扶杨低渗储层超前注水优化及数值模拟研究

【摘要】：扶杨储层属于低孔、特低渗储层,仅依靠自然能量开采,油井生产后,地层压力下落快,产量递减较大,且恢复较难,因此必须选择超前注水的方式来保持压力进行有效开采,从而达到提高开发效果的目的。本文以大庆油田扶杨油层某区块为研究对象,使用室内实验、油藏工程方法、数值模拟方法以及矿场试验研究等研究方法确定了扶杨储层使用超前注水情况下合理的井网参数、最佳的开采时间、合理的注水速度、超前注水的时间、注入速度,注采比等超前注水技术参数,分析了不同超前注水时间条件下地层压力的分布情况、不同注采比条件下的压力保持水平以及压力的传播速度与传播距离之间的关系,推导出了考虑弹塑性、考虑启动压力梯度以及同时考虑两个参数的稳定与非稳定产能及压力分布公式,研究了超前注水在扶杨油层的现场试验效果,计算出了扶杨油层有效动用条件。主要研究成果包括以下几个方面：(1)通过超前注水多测压点长岩心室内物理模拟实验得知,超前注水开采优于同步注水与滞后注水。超前注水的最佳开采时机为压力前缘位置相对距离达到39.8%左右时开井。注水速度应与压力传播到31.8cm(相对距离39.8%)时的平均速度保持一致。合理的地层压力保持水平为达到原始地层压力的110%-118%。(2)应用油藏工程方法,推导出了考虑弹塑性特低渗储层特征的稳定及拟稳定情况下产能及压力分布公式；推导出了考虑特低渗透储层存在启动压力梯度情况下的稳定及拟稳定产能及压力分布公式；以及同时考虑弹塑性储层特征与启动压力梯度的稳定与拟稳定产能及压力分布公式。同时对比了三种情况下的稳定压力分布曲线特征以及拟稳定下每种情况压力分布随时间变化关系曲线特征。(3)利用petrel建模软件采用小网格步长(20x20)较为准确地建立了区块的微构造形态。通过人工裂缝模型的建立更加准确地模拟人工裂缝对整个数值模拟过程的影响。在考虑启动压力梯度等低渗透油藏特征的基础上,采用低渗透非线性数值模拟软件对试验区进行了历史拟合和预测,全区历史拟合较好。由十年开发指标预测数值模拟可得,扶杨油层开发试验区开采10年累计产油4.75×104吨,采出程度为11%,综合含水率为71.79%,含水率达到96%时的采收率为20.54%(开采50年)。扶杨油层合理的井排据方案为300×80的矩形线状注水井网。合理的注采比为1.4,合理超前注水时间为超前注水3个月,累计注水量为0.0052PV,地层压力保持水平可达120.13%。扶杨油层统一开井的采出程度大于滞后开井的采出程度。(4)应用理论计算与扶杨油层实际数据相结合的方式,计算出了扶杨油层的经济极限井距与技术极限井距以及极限注采排距等有效动用条件。计算得知,油价在40$/bbl-100$/bbl变化时,对应的经济极限井距在166m-97m之间,注采压差在10MPa-40MPa变化时,对应的技术极限井距在53m-211 m之间；极限排距为125m。(5)结合超前注水在扶杨油层试验区的现场试验情况,分析了超前注水初期产能及含水规律以及注采受效特征和开发指标变化规律。由现场试验情况可知,扶杨油层确实适合超前注水且效果较佳。