海上早期聚合物驱开发特征研究_王宏申

15 卷
图 1 L 油田注聚区块井位图 Fig. 1 Well location map of polymer flooding block in L oilfield
步的研究，应用 CMG 数值模拟软件建立一维网格模 型，见图 4，相关物化参数［6］主要参考 L 油田主要 参数。
图 2 L 油田注聚区块生产曲线 Fig. 2 Oil production curve of polymer
3. 1 早期聚驱注入压力分析 L 油田聚合物驱黏度取 6 mPa·s，地层原油黏
度取 14 mPa·s，结合该油田的相渗表（ 表 2） ，可以 计算出 L 油田在理想的水驱与聚驱条件下油水流 度比及含水率的变化趋势，见表 2、图 5。
19 期
王宏申，等： 海上早期聚合物驱开发特征研究
133
图 4 L 油田一维机理模型 Fig. 4 One-dimensional mechanism model of L Oilfield
3. 2 早期聚驱含水变化规律分析
含水率 与 相 渗、黏 度 比 的 关 系 可 由 分 流 量 方 程［10］得到：
Fw
=1 1 + kro μw
（ 2）
krw μo
式（ 2） 中，Fw 为含水率，kro 、krw 为油水相对渗透率，
μo、μw 为油水相黏度，mPa·s。结合式（ 2） 与表 2 分
王宏申 王锦林 王晓超* 李 芳 石端胜 魏 俊 吴慎渠 孙 瑫
（ 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452）
摘 要 2006 年渤海 L 油田开展了早期聚合物驱矿场试验，至今取得了一定的增油效果。目前陆地油田、渤海 J 油田高含水
期聚合物驱的矿场试验中，见效后生产特征出现明显的含水下降漏斗或下降趋势，而在渤海早期注聚 L 油田见效后并未出现
由图 5 看出，在早期注聚期间油水流度比升高 的幅度远 远 大 于 中 晚 期 注 聚，结 合 达 西 公 式［7］ 式 （ 1） 分析，早期注聚注入 μr 更大一些，所需 ΔP 更高 一些［8］，即注 入 难 度 更 大 一 些，所 以 在 油 田 早 期 注 聚的过程中注入压力更高一些，且波动较大。数值 模拟分析发现，在注入聚合物过程中，越早注入，注
关键词 渤海油田 早期注聚 含水特征 注入压力 相渗分析
中图法分类号 TE357；
文献标志码 A
海上油田开发过程中，由于受到平台寿命的限 制，海洋石油生产需要在较短的时间取得最大的采 收率。因此，中 海 油 提 出 了“早 期 注 水、注 水 即 注 聚、注水注聚相结合，模糊一、二、三次采油界限”的 高效开发新模式，缩短油田开发年限和获得更大的 社会经 济 效 益［1，2］。渤 海 L 油 田 早 期 注 聚 项 目 自 2006 年以来，已经实施 9 年，目前注聚已取得明显 的增油效果，同时也具有含水下降趋势不如高含水 油田聚合物驱开发含水下降趋势明显的特征［3］，含 水变化的这种差距是由于注聚时机引起的还是早期 聚驱本身就是这种规律？ 针对这个问题，也为了进 一步认识 L 油田早期注聚的效果及含水变化规律， 从聚驱与水驱渗流规律的角度以及运用数值模拟手 段开展研究与分析。
网，见图 1。聚驱转注时机是在区块含水低于 20% ， 采用转注水即注聚的早期注聚思路。 1. 2 井组注聚方案及实施概况
聚驱方案设计注入 11 年，总计注入 0. 386 PV，聚 合物干粉 26 942. 5 t，2006 ～ 2014 年开展聚合物驱的 9 年期间，基本完成方案要求，总计注入 0. 262 4 PV， 聚合物 干 粉 15 624. 9 t，见 表 1，取 得 较 好 的 增 油 效果。
2 000
注入压力 / MPa
9. 0 ～ 13. 0
8. 0 ～ 10
阻力系数 1. 2 ～ 9. 7 1. 9 ～ 5. 8
图 5 L 油田相渗计算聚驱与水驱油水流度比曲线 Fig. 5 Calculated mobility ratio curve of polymer and water flooding of L oilfield
明显的含水下降漏斗或下降趋势，这主要由于 L 油田开发早期见水后含水处于快速上升阶段，聚合物驱“降水效果”不足以抵
消水驱“含水快速上升趋势”。重点分析了渤海 L 油田早期聚驱注入压力及含水特征，及数值模拟研究含水在聚驱与水驱情
况下的不同表现，说明早期聚驱开发特征。为早期开展聚合物驱矿场试验设计及效果评价提供参考依据。
0. 12
0. 01
0. 38 0. 009 0. 881 3. 818 40. 374 0. 23
0. 02
0. 406 0. 015 0. 812 2. 413 23. 519 0. 34
0. 04
0. 431 0. 021 0. 734 1. 707 15. 042 0. 44
0. 06
0. 457 0. 028 0. 646 1. 279 9. 908
injection block in L Oilfield
3 早期聚驱开发含水变化规律分析
为了对比早期与高含水期聚驱含水变化规律的 特点，深入认识早期聚驱抑制含水上升的规律，从相 渗曲线角度考虑的渗流机理与数值模拟认识两个方 面进行深入研究［4，5］。运用数值模拟手段开展进一
图 3 L 油田注聚区块含水与采出程度关系曲线 Fig. 3 Ｒelationship between water cut and oil recovery of polymer injection block in L Oilfield
表 3 早中期聚驱注入压力对比表 Table 3 Injection pressure comparison between
early stage and middle stage polymer flooding
油田
L 渤海
S
注聚前含水 / %
＜ 10
68
渗透率 / mD
10来自百度文库～ 5 000 平均 1 600
表 1 L 油田早期注聚方案及实施情况表 Table 1 Early polymer injection program
and implementation of L oilfield
2006 ～ 2014 年
实际注入 方案设计
注入量/ PV
0. 262 4 0. 386
干粉用量/ 交联剂用量/ 段塞设计/
0. 99
0. 89
0. 704 0. 276 0. 028 0. 129 0. 043
1. 00
0. 96
0. 743 0. 353 0. 016 0. 101 0. 019
1. 00
0. 98
0. 799 0. 49 0
入压力上升峰值越高，见图 6，说明早期注聚注入压
力更高。通过比较渤海另外一个中高含水聚驱油 田［9］的注入压力得到验证，见表 3。
表 2 相渗曲线及相关计算参数表 Table 2 Ｒelative permeability curves and
related parameters
Sw
Krw
Kro
水驱油 聚驱油 水驱
聚驱
水流度比 水流度比 含水率 / % 含水率 / %
0. 329 0
1
0. 355 0. 004 0. 943 8. 017 90. 77
聚驱井组为 8 注 23 采，近似反九点的不规则井
2015 年 1 月 19 日收到 第一作者简介： 王宏申（ 1975—） ，男，硕士，高级工程师。研究方向： 提高采收率技术。E-mail： wanghsh@ cnooc. com. cn。 * 通信作者简介： 王晓超（ 1988—） ，女，助理工程师，硕士。研究方 向： 提高采收率技术、油藏方案。E-mail： wangxch47@ cnooc. com. cn。
t
t
（ mg·L －1 ）
15 624. 9 1738. 7
1 200
26 942. 5 2 850. 3 1 200 ～ 1 600
2 早期聚驱开发效果分析
聚驱 0. 03 PV（ 约半年） 后，区块含水上升趋势 得到明显抑制、产油递减趋势见图 2，由含水率与采 出程度拟合曲线也可看出，含水率曲线向着采出程 度更高的方向发展，说明聚驱有效改善了开发效果， 见图 3。
0. 88
0. 38
0. 553 0. 085 0. 193 0. 42 0. 973
0. 92
0. 51
0. 582 0. 111 0. 128 0. 322 0. 494
0. 96
0. 67
0. 617 0. 148 0. 081 0. 241 0. 235
0. 98
0. 81
0. 647 0. 186 0. 055 0. 192 0. 127
科学技术与工程
15 卷
图 7 L 油田相渗计算聚驱与水驱含水率曲线 Fig. 7 Water cut curve of polymer and water flooding calculated through relative permeability in L Oilfield
图 9 L 油田数值模拟计算不同时机聚驱含水率曲线 Fig. 9 Water cut of polymer flooding at different time calculated through numerical simulation in L Oilfield
Q = B Kr Δp
（ 1）
μr
式（ 1） 中，Q 为产量，cm3 / s，Kr 为相对渗透率，μr 为
相黏度，mPa·s，Δp 为压差，10 － 1 MPa，B 为面积与
长度比值，cm。
图 6 L 油田数值模拟计算不同时机 聚驱注入压力曲线
Fig. 6 The calculated injection pressure curve of injecting polymer at different time through numerical simulation of L Oilfield
0. 55
0. 09
0. 482 0. 038 0. 521 0. 947 5. 92
0. 67
0. 14
0. 508 0. 049 0. 378 0. 729 3. 306
0. 78
0. 23
0. 518 0. 057 0. 322 0. 627 2. 421
0. 83
0. 29
0. 532 0. 068 0. 261 0. 525 1. 645
图 8 L 油田数值模拟计算聚驱与水驱含水率曲线 Fig. 8 Water cut curve of polymer and water flooding calculated through numerical simulation in L Oilfield
斗［11，12］等明 显 的 聚 驱 特 征，也 具 有 改 善 油 水 流 度 比、抑制含水上升的效果，那效果程度如何？ 与中晚 期聚驱效果对比如何？ 为分析这些问题，开展了不 同含水时期开展聚驱的对比。分析发现聚驱的时机 早晚对含水下降形态影响较大，越晚开展聚驱，含水 降幅越明显，见图 9，这也与实际矿场试验表现的特 征相吻合，而对最终开发效果影响不大，见图 10，各 个时期开展聚驱的最终累积产油量相近。
析，认为早期聚驱可有效推迟含水率上升趋势，通过
相渗计算所得聚驱与水驱含水率变化曲线较好地展
现了这个特征，见图 7。同时通过数值模拟计算也
发现早期聚驱具有这样的规律，见图 8。这说明在
实际的驱油过程中存在这样的降水规律。
3. 3 不同时期聚驱含水规律分析
前面研究说明早期聚驱即使未出现含水下降漏
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第 15 卷 第 19 期 2015 年 7 月 1671—1815（ 2015） 19-0131-05
科学技术与工程
Science Technology and Engineering
Vol. 15 No. 19 Jul． 2015 2015 Sci. Tech. Engrg.
海上早期聚合物驱开发特征研究
结 合 动 态 、数 模 分 析 也 改 善 了 水 驱 开 发 效 果 ， 然而从含水直观观测上与高含水油田表现出的聚 驱降水特征 还 是 有 较 大 差 别，未 出 现 陆 地 油 田 表 现的含水“下降漏斗”的聚驱特征，L 油田“降水效 果”更多的体现在抑制含水上升的趋势上。
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科学技术与工程
1 早期注聚概况
1. 1 井组概况 渤海 L 油田处于渤海辽东湾海域辽西凹陷中
部 ，油田主要目的层是东营组东二下段 ，三角洲前 缘亚相沉积 ，孔隙度 27% ～ 35% ，渗透率 1 000 ～ 4 000 × 10 － 3 μm2 ，地下原油黏度 13. 9 ～ 19. 4 mPa· s，温度 62 ～ 64 ℃ ，地层水矿化度 2 873 mg / L。储层 物性较好，属于高孔高渗油藏。