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【摘要】为有效提高海上油田采收率，对埕岛油田先导试验区开展了二元复合驱数值模拟研究。在本次研究中，围绕埕北1井区的先导试验区，通过建立适合海上二元复合驱研究的多级别模型，即一级水驱模型、二级试验区模型和三级中心井组模型，解决了井控资料少、井距大、计算时间长等问题，对三个级别模型分别开展了水驱历史拟合、二元复合驱方案优化和跟踪评价研究，这种多级别模型的研究方法满足了数值模拟对精度、速度和运算能力的多重要求，对试验区工作的开展提供了强有力的理论指导。
【关键词】多级别模型 二元复合驱 数值模拟 埕岛油田 历史拟合 剩余油分布
胜利海上埕岛油田位于山东省东营市河口区渤海湾南部极浅海水域，构造位置位于济阳坳陷与渤中坳陷交汇处的埕北低凸起的东南端。探明地质储量4.3亿吨，年产油量230万吨，在胜利油田中占有非常重要的地位。目前海上油田受地质条件制约，注水开发不论波及系数和驱油效率均较低，开采存在着采收率低、采油速度低、平台寿命有限等诸多问题，这种状况使得地下资源得不到充分利用，而复合驱油可以利用化学剂之间协同效应，既可提高波及系数又可提高驱液效率，具有高效驱油并可工业化应用的前景[1，2，3，4]。因此有必要通过二元复合驱这种采油方式来更快、更大幅度地提高采收率新技术，但是复合驱油技术更加复杂，难度更高，风险更大，在应用前需要开展深入细致的研究。而油藏数值模拟技术在油田开发方案的编制和确定，油田开采中生产措施的调整和优化，以及提高油藏采收率方面，已逐渐成为一种不可欠缺的主要研究手段[5]，是进行油田开发设计、预测动态变化和进行机理研究的有效手段[6]。因此有必要通过数值模拟方法对该区块开展二元复合驱数值模拟研究。
根据复合驱的特点和胜利油田已开发复合驱试验单元的经验[7，8]，确定了埕岛油田埕北1井区西部Ng4-Ng5砂层组为先导试验区，试验区含油面积0.68km2，控制石油地质储量191×104t，其中中心井区储量55×104t，设计注入井4口，生产井9口。本次开展数值模拟研究的范围即为埕北1井区二元复合驱先导试验区。
在本次研究过程中设计了大量的优化方案，考虑到研究区块的模拟要求和模型边界的影响，提高模型运算速度和精度，在中心井组模型的基础上外扩半个井距为边界，作为先导试验区的模拟区，此模型为二级模型。
由于本次开展二元复合驱数值模拟研究的先导试验区位于海上，海上油田的特点是分布范围广，多斜井、井资料差，井距大、控制资料少，试验区范围小、控制井少[8]，在建模过程中很难准确表征海上油田的非均质性，需要在研究过程中保证地质模型的精确性、减少开放性边界产生的不利影响，因此在进行历史拟合和剩余油分布研究中，再一次对二级模型区进行了外扩处理，平面上包括了埕北1井区及26井区的部分区域；纵向上包括Ng1～Ng5砂层组。模型地质储量1978×104t，含油面积6.2km2，模型区开发油井数58口，其中试验区内井21口，试验区外围井37口。
3 各级别模型作用
3.1 一级水驱模型
一级水驱模型为三级模型中范围最大、井数最多的模型，主要负责进行该井区的历史拟合、剩余油分布和水驱预测采收率的研究。该模型以南北两条断层为边界，东部在保证了充足边水能量的前提下划定了边界，应用常规建模方法，通过建立构造模型、骨架模型、储层属性模型和动态模型，建立了包括85个模拟层的、规模达到1243380个节点的数值模拟模型。
3.1.1？历史拟合
通过历史拟合研究，数值模拟计算得到累积产油量为235×104t，实际累积产油量229×104t，误差为2%。区块计算含水33.6%，实际含水30.4%，误差为3.2%。区块的综合指标拟合精度较高。
3.1.2？剩余油分布研究
在确认了模型的准确性后，应用水驱模型进行了剩余油分布研究。图2为水驱模型Ng51、Ng53、Ng54、Ng55四个小层的含油饱和度等值图，研究表明，各个小层的采出程度相对较低。平面上，原油呈连续分布，仅注水井附近及靠近边水区域水淹严重。在纵向上，主力层间动用程度相差较大，从试验区剩余储量统计表（表1）分析，Ng55层采出程度10.52%，而Ng54层为16.57%，相差6.05个百分点，层间矛盾較为严重。
（1）用水驱模型来进行生产动态分析、剩余油分布以及精细历史拟合研究，避免了试验区因控制井少而造成地质上的不确定性，从而确保了试验区模型的精确性；模型边界的油水交换保证了试验区外部流入油量和边水能量补充的准确性，精确描述了示范工程区剩余油分布现状。通过预测水驱采出程度，有力证明了在该区块开展二元复合驱试验的必要性。
（2）采用试验区模型数值模拟优化研究，形成了适合海上油田的二元复合驱技术界限，实现用合适的模型实现二元复合驱的精确研究。
（3）从某区块（模型规模、生产时间相似）水驱与聚合物驱计算时间对比（图4）来看，加入了聚合物和表活剂的模型计算时间是普通水驱计算时间的5倍多，因此用水驱模型来开展二元复合驱方案优化研究耗时长，影响研究进度，因此在保证模型精度的前提下，应用试验区模型来开展二元复合驱方案研究工作，通过缩小模型规模，有效减少了模型方案的计算时间达到了提高工作效率的目的。
5 结论
在埕北先导试验区的二元复合驱研究中，应用多级别油藏模型，对先导试验区开展了二元复合驱数值模拟研究，即一级水驱模型进行历史拟合和剩余油分布研究、先导试验区模型进行二元复合驱方案优化研究、中心井组模型进行二元驱跟踪和效果评价。这种研究既保证了模型的精确性，又提高了工作效率，满足了数值模拟对精度、速度和运算能力的多重要求，在海上二元复合驱研究中起到了非常好的效果，对先导试验区工作的开展提供了强有力的理论指导。
参考文献
[1] 孙焕泉，李振泉，曹绪龙等.二元复合驱油技术[M].北京：中国科学技术出版社.2007.3
[2] 侯吉瑞.化学驱原理与应用[M].北京：石油工业出版社，1998
[3] 杨承志，韩大匡等. 化学驱油理论与实践[M].北京：石油工业出版社，1998
[4] 赵福麟.EOR原理[M]. 北京：石油工业出版社，1991
[5] Setta T， 吴元. 模拟技术的新发展[J]. 国外油气科技， 1993，（3）：51-54
[6] 韩大匡，陈钦雷，闫存章.油藏数值模拟基础[M]. 北京：石油工业出版社，1991：293
[7] 宋万超，张以根，等.孤东油田碱.表面活性剂.聚合物复合驱油先导试验效果及动态特点[J].油气采收率技术，1994，1（2）：51-54[8] 张贤松.孤岛油田复合驱油扩大试验区试验方案研究和实施[R].东营：胜利石油管理局，1999[9] 李允，油藏数值模拟[M].石油大学出版社.1999.1
[10] 王健， 彭小容，黄云等. 关家堡海上油田开发早期ASP三元复合驱注入参数优选[J]. 油气地质与采收率，2007，3：108-110.
[11] 陈钦雷，闫存章.油藏数值模拟基础[M]. 北京：石油工业出版社，1991：293
作者简介
孟薇，（1980.5-），女，山东省东营市，工程师，硕士，研究方向：油藏开发。
【关键词】多级别模型 二元复合驱 数值模拟 埕岛油田 历史拟合 剩余油分布
胜利海上埕岛油田位于山东省东营市河口区渤海湾南部极浅海水域，构造位置位于济阳坳陷与渤中坳陷交汇处的埕北低凸起的东南端。探明地质储量4.3亿吨，年产油量230万吨，在胜利油田中占有非常重要的地位。目前海上油田受地质条件制约，注水开发不论波及系数和驱油效率均较低，开采存在着采收率低、采油速度低、平台寿命有限等诸多问题，这种状况使得地下资源得不到充分利用，而复合驱油可以利用化学剂之间协同效应，既可提高波及系数又可提高驱液效率，具有高效驱油并可工业化应用的前景[1，2，3，4]。因此有必要通过二元复合驱这种采油方式来更快、更大幅度地提高采收率新技术，但是复合驱油技术更加复杂，难度更高，风险更大，在应用前需要开展深入细致的研究。而油藏数值模拟技术在油田开发方案的编制和确定，油田开采中生产措施的调整和优化，以及提高油藏采收率方面，已逐渐成为一种不可欠缺的主要研究手段[5]，是进行油田开发设计、预测动态变化和进行机理研究的有效手段[6]。因此有必要通过数值模拟方法对该区块开展二元复合驱数值模拟研究。
根据复合驱的特点和胜利油田已开发复合驱试验单元的经验[7，8]，确定了埕岛油田埕北1井区西部Ng4-Ng5砂层组为先导试验区，试验区含油面积0.68km2，控制石油地质储量191×104t，其中中心井区储量55×104t，设计注入井4口，生产井9口。本次开展数值模拟研究的范围即为埕北1井区二元复合驱先导试验区。
在本次研究过程中设计了大量的优化方案，考虑到研究区块的模拟要求和模型边界的影响，提高模型运算速度和精度，在中心井组模型的基础上外扩半个井距为边界，作为先导试验区的模拟区，此模型为二级模型。
由于本次开展二元复合驱数值模拟研究的先导试验区位于海上，海上油田的特点是分布范围广，多斜井、井资料差，井距大、控制资料少，试验区范围小、控制井少[8]，在建模过程中很难准确表征海上油田的非均质性，需要在研究过程中保证地质模型的精确性、减少开放性边界产生的不利影响，因此在进行历史拟合和剩余油分布研究中，再一次对二级模型区进行了外扩处理，平面上包括了埕北1井区及26井区的部分区域；纵向上包括Ng1～Ng5砂层组。模型地质储量1978×104t，含油面积6.2km2，模型区开发油井数58口，其中试验区内井21口，试验区外围井37口。
3 各级别模型作用
3.1 一级水驱模型
一级水驱模型为三级模型中范围最大、井数最多的模型，主要负责进行该井区的历史拟合、剩余油分布和水驱预测采收率的研究。该模型以南北两条断层为边界，东部在保证了充足边水能量的前提下划定了边界，应用常规建模方法，通过建立构造模型、骨架模型、储层属性模型和动态模型，建立了包括85个模拟层的、规模达到1243380个节点的数值模拟模型。
3.1.1？历史拟合
通过历史拟合研究，数值模拟计算得到累积产油量为235×104t，实际累积产油量229×104t，误差为2%。区块计算含水33.6%，实际含水30.4%，误差为3.2%。区块的综合指标拟合精度较高。
3.1.2？剩余油分布研究
在确认了模型的准确性后，应用水驱模型进行了剩余油分布研究。图2为水驱模型Ng51、Ng53、Ng54、Ng55四个小层的含油饱和度等值图，研究表明，各个小层的采出程度相对较低。平面上，原油呈连续分布，仅注水井附近及靠近边水区域水淹严重。在纵向上，主力层间动用程度相差较大，从试验区剩余储量统计表（表1）分析，Ng55层采出程度10.52%，而Ng54层为16.57%，相差6.05个百分点，层间矛盾較为严重。
（1）用水驱模型来进行生产动态分析、剩余油分布以及精细历史拟合研究，避免了试验区因控制井少而造成地质上的不确定性，从而确保了试验区模型的精确性；模型边界的油水交换保证了试验区外部流入油量和边水能量补充的准确性，精确描述了示范工程区剩余油分布现状。通过预测水驱采出程度，有力证明了在该区块开展二元复合驱试验的必要性。
（2）采用试验区模型数值模拟优化研究，形成了适合海上油田的二元复合驱技术界限，实现用合适的模型实现二元复合驱的精确研究。
（3）从某区块（模型规模、生产时间相似）水驱与聚合物驱计算时间对比（图4）来看，加入了聚合物和表活剂的模型计算时间是普通水驱计算时间的5倍多，因此用水驱模型来开展二元复合驱方案优化研究耗时长，影响研究进度，因此在保证模型精度的前提下，应用试验区模型来开展二元复合驱方案研究工作，通过缩小模型规模，有效减少了模型方案的计算时间达到了提高工作效率的目的。
5 结论
在埕北先导试验区的二元复合驱研究中，应用多级别油藏模型，对先导试验区开展了二元复合驱数值模拟研究，即一级水驱模型进行历史拟合和剩余油分布研究、先导试验区模型进行二元复合驱方案优化研究、中心井组模型进行二元驱跟踪和效果评价。这种研究既保证了模型的精确性，又提高了工作效率，满足了数值模拟对精度、速度和运算能力的多重要求，在海上二元复合驱研究中起到了非常好的效果，对先导试验区工作的开展提供了强有力的理论指导。
参考文献
[1] 孙焕泉，李振泉，曹绪龙等.二元复合驱油技术[M].北京：中国科学技术出版社.2007.3
[2] 侯吉瑞.化学驱原理与应用[M].北京：石油工业出版社，1998
[3] 杨承志，韩大匡等. 化学驱油理论与实践[M].北京：石油工业出版社，1998
[4] 赵福麟.EOR原理[M]. 北京：石油工业出版社，1991
[5] Setta T， 吴元. 模拟技术的新发展[J]. 国外油气科技， 1993，（3）：51-54
[6] 韩大匡，陈钦雷，闫存章.油藏数值模拟基础[M]. 北京：石油工业出版社，1991：293
[7] 宋万超，张以根，等.孤东油田碱.表面活性剂.聚合物复合驱油先导试验效果及动态特点[J].油气采收率技术，1994，1（2）：51-54[8] 张贤松.孤岛油田复合驱油扩大试验区试验方案研究和实施[R].东营：胜利石油管理局，1999[9] 李允，油藏数值模拟[M].石油大学出版社.1999.1
[10] 王健， 彭小容，黄云等. 关家堡海上油田开发早期ASP三元复合驱注入参数优选[J]. 油气地质与采收率，2007，3：108-110.
[11] 陈钦雷，闫存章.油藏数值模拟基础[M]. 北京：石油工业出版社，1991：293
作者简介
孟薇，（1980.5-），女，山东省东营市，工程师，硕士，研究方向：油藏开发。