庄2断块聚合物驱数值模拟研究

庄2断块聚合物驱数值模拟研究
李春颖;张志全;林飞
【摘要】江苏油田庄2断块高含水期存在注水开发效果差,经济效益低等问题,依靠注水开发方式和传统的水动力学调整措施,难以有效改善目前的开发状况.针对先导试验区构造储层特征和油藏开发动态特征,运用聚合物驱开发数值模拟评价方法,研究了注入浓度、注入速度、注入段塞、注入方式等参数对聚合物驱开发效果的影响,优选出最佳方案,并对驱油效果进行预测和评价.结果表明,最佳的注聚方案为采用二级段塞的注入方式(0.075 PV×2 000 mg/L +0.26PV×1 500 mg/L),注入速度为0.07 PV/a,预计提高采收率5.95％.
【期刊名称】《当代化工》
【年(卷),期】2016(045)008
【总页数】4页(P1831-1833,1836)
【关键词】聚合物驱;油藏数值模拟;方案优化
【作者】李春颖;张志全;林飞
【作者单位】长江大学,湖北武汉430100;长江大学,湖北武汉430100;长江大学,湖北武汉430100
【正文语种】中文
【中图分类】TE357
通过江苏油田适用的三次采油技术评价，适合化学驱的油藏储量有5 217×104t，化学驱是江苏油田三次采油提高采收率的主攻方向之一[1,2]。

目前，庄2断块已
进入注水开发末期，含水91%，采出程度23.24%，各方面技术经济指标都表明水驱开发效果变差，经济效益低，进一步挖掘剩余油潜力难度较大，为改善开发效果，可通过化学驱技术提高油藏采收率[3～5]。

研究区块断块构造封闭，储层分布稳定，主力砂体连通性好，储层非均质性强，井网相对完善，注采对应关系好，具有一定剩余油潜力，能够满足聚合物驱注入要求[6]。

本文利用Eclipse软件对庄2断块聚合物驱注入浓度、注入段塞、注入速度、注入方式等注入参数进行数值模拟优化设计，推荐出最优的聚合物驱方案。

针对目标区油藏具体情况，建立了不等距的角点立体网格模型，设置全油藏平面网格系统为：X方向161个节点，Y方向69个节点，平面网格数为11 109个，总网格节点约为161×69×31=34.437 9万个。

平面上根据井距大小将网格步长设计为20 m ×20 m，纵向上根据地质分层将目标区的4个砂层组细分为16个砂层，并根据油藏的储层物性及生产特征，将16个砂层定为16个模拟层。

为精细模拟生产动态历史，确定模拟时间步长为1个月。

油藏数值模拟基本参数见表1。

2.1 聚驱目标区选择及注聚井网确定
在选择注聚目标区时主要考虑剩余油较富集，井网相对完善，储层连通性好的地区[7～9]，庄2断块层系原生裂缝和人工压裂缝复杂，不适于聚合物驱替；层系潜力区面积小，连片性差；而层系连片性好，能形成注聚井网。

因此选择庄2断块
E2f11层系为注聚目标区，包括三个主力小层和
对层系的三个主力小层进行井网调整，调整井网大多为不规则五点井网，包括13口注聚井，5口注水井和28口生产井。

注采井距为150～250 m，多向对应率为40.9%，聚驱井网控制E2f11地质储量105×104t，孔隙体积200×104m3。

2.2 注入浓度优化
固定注入段塞0.195 PV，计算了注入浓度为500、1 000、1 500、2 000、2 500 mg/L的5个方案，计算结果见图1。

由图1可知，随聚合物注入浓度的增加，提高采收率的值逐渐增加，而吨聚增油
量下降，这是由于聚合物注入浓度越高，地下驱替相溶液的粘度越高，利于控制流度，同时改善流度比的力度更大，含水下降越明显，但转后续水驱后，含水回升又变快。

综合指标在注入浓度为1 500 mg/L时效益最好，因此推荐现场注入浓度采用1 500 mg/L。

2.3 注入时机优化
固定注入浓度1 500 mg/L，注入段塞量0.195 PV，共计算了注入时含水率为71.3%、75%、77.5%、80%、82.5%、85%、87.5%、90%八个方案，见图2。

由图2可以看出，随着油藏含水率的增加，注聚合物驱效果变差。

在中高含水期，随着原始含水率的增加，聚驱效果缓慢变差；当油藏含水超过80%后，随着含水
增加，聚驱效果降低幅度增大，因此为保证矿场实施最大效益，建议在含水不高于80%时注入聚合物。

2.4 注入段塞优化
固定注入浓度1 500 mg/L，共计算了注入段塞为0.195、0.26、0.325、0.36、0.39、0.455、0.52 PV七个方案。

从数模计算方案的含水变化看，一定聚合物浓
度下，各方案的见效时间一样，基本没有早晚之分，含水最低点的值相差也不大，但段塞尺寸越大，含水下降漏斗越宽，含水回升相对越慢（图3）。

从图3可以看出，随着注入段塞量的增加，提高采收率值逐渐增加，但当注入段
塞大于0.36 PV时，提高采收率值上升速度减缓，综合指标也随着段塞量的增加
而变差，为保证矿场实施最大效益，选取拐点的段塞量0.36 PV为最优注入段塞。

2.5 注入速度优化
固定注入浓度1 500 mg/L，注入段塞0.36 PV，分别对0.055、0.06、0.065、0.07、0.075PV/a、0.08 PV/a的六个注入速度进行数值模拟优选，优化结果见图4。

由图4可知，随着注入速度的增加，聚驱效果变好，但当注入速度达到0.07 PV/a 时，再增大注入速度，对提高采收率的影响不大。

结合现场的实际注入能力，推荐注入速度采用0.07 PV/a。

2.6 注入方式优化
根据注入浓度、注入段塞和注入速度优化的结果，在总量540 PV·mg/L保持不变的情况下，设计了包括一级段塞和二级段塞等五种注入方式，优选结果如表2所示。

由表2可知，这五种注入方式对提高采收率的影响相差不大，考虑现场操作和地
面工艺设计等因素，选择第3种注入方式，即主段塞为0.26 PV，注入浓度保持在1 500 mg/L，同时设置一个0.075 PV的前置牺牲段塞，注入浓度为2 000 mg/L，预计提高采收率5.95%。

2.7 聚合物驱推荐方案
综合各注入参数的数值模拟优化结果，推荐庄2断块聚合物驱油的方案为：矿场
注聚总用量540 PV·mg/L，注入速度为0.07 PV/a，采用二级段塞的注入方式（0.075 PV×2 000 mg/L+0.26 PV×1 500 mg/L），共注入时间1 877 d，需要聚合物干粉总量1 271 t。

预测井网调整+聚合物驱后累计增油15.5×104t，聚驱
提高采收率5.95%，见图5-图7。

庄2断块已经进入高含水期，开发效果变差，为此应尽快探索聚合物驱油技术在
江苏油田应用的可行性，减缓中低渗高含水油藏递减，恢复老油田生机。

通过对聚驱段塞尺寸、段塞浓度、注入速度、注入量等各项指标的数值模拟优化，优选出了油藏最佳注聚方案，即年注入速度为0.07 PV，注入方式采用二级段塞。

预测聚合物驱后累计增油15.5×104t，提高采收率5.95%，吨聚合物增油48.4 t/t。

【相关文献】
［1］冈秦麟.高含水期油田改善水驱效果新技术[M].北京：石油工业出版社，1999.
［2］杨承志.化学驱提高石油采收率[M].北京：石油工业出版社，1999.
［3］沈平平，俞稼镛.大幅度提高石油采收率的基础研究[M].北京：石油工业出版社，2001. ［4］王宏伟，李景禄.喇嘛甸油田特高含水期油田开发理论与实践[M].北京：石油工业出版社，2003.
［5］陈文华.提高油田开发效果的途径[J].石油勘探开发情报，1991(3)：61-64.
［6］胡博仲.聚合物驱采油工程[M].北京：石油工业出版社，1997：1-60.
［7］邵红云，陈雷，李林辉.胜利油田注聚区块深调防窜技术研究与应用[J].断块油气田，2005，12(1)：81-84.
［8］俞力.预交联聚合物调整吸水剖面研究与应用[D].中国石油大学，2008.
［9］D.Moffitt.Application of Freshwater and Brine Polymer Flooding in the North Burbank Unit,Osage County,Oklahoma[C].SPE Reservoir Engineering,may 1993:128-134.。