CN112001132A - 一种刚性水驱油藏剩余油分布情况确定方法和采油方法 - Google Patents

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龙卫江
张辉松
刘斌
李岩
李洪生
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陈民波
曹辰
邵志芳
周继龙
秦玲
石璐
叶欢
杨瑞莎
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Abstract

本发明属于刚性水驱油藏技术领域，具体涉及一种刚性水驱油藏剩余油分布情况确定方法和采油方法。获取刚性水驱油藏的边水体积，判断边水体积是否大于边水体积设定值：若边水体积大于边水体积阈值，则确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油；且边水体积越大，平面上的剩余油分布量越多。本发明经过研究以及模拟分析发现，影响剩余油分布的因素包括边水体积，比较边水体积与边水体积阈值，在边水体积大于边水体积阈值时可确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油，进而根据边水体积的大小，确定平面上的剩余油分布量的多少，以确定是否有开采的价值，从而有目的性地进行剩余油开采，提高刚性水驱油藏的储量动用率和最终采收率。

Description

一种刚性水驱油藏剩余油分布情况确定方法和采油方法
技术领域
本发明属于刚性水驱油藏技术领域，具体涉及一种刚性水驱油藏剩余油分布情况确定方法和采油方法。
背景技术
在石油开发过程中，一般情况下，仅能开采出地下总储量的30％左右，这就意味着还有大量的石油仍然被残留在地下，剩余油的形成与分布研究是目前石油行业的一项难题，是油田开发的核心技术之一。
常用的剩余油分布研究方法包括生产测井法、神经网络技术等，发现影响剩余油分布的因素包括层内夹层、沉积结构变化等。对于刚性水驱油藏，具有含油层位单一、油层厚度薄、储量规模小、边水能量强、高孔高渗的特点，由于其特殊的油藏特点导致开发过程中含水上升较快，经过历年的开发，产量历经短时间的稳产后出现大幅度降低的趋势，根据这些因素不再适用，均将导致剩余油分布特征不清，无法进行有效的剩余油开采。
发明内容
本发明提供了一种刚性水驱油藏剩余油分布情况确定方法和采油方法，用以解决现有技术中剩余油分布特征不清导致无法进行有效的油开采的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案包括：
本发明提供了一种刚性水驱油藏的剩余油分布情况确定方法，包括如下步骤：
获取刚性水驱油藏的边水体积，判断边水体积是否大于边水体积设定值：
若边水体积大于边水体积阈值，则确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油；且边水体积越大，平面上的剩余油分布量越多。
上述技术方案的有益效果为：本发明经过研究以及模拟分析发现，影响剩余油分布的因素包括边水体积，比较边水体积与边水体积阈值，在边水体积大于边水体积阈值时可确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油，进而根据边水体积的大小，确定平面上的剩余油分布量的多少，以确定是否有开采的价值，从而有目的性地进行剩余油开采，提高刚性水驱油藏的储量动用率和最终采收率。
进一步的，在确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油后，还进一步获取该刚性水驱油藏的采液速度以确定平面上的剩余油的分布量，采液速度越大，平面上的剩余油分布量越多。边水体积再结合采液速度确定剩余油的分布量，更加精确地确定剩余油的分布量。
进一步的，所述剩余油分布在油藏的砂体高部位及侧翼。确定剩余油的分布位置，可有目的性地去开采剩余油。
进一步的，还包括获取该刚性水驱油藏纵向上的渗透率韵律以确定该刚性水驱油藏纵向上是否存在剩余油的步骤：根据该刚性水驱油藏纵向上的渗透率韵律，确定突进系数；判断突进系数是否大于突进系数阈值：若突进系数大于等于突进系数阈值，则确定该刚性水驱油藏纵向上存在剩余油。通过渗透率韵律确定突进系数，从而可确定纵向上是否存在剩余油，以确定是否有继续开采的价值。
进一步的，所述边水体积阈值为50倍的油区体积。
本发明还提供了一种刚性水驱油藏的采油方法，包括如下步骤：
获取刚性水驱油藏的边水体积，根据边水体积确定该刚性水驱油藏在平面上剩余油分布量：若边水体积大于边水体积设定值，则确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油，所述剩余油分布在油藏的砂体高部位及侧翼，且边水体积越大，平面上的剩余油分布量越多；
根据该刚性水驱油藏在平面上剩余油分布位置和在平面上剩余油分布量，调整井网进行剩余油开采。
上述技术方案的有益效果为：本发明经过研究以及模拟分析发现，影响剩余油分布的因素包括边水体积，比较边水体积与边水体积阈值，在边水体积大于边水体积阈值时可确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油，进而根据边水体积的大小，确定平面上的剩余油分布量的多少，以及剩余油的分布位置，以确定是否有开采的价值，从而有目的性地进行剩余油开采，提高刚性水驱油藏的储量动用率和最终采收率。
进一步的，在确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油后，还进一步获取该刚性水驱油藏的采液速度，且采液速度越大，平面上的剩余油分布量越多。边水体积再结合采液速度确定剩余油的分布量，更加精确地确定剩余油的分布量。
进一步的，还包括获取该刚性水驱油藏纵向上的渗透率变化情况以确定该刚性水驱油藏纵向上是否存在剩余油的步骤：根据该刚性水驱油藏纵向上的渗透率变化情况，确定突进系数；判断突进系数是否大于突进系数阈值：若突进系数大于突进系数阈值，则确定该刚性水驱油藏纵向上存在剩余油。通过渗透率韵律确定突进系数，从而可确定纵向上是否存在剩余油，以确定是否有继续开采的价值。
进一步的，所述边水体积阈值为50倍的油区体积。
附图说明
图1是本发明的刚性水驱油藏剩余油分布情况确定方法实施例的流程图；
图2是本发明的刚性水驱油藏采油方法实施例的流程图；
图3-1是本发明的采液速度为4％且1倍水体流线图；
图3-2是本发明的采液速度为4％且20倍水体流线图；
图3-3是本发明的采液速度为4％且50倍水体流线图；
图3-4是本发明的采液速度为4％且100倍水体流线图；
图4-1是本发明的边水体积为油区体积100倍且采液速度为4％的流线图；
图4-2是本发明的边水体积为油区体积100倍且采液速度为6％的流线图；
图4-3是本发明的边水体积为油区体积100倍且采液速度为8％的流线图；
图4-4是本发明的边水体积为油区体积100倍且采液速度为10％的流线图；
图5是本发明的水体体积与高部位单井泄油半径关系图；
图6是本发明的XX井的砂体流线模型；
图7-1是本发明的封闭边界油藏压力变化模式图；
图7-2是本发明的定压边界油藏压力变化模式图；
图8-1是本发明的点沙坝模型100倍水体6％采液速度，95％含水时压力场图；
图8-2是本发明的点沙坝模型100倍水体6％采液速度，95％含水时剩余油分布图；
图9是本发明的XX油田XXX井测井解释曲线图。
图10-1是本发明的2026年含油饱和度分布图(第一层网格)；
图10-2是本发明的2026年含油饱和度分布图(第二层网格)；
图10-3是本发明的2026年含油饱和度分布图(第三层网格)；
图10-4是本发明的2026年含油饱和度分布图(第四层网格)；
图10-5是本发明的2026年含油饱和度分布图(第五层网格)。
具体实施方式
本发明针对刚性水驱油藏，基于边水体积、采液速度和渗透率韵律三个因素，确定油藏的剩余油分布情况。针对该类油藏特点，采用典型理论模型和实际模型相结合的数值模拟方法，分析如何从众多因素中挑选出这三个最具影响力的因素，以及这三个因素具体如何影响剩余油分布情况。
具体采用数值模拟方法进行分析的过程如下：
针对刚性水驱油藏剩余油分布情况，从平面和纵向两个方向分别进行模拟与分析，以确定影响平面剩余油分布和纵向剩余油分布的因素，以及各个因素如何影响剩余油分布。具体分析过程包括：
1)通过地质认识和动态分析相结合的方法，针对刚性水驱稀油油藏的油藏特点分析，分析影响平面/纵向剩余油分布的影响因素；
2)在影响平面/纵向剩余油分布的影响因素的基础上，首先在地质模型和流线数值模拟模型的基础上建立典型流线模型，然后基于典型流线模型，描述典型模型流线场特征，最后针对实际油藏开展实际流线场数值模拟研究，验证典型理论模型研究结果。下面展开说明。
一、油藏特点
XX油田稀油油藏是典型的刚性水驱高渗透稀油油藏，它具有含油层位单一、油层厚度薄、储量规模小、边水能量强、高孔高渗的特点。其构造上属于准噶尔盆地西部隆起的次一级构造单元，含油层N1S1Ⅱ2小层构造简单，总体上地层为一近东西走向、倾角2°的单斜构造；储层岩性以灰褐色、灰色含砾细砂岩为主，成份以石英为主，长石次之，泥质胶结，胶结疏松，平均孔隙度28.8％，渗透率0.704μm2，储集条件较好，属高孔高渗储层；沉积特征属典型的曲流河沉积，砂体形态具有“上凸底平”的特征，砂体平面上变化快，砂体规模小，储量仅42×104t，含油高度仅26m；含油层位单一，油层平均有效厚度为3.2m；边水能量强，外部水体体积较大在100倍以上，油井投产后初期自喷能力强，日产油较高，最高日产油37t/d，平均日产29.9t/d，生产6年来区块压力保持水平仍在95％以上。
二、剩余油分布影响因素
剩余油是指油田开发过程中尚未采出而滞留在地下油藏中的原油，其与油田采收率呈负相关关系。采收率越高，则剩余油越少，反之亦然。然而剩余油的产生往往是由于非均质性引起的，主要包括油藏非均质性和开采非均匀性。其中油藏非均质性包括构造、储层及流体非均质性等为剩余油分布的内部控制因素，即内因。开采非均匀性主要为层系组合、井网布置、射孔位置、注采对应、注采强度等注采状况导致的储层开采状况的非均匀性，其为剩余油分布的外部控制因素，即外因。
该区油藏不同于其它稀油油藏的特点是它的强边水与小规模，根据该类油藏的油藏特点及开发实践情况，筛选出了其剩余油分布的主要受平面物性差异、原油粘度、渗透率韵律、井网控制程度、采液速度5种因素控制。
三、平面剩余油分布情况的模拟分析
影响平面上剩余油分布的主要因素包括油藏条件，主要包括平面物性差异、流体粘度差异、井网控制程度、采液速度。由于单个油藏内由于平面物性差异、流体粘度差异、井网控制程度(主体部位)及采液速度四者对开发效果均有一定程度的影响，而且在砂体的主体部位，影响的结果最终可以通过开发过程中的水线推进情况反应出来。通过XX油田稀油小砂体多年的开发经验来看，水线均匀推进是保证XX油田各个稀油油藏开发效果的关键因素，水线均匀可确保各井排在合理采液速度下的适度调整能维持生产稳定、水线均匀能够使井间储量得到有效驱替确保达到较高的储量动用率最终获得较高的采收率。相反，如果水线推进不均匀，则会造成井间的储量动用状况变差，难以取得较高的采收率。
为了研究研究区的剩余油分布特征，首先是在地质模型和流线数值模拟模型的基础上建立了典型流线模型。地质模型平面网格精度10m×10m，垂向1m，总网格数100×100×4，地层倾角4度，孔隙度35％，渗透率1800×10-3μm2。至边界140m始砂体逐渐变薄到0.5m，渗透率逐渐变小到600×10-3μm2。
研究区具有充足的边水能量，属于刚性水驱油藏，边水的大小对油水分布有重要的影响作用，为研究边水能量对流线特征的影响，在本次流线数值模拟中，典型模型设置的水体为网格和数值类型，采液速度4％，边水体积大小是油区体积的1、20、50、100、200倍分别进行计算对比分析。从图3-1至图3-4流线图对比来看，边水能量越大越不利于采油井上方砂体顶部泄油。
为研究采油速度对流线特征的影响，在本次流线数值模拟中，设置的水体为网格和数值类型，边水大小是油区体积的100倍，采液速度4％、6％、8％、10％分别进行计算对比分析。从图4-1至图4-4流线图对比来看，采液速度越大越不利于采油井上方砂体顶部泄油。
统计不同水体体积大小下的高部位泄油半径，随着外部水体体积的增大，高部位泄油半径快速减小；当水体体积大于50倍时，砂体的高部位和侧翼剩余油富集，其中高部位泄油半径下降幅度有限，泄油半径在30-40m左右，如图5所示。
五、平面剩余油分布情况分析验证分析
针对XX油田XXX井开展了流线场数值模拟研究，如图6所示，根据流线场分布特征分析认为在目前井网及工作制度下的该区砂体的高部位、砂体的侧翼存在储量动用不彻底的现象，与典型模型研究结果一致。
研究认为，研究区砂体北部砂体尖灭，为封闭边界；南部存在边水，通过天然能量评价为刚性水驱，为定压边界，油藏内部压力保持水平较高。采用直井开发形成的渗流场与常规的封闭边界、定压边界均有一定差异。通过对典型模型的压力场图和流线场图可以看出，单井高部位的压降有限，高部位油动用程度有限，剩余油富集，流体的主要供给方向为边水驱方向，因此在砂体高部位及侧翼形成剩余油，如图7-1、图7-2、图8-1和图8-2所示。
六、纵向剩余油分布情况的模拟分析
研究区纵向剩余油分布由于不存在层内夹层，所以其非均质性的主要影响因素是渗透率韵律。选取了典型XX油田XXX井作为研究对象。渗透率在垂向上由下向上变化不大，自然伽马曲线可呈现光滑箱形，声波时差和电阻率测井曲线呈现轻微锯齿状。纵向上最小渗透率0.0373μm2、最大渗透率1.4783μm2、平均渗透率0.7183μm2，计算突进系数为2.1，属于弱非均质型韵律，如图9所示。
对于弱均质性储层来说，研究区由于无取芯资料，故采用地质建模、数值模拟的方法研究了纵向上的剩余油分布情况，如图10-1至图10-5所示。
根据数值模拟结果，在目前采液条件下模拟至2026年，从上到下五层网格，在水淹井春22-1井点的饱和度值分别为24.8％、24.2％、23.9％、23.6％、23.1％，这说明这类弱非均质型砂体纵向上水驱均匀，波及系数可达到100％，纵向上基本无剩余油潜力分布。
另外，需说明的是，油藏地质模型和典型地质模型使用斯伦贝谢(Schlumberger)公司Petrel软件建立。油藏数值模拟和流线模拟使用斯伦贝谢(Schlumberger)公司ECLIPSE软件E100模拟器和FrontSIM模拟器。模拟器输入数据由地质模型(构造数据、孔隙度、渗透率、净毛比分布等)、岩石及流体性质模型(油气水高压物性、相渗曲线、毛管压力曲线、岩石压缩系数等)和生产模型(完井数据、油气水产量等)三部分组成。
基于上述研究成果，可实现本发明的一种刚性水驱油藏的剩余油分布情况确定方法和一种刚性水驱油藏的采油方法。
下面结合附图和实施例，对这两种方法进行进一步的详细说明。
刚性水驱油藏的剩余油分布情况确定方法实施例：
本发明的一种刚性水驱油藏的剩余油分布情况确定方法实施例，如图1所示：
首先，获取刚性水驱油藏的边水体积，判断边水体积是否大于50倍的油区体积：若边水体积大于50倍的油区体积，则确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油；若边水体积是否小于等于50倍的油区体积，则确定该刚性水驱油藏平面上不存在剩余油。
然后，确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油后，进一步获取该刚性水驱油藏的采液速度，结合边水体积和采油速度，确定该刚性水驱油藏平面上的剩余油分布量。其中，边水体积越大，平面上的剩余油分布量越多；采液速度越快，平面上的剩余油分布量越多。
接着，确定平面剩余油分布位置，即刚性水驱油藏的砂体高部位及侧翼。结合平面上的剩余油分布量，便是确定了该刚性水驱油藏平面上的剩余油分布情况。
其次，获取该刚性水驱油藏纵向上的渗透率韵律，确定突进系数。判断突进系数是否大于突进系数阈值：若突进系数大于等于突进系数阈值，则确定该刚性水驱油藏纵向上存在剩余油；若突进系数小于突进系数阈值，则确定该刚性水驱油藏纵向上不存在剩余油。对于刚性水驱油藏，其突进系数小于突进系数阈值，则其纵向上无剩余油分布。该步骤即确定了该刚性水驱油藏纵向上的剩余油分布情况，结合上三个步骤确定的该刚性水驱油藏平面上的剩余油分布情况，便确定了该刚性水驱油藏的剩余油分布情况。
刚性水驱油藏的采油方法实施例：
本发明的一种刚性水驱油藏的采油方法实施例，如图2所示：
首先，获取刚性水驱油藏的边水体积，判断边水体积是否大于50倍的油区体积：若边水体积大于50倍的油区体积，则确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油；若边水体积是否小于等于50倍的油区体积，则确定该刚性水驱油藏平面上不存在剩余油。
然后，确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油后，进一步获取该刚性水驱油藏的采液速度，结合边水体积和采油速度，确定该刚性水驱油藏平面上的剩余油分布量。其中，边水体积越大，平面上的剩余油分布量越多；采液速度越快，平面上的剩余油分布量越多。
接着，确定平面剩余油分布位置，即砂体高部位及侧翼。结合平面上的剩余油分布量，便是确定了该刚性水驱油藏平面上的剩余油分布情况。
其次，获取该刚性水驱油藏纵向上的渗透率韵律，确定突进系数。判断突进系数是否大于突进系数阈值：若突进系数大于等于突进系数阈值，则确定该刚性水驱油藏纵向上存在剩余油；若突进系数小于突进系数阈值，则确定该刚性水驱油藏纵向上不存在剩余油。对于刚性水驱油藏，其突进系数小于突进系数阈值，则其纵向上无剩余油分布。该步骤即确定了该刚性水驱油藏纵向上的剩余油分布情况，结合上三个步骤确定的该刚性水驱油藏平面上的剩余油分布情况，便确定了该刚性水驱油藏的剩余油分布情况。
最后，根据该刚性水驱油藏平面上的剩余油分布情况(包括平面上的剩余油分布量和平面上的剩余油分布位置)、以及纵向上的剩余油分布情况，调整井网进行剩余油开采。
本发明在得到该刚性水驱油藏的剩余油分布情况后，根据剩余量的多少来确定是否进行开采，如何开采，提高刚性水驱油藏的储量动用率和最终采收率。
将本发明的刚性水驱油藏的采油方法方法应用于XXX油藏的开发实践中，特别是针对XXX油藏共部署高效调整井68口，截止2019年5月底累计增油47.65万吨，取得了较好的开发效果，大大提高了强边水稀油小砂体的储量动用率和最终采收率。

Claims (9)

1.一种刚性水驱油藏的剩余油分布情况确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取刚性水驱油藏的边水体积，判断边水体积是否大于边水体积设定值：
若边水体积大于边水体积阈值，则确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油；且边水体积越大，平面上的剩余油分布量越多。
2.根据权利要求1所述的刚性水驱油藏的剩余油分布情况确定方法，其特征在于，在确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油后，还进一步获取该刚性水驱油藏的采液速度以确定平面上的剩余油的分布量，采液速度越大，平面上的剩余油分布量越多。
3.根据权利要求1所述的刚性水驱油藏的剩余油分布情况确定方法，其特征在于，所述剩余油分布在油藏的砂体高部位及侧翼。
4.根据权利要求1～3任一项所述的刚性水驱油藏的剩余油分布情况确定方法，其特征在于，还包括获取该刚性水驱油藏纵向上的渗透率韵律以确定该刚性水驱油藏纵向上是否存在剩余油的步骤：
根据该刚性水驱油藏纵向上的渗透率韵律，确定突进系数；
判断突进系数是否大于突进系数阈值：
若突进系数大于等于突进系数阈值，则确定该刚性水驱油藏纵向上存在剩余油。
5.根据权利要求1所述的刚性水驱油藏的剩余油分布情况确定方法，其特征在于，所述边水体积阈值为50倍的油区体积。
6.一种刚性水驱油藏的采油方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取刚性水驱油藏的边水体积，根据边水体积确定该刚性水驱油藏在平面上剩余油分布量：若边水体积大于边水体积设定值，则确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油，所述剩余油分布在油藏的砂体高部位及侧翼，且边水体积越大，平面上的剩余油分布量越多；
根据该刚性水驱油藏在平面上剩余油分布位置和在平面上剩余油分布量，调整井网进行剩余油开采。
7.根据权利要求6所述的刚性水驱油藏的采油方法，其特征在于，在确定该刚性水驱油藏平面上存在剩余油后，还进一步获取该刚性水驱油藏的采液速度，且采液速度越大，平面上的剩余油分布量越多。
8.根据权利要求6或7所述的刚性水驱油藏的采油方法，其特征在于，还包括获取该刚性水驱油藏纵向上的渗透率变化情况以确定该刚性水驱油藏纵向上是否存在剩余油的步骤：
根据该刚性水驱油藏纵向上的渗透率变化情况，确定突进系数；
判断突进系数是否大于突进系数阈值：
若突进系数大于突进系数阈值，则确定该刚性水驱油藏纵向上存在剩余油。
9.根据权利要求5所述的刚性水驱油藏的采油方法，其特征在于，所述边水体积阈值为50倍的油区体积。
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