水驱开发效果更好。1996年赵长久[4]针对油田注水开发中高含水，对井组进行周期性调整注水强度，相比常规注水开发提高采收率3%～10%。2001年张顺[5]针对非均质、低渗透砂岩油田水驱开发中后期产油量低的情况，提出同井分层注、采开发模式，水驱采收率预测值较标定值提高3.7%。2003年闫范[6]针对非均质油藏注水开发过程中，提出以过渡带隔相注水工艺、实行微破裂压力注水及调剖、调驱等多种工艺结合进行的合理注水，并且在桥口油田的应用上实现了连续6年的控水稳油。2005年姜必武[7]从非均质地层不同渗流特性介质的压力传导速度不同的角度出发，通过不稳定注水产生不稳定压力差实现油水交渗流动，现场实践表明能明显提高最终采收率。2012年杨林江[8]通过实验研究了间歇注水提高采收率机理，并在文明寨明一块油藏取得较好的控水稳油效果。2015年王丽[9]针对非均质储层进行分层注水及堵水调剖进行评价，显示能明显改善层间矛盾。2017年石秀秀[10]针对强非均质性低渗储层，分别从压裂、分层开采、自控水驱等方面总结增产措施，提高了低渗油藏的开发效率。

1.5  采油速度优化分析

对水驱开发油田而言，影响稳产期结束时及油田最终采出程度的主要因素有稳产期采油速度、油田措施、储层及流体的物性等，其中最重要的是油田稳产期内的采油速度。合理的采油速度应该能在现有的工艺条件下充分发挥油井的采油能力和注水井的注水能力，在控制含水上升速度、不降低水驱油波及效果的前提下， 能以较快的速度拿油尽量缩短投资回收周期从而提高油田的经济开发效益。目前對尚未开发或开发初期油田稳产期采油速度的预测主要还是利用油藏工程经验统计公式和数值模拟相结合的方法。

油藏经验公式考虑从底层流动系数和井网密度出发，通过公式（2）求得合理的采油速度，公式如下：

针对本次区块有效渗透率为106×10-3 μm3 ，地层原油粘度取6.8 mPa·s，计算得到采油速度为1.868%。

分析表4中数据，显示当单井配产15 t/d时，能获得最大的最终采收率，值为36.34%;当单井配产在20 t/d时，能够获得最大的无水期采收率，值为8.77%。

随着单井配产增加，导致油水界面过快推移到生产井底，进而造成无水期采收率降低，而当单井配产低时，储层动用程度低，在油水界面推移至井底前，采出程度低。最终采收率最大值时对应的单井配产显示为15 t/d，采收率和值最大时对应的单井配产为20 t/d。

2  累计将来值评价

2.1 两种标准开发参数对比

分析本文提出的采收率和值评价标准，最优注采比为1.1：1，最优单井配产为20 t/d，而通过最终采收率进行评价获得的最优注采比为1：1，最优单井配产为15 t/d。针对本次X区块，对比分析两种评价标准进行油藏数值模拟研究，参考同类区块，选用五点法面积井网，模拟开发40 a，全区采油速率和采收率随时间变化关系图，如图6、7所示。

分析图6和图7中数据，显示在采收率和值标准评价下区块初期采油速率较大，后期产油速率降低，解释为初期强注强采模式，区块初期效果较好，当油水界面推移至油井井底时，考虑到油水相渗流过程水相为优势相，造成后期产油速率降低。同时，分析采收率数据显示在采收率和值评价标准下，初期能获得较大的区块采收率值，后期逐渐降低，直至低于最终采收率标准评价下获得的采收率值。

2.2  最终收益对比评价

考虑本次新标准评价下的油井井距未发生变化，表征为井网密度不发生变化，默认两种开发方案投资成本相同。标定银行定期存款利率i=2.0%，标定商品转化率为0.95，标定税率为36%，标定原油销售价格为60美元/桶（3380元/t），通过区块产量将来值法进行经济评价，对比求得两种标准下的销售收入将来值，详细数据见表5。

分析表5中数据，可知，在原标准下可保证油田能获得更好的区块采出程度，表征为累计原油产量更多，但是考虑到油田初期在很大程度上决定这油田最终的经济效益，在本文提出的新标准评价条件下，能够获得最大的累计将来值收入，表明本文提出的新标准具有较好的可行性。

3  结 论

（1）目前，针对强非均质砂岩注水开发过程中容易造成单层突进的问题，常规方法均是通过划分多套开发层系，考虑分层注水开发降低层间干扰，本文在研究剩余油的基础上，通过对晁迪申层进行压裂开发，解决一套层系开发的层间矛盾，结果显示压裂后能获得较好的初期采油速率和更高的采收率，表征强非均质砂岩注水开发过程中通过压裂低渗层具有较好的开发效果。

（2）同时，通过引入无水期采收率和最终采收率和值这一新标准对注水开发过程中各参数进行优化分析，对比分析依据最终采收率值求得注水开发过程中各参数值，针对X区块模拟开发40 a条件下，显示本文提出的新标准虽然在最终原油累计产量上略有下降，但是累计将来值销售收入值更大，油田投资回收更快，表明通过无水期采收率和最终采收率和值这一标准优选强非均质砂岩油藏注水开发过程中各参数具有较好的应用效果。

参考文献：

[1] Muskat M. Physical Principles of Oil Production： Reply to Review [J]. Journal of Geology， 1951， 59（5）：513-515.

[2] Smith， Charles R. Mechanics of secondary oil recovery[M]. Reinhold Pub. Corp， 1966.

[3] 张锐， 俞启泰. 天然水驱砂岩油藏开发效果分析[J]. 石油勘探与开发， 1991（3）：46-54.

[4] 赵长久. 用水动力学方法改善水驱开发效果[J]. 油气地质与采收率， 1996（2）：27-33.

[5] 张顺， 林春明， 苏树林，等. 提高非均质砂岩油田水驱采收率的新思路[J]. 石油学报， 2001， 22（4）：55-59.

[6] 闫范， 侯平舒， 张士建，等. 非均质注水开发油藏提高水驱油效率研究及应用[J]. 钻采工艺， 2003， 26（6）：48-49.

[7] 姜必武， 牛彦良， 欧瑾，等. 不稳定注水提高非均质油藏水驱开发效果研究[J]. 大庆石油地质与开发， 2005， 24（4）：45-46.

[8] 杨林江， 谢勇智， 魏然，等. 间歇注水在砂岩油藏提高采收率研究及应用[J]. 内蒙古石油化工， 2012， 38（24）.

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