特高含水油田高耗水层带识别方法研究——以双河油田为例

石油地质与工程2019年7月PETROLEUM GEOLOGY AND ENGINEERING 第33卷第4期文章编号：1673–8217（2019）04–0065–04特高含水油田高耗水层带识别方法研究——以双河油田为例李远光1，方越1，石璐1，朱浩1，韩吉璞2（1．中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南郑州450048；2．中国石化河南油田分公司采油一厂，河南南阳474780）摘要：受储层非均质性及长期注水开发的影响，特高含水油田高耗水层带发育，注水低效无效循环，不利于提高采收率且大大增加运行成本。

为了准确识别出高耗水层带分布状况，采用数值模拟技术，定量表征油藏不同位置的驱替倍数，先根据驱替倍数与采出程度、驱替倍数与含油饱和度的关系对驱替倍数进行分级评价，将驱替倍数大于50倍的区域界定为高耗水区，再根据数值模拟评判结果形成高耗水层带识别方法。

该方法在双河油田实际应用中取得了较好的效果，为高耗水层带治理对策的制定提供了依据。

关键词：双河油田；高耗水层带；驱替倍数；识别方法中图分类号：TE341 文献标识码：AIdentification method of high-water consumption zone in super high water cut oilfield-- by taking Shuanghe oilfield as an exampleLI Yuanguang1, FANG Yue1, SHI Lu1, ZHU Hao1, HAN Jipu2(1. Exploration & Development Research Institute of Henan Oilfield Company, SINOPEC, Zhengzhou, Henan 450048, China;2. No.1 Oil Production Plant of Henan Oilfield Company, SINOPEC, Nanyang, Henan 474780, China)Abstract: Due to the influence of reservoir heterogeneity and long-term water injection development, the high-water-consumption zone in the ultra-high water-cut oilfield develops, while the low-efficiency and ineffective circulation of water injection is not conducive to improving recovery and greatly increasing operating cost. In order to accurately identify the distribution of high-water consumption zones, numerical simulation techniques were used to quantitatively characterize the displacement multiples of different reservoir locations. According to the relationship between displacement multiple and recovery degree, displacement multiple and oil saturation, the displacement multiple is graded and evaluated, and the area with displacement multiple greater than 50 times is defined as high water consumption zone. Then, the identification method of high-water consumption zone is formed based on the evaluation results of numerical simulation. This method has achieved good results in the practical application of Shuanghe oilfield, which provides a basis for the formulation of control countermeasures in high water consumption zones.Key words: Shuanghe oilfield; high water consumption zone; displacement multiple; identification method油田开发进入特高含水后期，受储层非均质性影响，注入水在平面和纵向上沿着高渗透段发生突进，形成注水低效无效循环的高耗水层带。

在高耗水层带发育的区域，注入水并没有起到驱油的效果，而是直接从采油端采出，大大增加了运行成本。

矿场统计结果表明，随着含水上升，运行成本逐渐增加，当含水大于95%时，水油比呈直线上升，运行收稿日期：2019–04–12作者简介：李远光，工程师，1984年生，2007年毕业于西南石油大学石油工程专业，现从事油田开发生产研究工作。

基金项目：中国石化科研项目“特高含水油田水驱提高采收率技术”子课题“聚驱后油藏水驱提高采收率技术”（P16080）。

·66·石油地质与工程2019年第4期成本呈非线性增加。

因此，准确识别高耗水层带，对改善特高含水期油藏开发效果、降低生产成本具有重要意义。

国内外关于高耗水层带的描述已有多年，美国Brigham等人采用井间示踪剂技术研究油藏的非均质性[1]；王祥等利用注水剖面测井资料识别低效、无效循环带[2]；赵永强等应用放射性同位素示踪剂技术研究油水井间高渗透层[3]；刘月田等研究了低效、无效循环带的模糊识别方法[4]；宋考平等使用模糊综合、数值模拟等方法判断低效、无效循环带[5]；姜汉桥建立了优势渗流通道的动态判别预警方法[6]。

高耗水层带发育区域的典型特征是含油饱和度较低，且驱替倍数远远大于其他区域，继续注水也难以提高其采出程度。

因此，如果能定量表征油藏不同位置处驱替倍数的分布特征，就可以根据驱替倍数的大小识别出高耗水层带发育的区域。

本文提出驱替倍数量化表征方法，并建立高耗水层带的判定标准，形成特高含水油田高耗水层带识别方法。

1 驱替倍数量化表征方法本次是利用数值模拟技术确定油藏不同位置（不同网格）的驱替倍数[7–8]，具体方法如下：先确定通过任意网格累计过水量，再计算该网格累计过水量与该网格孔隙体计的比值，驱替倍数等于网格累计流入水量与该网格孔隙体积之比。

采用Eclipse 软件可以直接输出网格单元的孔隙体积，因此，计算驱替倍数的关键是计算网格单元的累计流入水量。

Eclipse软件无法直接输出每个网格单元的累计流入水量，与之相关的关键字分别有BFLOWI、BFLOWJ、BFLOWK，是用来描述在每个时间步长下，每个网格块在（I+、J+、K+）方向的流量，该流量是一个瞬时流量，它指的是该网格流入、流出水量的多少。

BFLOWI、BFLOWJ、BFLOWK分别描述的是该网格块（I，J，K）在某个时间步长下的流量，如果BFLOWI大于0，表示从该网格I+方向流出的水量；如果BFLOWI小于0，表明从I+方向流入的水量。

BFLOWJ、BFLOWK和BFLOWI类似，分别描述的是J+、K+方向上的过水量（图1）。

上述统计的只是I+、J+、K+方向的水流量，在实际油藏中还有I–、J–、K–三个方向的流量，这三个方向的流量可以通过相邻网格（I–1，J，K）、（I，J–1，K）、（I，J，K–1）的BFLOWI、BFLOWJ、BFLOWK的流量来统计。

如果BFLOWI（I–l，J，图1 网格流动方向示意图K）小于0，表明I–方向流出的水量；反之，如果BFLOWI（I–l，J，K）大于0，表明I–方向流入的水量。

BFLOWJ（I，J–l，K）、BFLOWK（I，J，K–1）和BFLOWI（I–1，J，K）类似。

在纵向上也就是K方向上存在隔夹层，隔夹层对流体的流动起到了遮挡的作用，BFLOWK数值通常为0。

因此，在统计某个具体网格流入或流出的水量时，只需要对比分析BFLOWI（I–l，J，K）、BFLOWI（I，J，K）、BFLOWJ（I，J–l，K）、BFLOWJ（I，J，K）这四个流量，就能确定流入或流出该网格的水量。

确定了每个时间步长下网格的瞬时流量后，若要得到累计过水量，则需要对所有时间步长下的流量按时间进行累加求和，具体计算方法如图2。

2 高耗水层带识别方法2.1 驱替倍数分布特征采用上述方法，选取双河油田H3Ⅴ油组上部F5–13井（注水井）、F3–15井（采油井）建立一注一采模型，注入速度设为12%，注采比为1∶1，注采井距300 m，模拟运行至含水99%，分析不同网格下不同含水阶段驱替倍数的分布特征。

从图3中可以看出，随着综合含水不断上升，驱替倍数也不断增加。

含水小于90%时，驱替倍数增幅较缓，含水大于90%尤其是含水95%以后，驱替倍数迅速增加。

以注水井（网格1）为例，含水67%时，驱替倍数为10.8；含水90%时，驱替倍数为16.3，较含水67%时增加了5.5倍；含水95%时，驱替倍数为27.2；含水98%时，驱替倍数为65.5；含水99%时，驱替倍数为81.9，较含水90%时增加了65.6倍，这进一步说明了进入特高含水开发后期（含水大于95%），耗水量急剧增加，开发效果变差。

对比不同网格处的驱替倍数，注水井（网格1）驱替倍数较高，阶段末驱替倍数达到了81.9。

距注李远光等．特高含水油田高耗水层带识别方法研究·67·图2 网格单元累计过水量计算过程图3 一注一采模型不同网格不同含水阶段驱替倍数分布水井越远，驱替倍数越低，采油井（网格31）阶段末驱替倍数为69.4。

由此可见，注入水在网格中的移动是沿着压力梯度方向运移的，注水井附近水洗较充分，驱替倍数较高。

2.2 高耗水层带界定一注一采模型驱替倍数分布特征表明，不同位置不同含水阶段驱替倍数存在明显差异，为准确识别高耗水区域，研究了驱替倍数与含油饱和度关系（图4）。

可以看出，含油饱和度随驱替倍数的增加而降低，当驱替倍数小于5倍时，含油饱和度降低幅度较大，曲线出现“拐点”，含油饱和度随驱替倍数的增大，降幅逐渐降低；当驱替倍数达20倍时，含油饱和度降幅进一步降低；而当驱替倍数大于50倍后，继续增大驱替倍数，含油饱和度变化非常小。