摘要：復(fù)雜斷塊油藏非均質(zhì)性較強，在注水開發(fā)過程中易發(fā)生水竄，影響油井產(chǎn)能，造成注入水無效循環(huán)。針對該問題，利用Buckley-Leverett驅(qū)油理論和馬克西莫夫水驅(qū)理論推導(dǎo)出含水率與體積波及系數(shù)、累計產(chǎn)液量之間的數(shù)學(xué)模型，以該模型的雙對數(shù)曲線為工具，實現(xiàn)單井、區(qū)塊的水竄動態(tài)診斷。結(jié)果表明：當累計產(chǎn)液量與含水率的雙對數(shù)曲線斜率接近-1.0時，油藏處于穩(wěn)定水驅(qū)階段，此時油水兩相之間的關(guān)系為協(xié)作關(guān)系;當斜率偏離-1.0時，根據(jù)油田生產(chǎn)動態(tài)情況可分為過渡段或水竄段，此時油水兩相主要表現(xiàn)為壓制關(guān)系。在渤海KL油田的應(yīng)用結(jié)果表明，該方法可以有效識別水竄的發(fā)生，并合理指導(dǎo)現(xiàn)場采取堵水、卡水、提液等增產(chǎn)措施。該方法對相同類型油田水竄的識別和治理具有指導(dǎo)意義。

　　關(guān)鍵詞：復(fù)雜斷塊;水驅(qū)曲線;水竄;穩(wěn)定水驅(qū);渤海油田

　　石油方向論文投稿刊物：《油田地面工程》創(chuàng)刊于1978年，經(jīng)國家新聞出版總署批準，由中國石油天然氣集團公司主管，大慶油田有限責(zé)任公司主辦的油田建設(shè)、施工和設(shè)計領(lǐng)域權(quán)威應(yīng)用核心期刊。

　　0引言

　　復(fù)雜斷塊油田因其特殊的成因以及平面、縱向的強非均質(zhì)性，導(dǎo)致該類型油田開發(fā)難度較大[1]。目前中國復(fù)雜斷塊油田均以注水開發(fā)為主[2]，并且逐漸進入高含水(含水大于60%)、高采出程度(采出程度大于30%)階段[3-4]。水竄的發(fā)生對于處在“雙高”階段的復(fù)雜斷塊油田的綜合調(diào)整以及新油田投產(chǎn)均會造成嚴重影響[5-8]。前人對水竄的定性識別及治理已進行了研究，并取得了眾多研究成果[9-15]。近年來，定量判斷油田是否處于穩(wěn)定水驅(qū)階段成為準確識別水竄的關(guān)鍵問題，Ershaghi等人[16-17]提出當含水率達到50%時，油田進入穩(wěn)定水驅(qū)階段;童憲章院士[18-19]提出對于部分多層合采井，在井網(wǎng)密度較高、采油速度快的條件下，當含水率達到25%時，其水驅(qū)特征便會顯現(xiàn)出來，此時注入水流入生產(chǎn)井，油藏的壓力整體處于穩(wěn)定狀態(tài)且體積波及系數(shù)接近于定值。然而由于海上油田受到開采成本的制約，較高的采油速度往往是油田開發(fā)的常態(tài)，因此，當注水前緣突破時，含水率往往小于50%，而單井含水則呈現(xiàn)出階梯上升的趨勢。為此，根據(jù)油氣滲流理論，推導(dǎo)出水竄的數(shù)學(xué)模型，該方法可快速識別水竄并采取有效措施。

　　1油田概況

　　KL油田位于渤海南部海域，為辮狀三角洲沉積，地質(zhì)條件復(fù)雜，縱向?qū)游欢唷⒖缍却�，非均質(zhì)性較強，單井平均鉆遇厚度為2.2～5.9m，平均孔隙度為25%，平均滲透率為110mD。該油田于2015年投產(chǎn)，由于具有較高的地飽壓差(14.0MPa)，投產(chǎn)初期利用天然能量開發(fā)，在該階段，油井生產(chǎn)的動力主要為地層及井底壓差，地層的含油飽和度整體變化較小，需要保持合理采液(油)速度為3%，產(chǎn)量出現(xiàn)遞減的主要原因是地層能量不足，地層壓降為6.0MPa。隨著開發(fā)的進行，先期排液井逐漸轉(zhuǎn)為注水井，油田開發(fā)進入天然能量向注水開發(fā)過渡階段，地層能量小幅恢復(fù)，但是由于儲層的非均質(zhì)性較大，注入水在不同的生產(chǎn)層位指進程度不同，但是水驅(qū)前緣尚未突破。

　　隨著注水井的全面投注，地層壓力逐步恢復(fù)到原始壓力附近，油田逐步進入水驅(qū)穩(wěn)定階段，當油井見水后，油井的生產(chǎn)動力逐漸由生產(chǎn)壓差轉(zhuǎn)向注入水驅(qū)替，此時地層壓力基本維持不變，油井的產(chǎn)量遞減主要是由于地層含油飽和度下降、含水上升導(dǎo)致。截至2018年年底，全油田沙河街組含水率為65%，主力區(qū)塊部分油井出現(xiàn)含水臺階式上升的現(xiàn)象，有19口井含水超過80%，占總井數(shù)的33%。因此，需要對中深層復(fù)雜斷塊輕質(zhì)邊水油藏開展攻關(guān)研究，尋找快速識別水竄的方法，找到出水原因，采取有效措施分類治理，改善油田開發(fā)效果。

　　2水竄動態(tài)診斷方法

　　將油田實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)代入式(9)，進行單井或區(qū)塊的動態(tài)診斷。根據(jù)式(9)繪制雙對數(shù)曲線，該曲線表現(xiàn)為斜率接近-1.0，截距為EVVp/c的直線。當單井或區(qū)塊經(jīng)過過渡階段后(在注水開發(fā)前，利用天然能量開發(fā)，不同油田過渡時間不同)，逐漸進入注水開發(fā)階段，其體積波及系數(shù)將逐漸趨近于常數(shù)。經(jīng)過增產(chǎn)措施或綜合調(diào)整之后，體積波及系數(shù)會逐漸增大，直至達到新的穩(wěn)定水驅(qū)狀態(tài)。當水竄發(fā)生時，體積波及系數(shù)將連續(xù)發(fā)生變化，其特征曲線的斜率也隨之發(fā)生改變。但在保持單井產(chǎn)能的前提下，一定程度的水竄是可以接受的，根據(jù)渤海KL油田統(tǒng)計規(guī)律，合理水竄的曲線斜率為-1.3～-1.0。

　　3水竄指示曲線的使用條件及步驟

　　水竄指示曲線的使用條件為：區(qū)塊或單井的生產(chǎn)狀態(tài)相對穩(wěn)定;區(qū)塊的油水流度比大于1。水竄動態(tài)分析的步驟為：①通過生產(chǎn)日報獲得區(qū)塊或單井的含水率及累計產(chǎn)液量，并繪制雙對數(shù)曲線;②對圖中特征曲線形態(tài)進行識別標記;③利用曲線中的異常點，返回生產(chǎn)日報對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行對比分析，觀察油井在發(fā)生水竄前是否進行過換泵、提液等措施，對應(yīng)的注水井是否實施過增注，以便作出相應(yīng)對策。

　　4應(yīng)用實例

　　沙河街2井區(qū)為渤海KL油田主力區(qū)塊，地層原油黏度為2.42mPa·s，地層水黏度為0.6mPa·s，截至2018年12月，綜合含水率為65.6%，部分單井含水率突破70.0%，累計產(chǎn)油量為94.8×104m3，累計產(chǎn)液量為135.2×104m3。計算區(qū)塊含水率與累計產(chǎn)液量之間的關(guān)系并繪制雙對數(shù)曲線

　　，在指示曲線標出了該區(qū)塊經(jīng)歷的幾種生產(chǎn)階段。由圖2可知，在指示曲線的末端斜率明顯偏離-1.0，表明該區(qū)塊存在嚴重的水竄。通過查找對應(yīng)的生產(chǎn)動態(tài)報表可知：油田投產(chǎn)后，隨著先期排液井逐漸轉(zhuǎn)為注水井，該區(qū)塊處于正常的水驅(qū)狀態(tài)中。2016年12月，對部分生產(chǎn)狀況較好的井進行了提液措施，隨后油井生產(chǎn)逐漸趨于穩(wěn)定。2017年10月，該區(qū)塊進行綜合調(diào)整，在原井網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加了2口生產(chǎn)井和3口注水井。在油井生產(chǎn)進入新的水驅(qū)階段后，該井區(qū)部分注水井逐漸出現(xiàn)注不進等現(xiàn)象，現(xiàn)場對注水井進行了提壓增注措施，將注水壓力由15MPa提高到18MPa，達到配注量，隨后部分油井含水上升，區(qū)塊發(fā)生了水竄現(xiàn)象。

　　其中，A井為該區(qū)塊水竄較嚴重的一口生產(chǎn)井，該井在2017年4月至2018年6月期間受周邊注水井提壓增注影響發(fā)生了嚴重水竄，與水竄動態(tài)曲線認識一致，進一步驗證了該方法的可靠性。針對沙河街2井區(qū)水竄動態(tài)診斷曲線的形態(tài)，對該區(qū)塊目前已經(jīng)投產(chǎn)的12口生產(chǎn)井及6口注水井進行逐井次分析，主要存在2種生產(chǎn)動態(tài)模式：一是初期產(chǎn)量遞減快，隨后注水補充能量，產(chǎn)量趨于穩(wěn)定或減緩遞減;二是生產(chǎn)井出現(xiàn)注水后增液不增油的情況。

　　通過油田生產(chǎn)過程中油水兩相關(guān)系可知，當區(qū)塊或單井處于穩(wěn)定水驅(qū)狀態(tài)下，儲層中油水兩相之間的關(guān)系為協(xié)作關(guān)系，產(chǎn)量遞減主要是由于含油飽和度降低;當發(fā)生水竄后，油水兩相逐漸由協(xié)作關(guān)系向壓制關(guān)系轉(zhuǎn)變，此時油相的相對滲透率大幅度降低，產(chǎn)量遞減主要是由于含水突破造成的。在實際生產(chǎn)中，由于產(chǎn)量需求，需要經(jīng)常改變工作制度，油水黏度比較小的區(qū)塊普遍存在不同程度的水竄。根據(jù)以上原則及生產(chǎn)動態(tài)模式，對于水竄程度嚴重的4口生產(chǎn)井，采取產(chǎn)液剖面測試，隨后對高含水層采取關(guān)層的措施，對于水竄程度較低的3口生產(chǎn)井，采取適當降低周邊注水井的注入量繼續(xù)生產(chǎn)并加強跟蹤的措施。截至2018年12月中旬，實施高含水層關(guān)層的4口井平均單井增油量達到45m3/d，含水率由65.5%下降至33.2%。降水增油效果明顯。

　　5結(jié)論和認識

　　(1)根據(jù)Buckley-Leverett非混相驅(qū)替理論和馬克西莫夫水驅(qū)曲線理論，推導(dǎo)出了一種快速識別單井或區(qū)塊水竄的新方法，該方法可以準確快速地識別水竄的發(fā)生并及時采取措施。

　　(2)對于實際油田，在保持單井產(chǎn)能的前提下，合理的水竄(斜率為-1.3～-1.0)是經(jīng)常發(fā)生并可以接受的，根據(jù)水竄程度，及時采取適當?shù)拇胧┦潜ＷC油井產(chǎn)能的必要手段。

　　(3)應(yīng)用實例表明：結(jié)合水竄指示曲線和生產(chǎn)動態(tài)日報即可判斷高含水單井或區(qū)塊目前的生產(chǎn)狀態(tài)，及時采取有效措施保證油井的產(chǎn)量，既不需要產(chǎn)液剖面測試結(jié)果，也避免了盲目實施堵水、卡水造成的產(chǎn)量損失，具有快捷、簡便且準確的特點，對油田水竄的識別及治理具有理論指導(dǎo)和實際應(yīng)用價值。

　　參考文獻：

　　[1]劉今子，邸偉嬌，宋考平，等.基于井網(wǎng)單元的非均質(zhì)低滲透油藏產(chǎn)能計算方法[J].東北石油大學(xué)學(xué)報，2018，42(4)：101-108.

　　[2]潘偉義，王友啟，張詩洋，等.晚期注水開發(fā)實驗研究[J].油氣地質(zhì)與采收率，2018，25(3)：122-126.