强非均质时变性裂缝性油藏数值模拟研究
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第 １ 第 ３期 ７卷
丁 祖 鹏 ． ： 非 均 质时 变 性 裂 缝性 油 藏 数 值模 拟 研 究 等 强
１ 油 藏 概 况
火烧 山油 田构造 上位于 帐北隆起 带北端 的沙 帐凸 起 上 。 油 组为近南 北 向的背斜构造 ， Ｈ３ 属小型河 流一 三 角洲沉积 ，平面及纵 向上相 变较快 ，储 层非 均质程 度 高， 物性 极差 。油藏 含油 面积 ２ ． ｋ 原始地 层压 力 ７５ ｍ ，
点 ： 类井所 在 区域 以发育大 裂缝 为主 ， Ｉ 油水井 间存在
优 势渗流通道 ，动态 上反映为 油井高产 且在对 应水井 注水之后很快 水窜 ： Ⅱ类井所 在区域裂缝 发育适 中 ， 既 增 加 了储层 渗流能力 又不至于 导致水窜 ；Ⅲ类 井所在 区域主要 以发育微 隐裂缝为 主 ， 渗透性较 差 。 ３类油井
的压裂 、 堵水 等措施 ， 根据措施 量可 以把 开发 历程分 为
４个 阶段
井资料 ， 可得 、 、 向裂缝线 密度 ， Ｙ０方 结合 式 （ ）可 以 １，
得到各 区的形状 因子 和基质 岩块垂 向长度 。
１ １ １ 、
第 一 阶段 为 １８ ９ ７年 ８月一 ｌ９ ９ ３年 ７月 ，该阶段
ｌ． ａ原始 饱和 压力 ｌ． Ｐ 。 ５１ ＭＰ ， ７ ３１ Ｍ ａ ４
油藏 裂缝发育 明显 。岩 心观察 和测井 资料表 明全 区均 有 裂缝 分 布 。 岩 心观 察 裂 缝最 长 １ ． ｍ，平 均 ９ ６ Ｏ５ 以高角度 （ ． ｍ， ７ 大于 ７ 。直劈 缝为 主 。裂 缝 系统 发 ９） 育为 “ ” 米 字型 ， 明显 主方 向 。油 藏 由单 一裂 缝介 质 无 （ 裂缝＋ 大 基质 ） 双重介 质 （ 、 中裂缝 ＋ 基质 ） 和单 一孔 隙 介质 （ 微隐裂 缝＋ 基质 ） ３种 渗流介 质组成 ， 种渗 流介 各 质交错组 合 ． 形成 了复杂 的油藏渗 流结构 系统 。 Ｈ ３油组 于 １８ ９ ７年 投产 ， 至 ２ ０ 截 ０ ８年 ６月 ， 有 共 油水 井 １４口 。 合含 水 ７ ． ％． ９ 综 ７ ９ 采油 速 度 ０４ ％， ０ ．３ 采 出程 度 １．８ 由于裂缝 的普遍存在 ，８ ％的井 层 固 ３ ％。 ９ ５． ２ 井质量 中一差 ， 施效果 不佳 。渗 流介质 的差异 ， 措 导致 产 吸剖面极不平 衡 ． 油井 初期产能 差异大 。
措 施量较 少 ，对地层 物性分 布影响不 大 ；第 二阶段 为 （） １
１９ ９ ３年 ８月一 １ ９ ９ ４年 ４月 ． 阶段 时间 较短 ， 每 月 该 但
ｏ ４ 音 ＋、 ＋ｚ ｝ － （ 音 ＝ 、ｔｘ ｔ
式 中 ： 为 形状 因 子 ， 之 ｆ ｆ ｌ为 基 质 岩 块 在 ， ， － ｏ ｍ ；， ｚ ｔ Ｙ
图 １ 火 烧 山 油 田 Ｈ３油 组 裂 缝 分 区
根据各个 裂缝发 育区形状 因子和基 质岩块 垂 向长 度 的初始值 （ 见表 １ ， ）通过 历史拟 合 ， 产量 、 使 含水 率 、 压力 等指标 的拟合 结果 达到 预期效 果 ， 即可得 到 ｏ 和 － ｆ的区域模 型。
、
注水井 和水窜 层位 ，修改 油水井 间 、 ｍ ｆ及裂 缝 Ｋ、 ２ 、 和基质 的油水相 渗 曲线 。通过 加大油水 井 间裂缝 和基 质 的水 相 渗透 率 、 和 的方 式 模 拟 油水 井 间高 渗 通道 ， 配合 修改 、。 双重介 质模 型的运算 速度为等 网 格 数单 重介 质模 型的 １ ／ ４以下 ，因此 由模 型不 收敛 引 起 的运算 速度变 慢 问题会 相应 加剧 。为避免 运算 中的 不收敛 问题 。尽 量不将模 拟高 渗通道 拉到油 水井所 在
表 １ 不 同 裂 缝 发 育 区 形 状 因 子 和 基 质 岩 块 垂 向 长 度
２ 油藏 数值 模 型
２１ 建 立 强 非 均 质 裂 缝 性 油 藏 和 ｆ区 域 模 型 ．
根据投产初 期生产 特征 ， 油井 分 为 ３类 ： 将 Ｉ类井 为高 产液且 含水上 升迅速 的井 ，产液量 高于 １ ・～ ０ｔｄ ， 水 窜 现象 明 显 ， 产 ５个 月 内含 水 达 ５ ％以上 ；Ｉ 投 ０ ｌ类 井 为高产液 且含水上升正常 的井 ． 产液量高 于 １ ・～ ０ｔｄ ， 无水 窜现象 ： Ⅲ类井 为低产井 ， 液量低 于 １ ・～ 产 ０ｔｄ 。 这 ３类油 井 的 生产 特 征 对 应 不 同 的裂 缝 分 布特
形状 因子 和基质 岩块 垂 向长度 会 因为 压裂 、
堵水等措 施而发生改变 。各 阶段 的储 层物性见 表 ２ 。
表 ２ 不 同 阶段 不 同 区域 储 层 参数
在油藏 中形 成 ３个 明显的 区域 ， 分别为 裂缝强发 育 区 、
裂缝 中发育 区和裂缝 弱发育 区（ 见图 １ 。 ）
不 同 的 裂 缝 发 育 区 具 有 不 同 的 形 状 因 子 和 基 质 岩 块 垂 向长度 。根据火烧 山油 田 Ｈ ３油 组 岩 心 观 察 和 测 ２２ 建 立 时 变 性 裂 缝 性 油 藏 阶段 模 型 ． 火烧 山油 田 Ｈ ３油 组 在 开 发 过 程 中 ，进 行 了 大 量
方 向的长度 ， ｍ。
措 施 量较 大 ． 措施 较频 繁 ； 三阶段 为 １９ 第 ９ ４年 ５月一
１９ ９ ９年 １ ０月 ， 每月 措施 量 较少 ， 比较 稳定 ； 四阶段 第
断
块
Biblioteka Baidu
油
气
田
２１ ０ ０年 ５月
为 １９ ９ ９年 １ 月至 今 ，９ ９年 １ 月措 施量 很 大 ， 后 １ １９ １ 之 措施量 较少 ， 较为稳定 。 且 在 不 同的阶段 ， 地层 的裂缝 渗透率 、 质渗透 率 基
丁 祖 鹏 ． ： 非 均 质时 变 性 裂 缝性 油 藏 数 值模 拟 研 究 等 强
１ 油 藏 概 况
火烧 山油 田构造 上位于 帐北隆起 带北端 的沙 帐凸 起 上 。 油 组为近南 北 向的背斜构造 ， Ｈ３ 属小型河 流一 三 角洲沉积 ，平面及纵 向上相 变较快 ，储 层非 均质程 度 高， 物性 极差 。油藏 含油 面积 ２ ． ｋ 原始地 层压 力 ７５ ｍ ，
点 ： 类井所 在 区域 以发育大 裂缝 为主 ， Ｉ 油水井 间存在
优 势渗流通道 ，动态 上反映为 油井高产 且在对 应水井 注水之后很快 水窜 ： Ⅱ类井所 在区域裂缝 发育适 中 ， 既 增 加 了储层 渗流能力 又不至于 导致水窜 ；Ⅲ类 井所在 区域主要 以发育微 隐裂缝为 主 ， 渗透性较 差 。 ３类油井
的压裂 、 堵水 等措施 ， 根据措施 量可 以把 开发 历程分 为
４个 阶段
井资料 ， 可得 、 、 向裂缝线 密度 ， Ｙ０方 结合 式 （ ）可 以 １，
得到各 区的形状 因子 和基质 岩块垂 向长度 。
１ １ １ 、
第 一 阶段 为 １８ ９ ７年 ８月一 ｌ９ ９ ３年 ７月 ，该阶段
ｌ． ａ原始 饱和 压力 ｌ． Ｐ 。 ５１ ＭＰ ， ７ ３１ Ｍ ａ ４
油藏 裂缝发育 明显 。岩 心观察 和测井 资料表 明全 区均 有 裂缝 分 布 。 岩 心观 察 裂 缝最 长 １ ． ｍ，平 均 ９ ６ Ｏ５ 以高角度 （ ． ｍ， ７ 大于 ７ 。直劈 缝为 主 。裂 缝 系统 发 ９） 育为 “ ” 米 字型 ， 明显 主方 向 。油 藏 由单 一裂 缝介 质 无 （ 裂缝＋ 大 基质 ） 双重介 质 （ 、 中裂缝 ＋ 基质 ） 和单 一孔 隙 介质 （ 微隐裂 缝＋ 基质 ） ３种 渗流介 质组成 ， 种渗 流介 各 质交错组 合 ． 形成 了复杂 的油藏渗 流结构 系统 。 Ｈ ３油组 于 １８ ９ ７年 投产 ， 至 ２ ０ 截 ０ ８年 ６月 ， 有 共 油水 井 １４口 。 合含 水 ７ ． ％． ９ 综 ７ ９ 采油 速 度 ０４ ％， ０ ．３ 采 出程 度 １．８ 由于裂缝 的普遍存在 ，８ ％的井 层 固 ３ ％。 ９ ５． ２ 井质量 中一差 ， 施效果 不佳 。渗 流介质 的差异 ， 措 导致 产 吸剖面极不平 衡 ． 油井 初期产能 差异大 。
措 施量较 少 ，对地层 物性分 布影响不 大 ；第 二阶段 为 （） １
１９ ９ ３年 ８月一 １ ９ ９ ４年 ４月 ． 阶段 时间 较短 ， 每 月 该 但
ｏ ４ 音 ＋、 ＋ｚ ｝ － （ 音 ＝ 、ｔｘ ｔ
式 中 ： 为 形状 因 子 ， 之 ｆ ｆ ｌ为 基 质 岩 块 在 ， ， － ｏ ｍ ；， ｚ ｔ Ｙ
图 １ 火 烧 山 油 田 Ｈ３油 组 裂 缝 分 区
根据各个 裂缝发 育区形状 因子和基 质岩块 垂 向长 度 的初始值 （ 见表 １ ， ）通过 历史拟 合 ， 产量 、 使 含水 率 、 压力 等指标 的拟合 结果 达到 预期效 果 ， 即可得 到 ｏ 和 － ｆ的区域模 型。
、
注水井 和水窜 层位 ，修改 油水井 间 、 ｍ ｆ及裂 缝 Ｋ、 ２ 、 和基质 的油水相 渗 曲线 。通过 加大油水 井 间裂缝 和基 质 的水 相 渗透 率 、 和 的方 式 模 拟 油水 井 间高 渗 通道 ， 配合 修改 、。 双重介 质模 型的运算 速度为等 网 格 数单 重介 质模 型的 １ ／ ４以下 ，因此 由模 型不 收敛 引 起 的运算 速度变 慢 问题会 相应 加剧 。为避免 运算 中的 不收敛 问题 。尽 量不将模 拟高 渗通道 拉到油 水井所 在
表 １ 不 同 裂 缝 发 育 区 形 状 因 子 和 基 质 岩 块 垂 向 长 度
２ 油藏 数值 模 型
２１ 建 立 强 非 均 质 裂 缝 性 油 藏 和 ｆ区 域 模 型 ．
根据投产初 期生产 特征 ， 油井 分 为 ３类 ： 将 Ｉ类井 为高 产液且 含水上 升迅速 的井 ，产液量 高于 １ ・～ ０ｔｄ ， 水 窜 现象 明 显 ， 产 ５个 月 内含 水 达 ５ ％以上 ；Ｉ 投 ０ ｌ类 井 为高产液 且含水上升正常 的井 ． 产液量高 于 １ ・～ ０ｔｄ ， 无水 窜现象 ： Ⅲ类井 为低产井 ， 液量低 于 １ ・～ 产 ０ｔｄ 。 这 ３类油 井 的 生产 特 征 对 应 不 同 的裂 缝 分 布特
形状 因子 和基质 岩块 垂 向长度 会 因为 压裂 、
堵水等措 施而发生改变 。各 阶段 的储 层物性见 表 ２ 。
表 ２ 不 同 阶段 不 同 区域 储 层 参数
在油藏 中形 成 ３个 明显的 区域 ， 分别为 裂缝强发 育 区 、
裂缝 中发育 区和裂缝 弱发育 区（ 见图 １ 。 ）
不 同 的 裂 缝 发 育 区 具 有 不 同 的 形 状 因 子 和 基 质 岩 块 垂 向长度 。根据火烧 山油 田 Ｈ ３油 组 岩 心 观 察 和 测 ２２ 建 立 时 变 性 裂 缝 性 油 藏 阶段 模 型 ． 火烧 山油 田 Ｈ ３油 组 在 开 发 过 程 中 ，进 行 了 大 量
方 向的长度 ， ｍ。
措 施 量较 大 ． 措施 较频 繁 ； 三阶段 为 １９ 第 ９ ４年 ５月一
１９ ９ ９年 １ ０月 ， 每月 措施 量 较少 ， 比较 稳定 ； 四阶段 第
断
块
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油
气
田
２１ ０ ０年 ５月
为 １９ ９ ９年 １ 月至 今 ，９ ９年 １ 月措 施量 很 大 ， 后 １ １９ １ 之 措施量 较少 ， 较为稳定 。 且 在 不 同的阶段 ， 地层 的裂缝 渗透率 、 质渗透 率 基