论文部分内容阅读
摘要：六中东区克拉玛依组油藏属砂砾岩油藏，非均质性较强，储层具中强水敏特征。示踪实验区内油井示踪剂见剂率较低，见剂时间、峰值浓度及峰值出现的时间差异大。依据示踪剂监测结果，分析了实验区内注入水的主要推进方向、推进速度及水窜通道的各项参数。在分析示踪剂的回采率的基础上，分析了不同来源的水在油井产出水中所占的比例及注入水在不同推进方向上的分配比例。利用井间示踪剂监测资料与油井产液剖面测试资料相结合分析了层间窜流存在与否，为今后采取调剖、堵水等措施提供了可靠的依据。
关键词：井间示踪 水窜方向 层间窜流 产水来源
在油田注水开发过程中，由于油藏各向渗透性的差异、油水粘度差别及开发过程中水动力场的不平衡， 势必造成注入水在纵向上的单层突进和平面上的舌进现象， 油水井间会逐渐形成高渗透带或大孔道，水驱油效率降低，油井含水急剧上升，开发效果明显变差。在油田动态分析中， 经常要遇到注入流体是如何分布的， 生产井的主要受效方向或是主要供液方向是哪一口注入井的问题[1]。示踪剂是指能随流体流动，指示流体的存在，运动方向和运动速度的化学药剂[2]，示踪剂作为唯一能进入油藏并携带出流体和油藏信息的物质，已广泛应用在油田勘探和采油过程中，在调查地下油层的分布状况，注采井之间的联系等方面起着非常重要的作用[3]。
1 开发历程及存在问题
1973开始投入全面开发，经过近30多年的开发， 1994年后，油藏各种矛盾暴露出来，井况恶化，注采关系难以调控，因井况影响增产措施难以实施，主要工作为对注采井网进行优化。2006年开展了分层系加密调整，在六中区东部采用125m注采井距反五点注采井网，实施分注合采的方式进行开发，注水开发致使油田油藏平面上和纵向上的非均质日益实出。至2008年实验区爆漏出层间矛盾突出；产液层位与注水层对应性较差；产水来向不明，试验井组已经中强水淹，主要表现为新井投产初期就为高含水或含水上升较快；水驱控制程度较低；对部分断层的封闭性及窜流现象需要进一步分析。针对六中东区开发中存在的一些问题，这时应用井间示踪剂监测手段对油藏注水动态进行监测就显得优为重要，进而深化对油藏的认识，以达到更好的开发效果。
2 示踪剂实验概况
克拉玛依油田六区克下组油藏井间示踪剂实验应用的药剂为微量物质。对该油藏12个井组20个小层分层实施了示踪剂注入，其中8口井实施了分段注入两种不同的示踪剂，为保证示踪剂注入时油藏流场的稳定，示踪剂注入速度控制在5m/d～15m/d，与正常注水量保持一致。
3 油藏动态分析
通过在六区克下组油藏注水中加入一定量的示踪剂对注入水运动轨迹进行追踪标记，分析注入水在平面上各方向的推进速度。由于油藏存在一定的非均质性，示踪剂总要沿着高渗透层或大孔道首先突入生产井，产出曲线将出现峰值，高渗透层与示踪剂产出曲线的峰值存在一定的对应关系。
3.1 注水推进特征
六中东区克下组示踪剂监测结果表明，示踪剂无明显的优势推进方向，部分井注入的示踪剂推进到二线井，其中T6116井、T6133井水窜方向较多，T6099井、T6117井注水只在一个方向存在舌进现象（图1）。本次示踪剂实验，一线监测井见剂率只有50%，推进速度在1m/d～116m/d ，T6133与T6124井、T6038与T6031井、T6137与T6128注水推进速度大于100m/d，T6099与T6089之间的推进速度只有1m/d。
示踪剂产出有曲线正态和偏态，单峰、双峰和复合峰（由多个个小峰组成的单峰曲线）等多种形态，产出曲线峰值浓度在0.6ng/ml～35400 ng/ml之间变化（见图2）。曲线形态左偏离越明显，储层非均值性越强，曲线越接近正态，储层的均质性越好；峰值出现时间越早、产出持续时间越短，储层的非均值性越强；峰值浓度越高，产出持续时间越长，储层的均质性约好；示踪剂产出曲线峰值越多，高渗透层越多，峰值间隔时间越长，高渗透层之间的渗透性差异越大；示踪剂产出曲线特征表明注采井之间的水窜通道渗透率和水淹层厚度都存在着巨大差异，经注水开发后油藏具有非常强的非均质性。
3.2 层间窜流特征
克拉玛依油田六区克拉玛依S73油藏S73—1、S73—2、S73—3三个小层间的隔层较薄，垂向上的非均质性较强，同一口井三个小层的吸水、产液差异非常大，在示踪剂监测结果和产液剖面进行对比分析后发现，分层注水后，三个小层之间的窜流现象较为严重。12个注水井组中有7个井组与采油井之间存在层间窜流现象，占注水井组的58%（见表2）。
3.3 水窜通道参数特征
本文利用刘同静等人[4]研究的井间示踪综合解释方法分析了水淹层的平均渗透率、平均厚度、喉道半径及注水波及系数。该方法就是在利用剖面资料辅助分析的基础上，强化示踪剂测试解释中最直接和准确的解释成果，即井间连通性参数；根据示踪剂解释资料修正地质模型，细分层系，建立动态地质模型。
注剂井与一线井之间的波及系数在0.04%～6.34%之间，注水波及程度非常低；见剂井与注剂井之间的等效渗透率在56×10—3μm2～40782×10—3μm2之间，喉道半径在2.25μm～36.1μm之间（见表1），依据李淑霞和陈月明对水淹层的分类[5]，水窜通道类型多为高渗透水淹层，个别属于大孔道水淹层。
3.4 油井产水来源分析
示踪剂从注入井到采油井采出示踪剂是注入水的运动轨迹，且示踪剂段塞被注入水驱替到采油井，尽管不是全部的示踪剂被采出，但是在一定的监测期间内可以利用示踪剂在各生产井的回采率来定量分析注入水的回采率。
各渗流小层示踪剂产出产出浓度计算公式：
……… （ 1 ）
Δs：对应某一时间时的段塞长度；
，α为扩散常数。
u：一维渗流速度；
c：示踪剂浓度；
x：一维长度； t：时间；
井筒的浓度即各层、各条流线上产出浓度的混合效应的结果，可以表示为：
………………（2）
：井筒某一时间的产出浓度；
：某一流线上在对应时间对应井筒位置的产出浓度；
：对流线的积分；
：流线上某种流体的贡献量。
注入水的回采率的大小在一定程度上能够定性的说明井间动态连通强弱的情况，实验井组注水回采率在0.2%～95%，注水回采率大于50%注水井占实验井组的40%，说明六中东区克下组油藏无效循环水已经达到了非常高的比例，部分井组注入水基本上已经不能起到驱油的效果。
回采水率量化了注采井间的注采对应关系，从而可利用其判断油井从水井获得的注入水比例。进而可分析出采油井各种产水来源在其生产水中所占比例（见表3）。
计算公式：
………………………（3）
η：某注水井注入水在对应油井产水中所占比例，%；
Lv：注入水回采率；
mz：注水井日住水量，m3
mc：产油井日产水量，m3
注入水在见剂井产水来源中所占比例在0.36%～82.24%，平均为23.4%，部分采油井产水来源基本上全部为注入水，如T6124、T6128、T6189，这些井的含水都在90%以上。
4 结论
（1） 经过几十年的注水开发，六区克下组油藏的非均质已经相当严重，注水波及系数小，注入水在见剂井产水来源中所占比例最高可达82.24%，平均为23.4%，表明注采井之间的窜流现象已经相当严重。
（2） 通过分层段注入示踪剂对不同层段注水推进特征监测结果表明，六区克下组油藏小层之间窜流现象非常严重，分层注水效果已不明显。
（3） 示踪技术的本质优点是从定性到定量的转变，能有效地反映地下流体的分布状况和运动规律，同时可以求取相关地层参数，从而定量地评价储层非均质状况。
参考文献：
[1]姜汉桥， 刘同敏. 示踪剂原理与矿场实践[M]. 石油工业出版社， 2001， 8.
[2]赵福麟，采油用剂[M] 北京：石油大学出版社，1997：256—259
[3]于瑞香，张泰山，周伟生.油田示踪剂技术，工业水处理[J]，2007，27（8）：12—15
[4]刘同敬，张新红，姜汉桥. 井间示踪测试技术新进展，同位素[J]，2007，20（3）：189—192
[5]李淑霞，陈月明.示踪剂产出曲线形态特征，油气地质与采收率[J]，2002，9（2）：66—79
作者简介：李民河（1972—），男，河南濮阳人，高级工程师，96年毕业于石油大学（华东）地质系，大学，现从事油田动态监测技术及应用研究；作者单位：新疆克拉玛依实验检测研究院开发实验中心。
关键词：井间示踪 水窜方向 层间窜流 产水来源
在油田注水开发过程中，由于油藏各向渗透性的差异、油水粘度差别及开发过程中水动力场的不平衡， 势必造成注入水在纵向上的单层突进和平面上的舌进现象， 油水井间会逐渐形成高渗透带或大孔道，水驱油效率降低，油井含水急剧上升，开发效果明显变差。在油田动态分析中， 经常要遇到注入流体是如何分布的， 生产井的主要受效方向或是主要供液方向是哪一口注入井的问题[1]。示踪剂是指能随流体流动，指示流体的存在，运动方向和运动速度的化学药剂[2]，示踪剂作为唯一能进入油藏并携带出流体和油藏信息的物质，已广泛应用在油田勘探和采油过程中，在调查地下油层的分布状况，注采井之间的联系等方面起着非常重要的作用[3]。
1 开发历程及存在问题
1973开始投入全面开发，经过近30多年的开发， 1994年后，油藏各种矛盾暴露出来，井况恶化，注采关系难以调控，因井况影响增产措施难以实施，主要工作为对注采井网进行优化。2006年开展了分层系加密调整，在六中区东部采用125m注采井距反五点注采井网，实施分注合采的方式进行开发，注水开发致使油田油藏平面上和纵向上的非均质日益实出。至2008年实验区爆漏出层间矛盾突出；产液层位与注水层对应性较差；产水来向不明，试验井组已经中强水淹，主要表现为新井投产初期就为高含水或含水上升较快；水驱控制程度较低；对部分断层的封闭性及窜流现象需要进一步分析。针对六中东区开发中存在的一些问题，这时应用井间示踪剂监测手段对油藏注水动态进行监测就显得优为重要，进而深化对油藏的认识，以达到更好的开发效果。
2 示踪剂实验概况
克拉玛依油田六区克下组油藏井间示踪剂实验应用的药剂为微量物质。对该油藏12个井组20个小层分层实施了示踪剂注入，其中8口井实施了分段注入两种不同的示踪剂，为保证示踪剂注入时油藏流场的稳定，示踪剂注入速度控制在5m/d～15m/d，与正常注水量保持一致。
3 油藏动态分析
通过在六区克下组油藏注水中加入一定量的示踪剂对注入水运动轨迹进行追踪标记，分析注入水在平面上各方向的推进速度。由于油藏存在一定的非均质性，示踪剂总要沿着高渗透层或大孔道首先突入生产井，产出曲线将出现峰值，高渗透层与示踪剂产出曲线的峰值存在一定的对应关系。
3.1 注水推进特征
六中东区克下组示踪剂监测结果表明，示踪剂无明显的优势推进方向，部分井注入的示踪剂推进到二线井，其中T6116井、T6133井水窜方向较多，T6099井、T6117井注水只在一个方向存在舌进现象（图1）。本次示踪剂实验，一线监测井见剂率只有50%，推进速度在1m/d～116m/d ，T6133与T6124井、T6038与T6031井、T6137与T6128注水推进速度大于100m/d，T6099与T6089之间的推进速度只有1m/d。
示踪剂产出有曲线正态和偏态，单峰、双峰和复合峰（由多个个小峰组成的单峰曲线）等多种形态，产出曲线峰值浓度在0.6ng/ml～35400 ng/ml之间变化（见图2）。曲线形态左偏离越明显，储层非均值性越强，曲线越接近正态，储层的均质性越好；峰值出现时间越早、产出持续时间越短，储层的非均值性越强；峰值浓度越高，产出持续时间越长，储层的均质性约好；示踪剂产出曲线峰值越多，高渗透层越多，峰值间隔时间越长，高渗透层之间的渗透性差异越大；示踪剂产出曲线特征表明注采井之间的水窜通道渗透率和水淹层厚度都存在着巨大差异，经注水开发后油藏具有非常强的非均质性。
3.2 层间窜流特征
克拉玛依油田六区克拉玛依S73油藏S73—1、S73—2、S73—3三个小层间的隔层较薄，垂向上的非均质性较强，同一口井三个小层的吸水、产液差异非常大，在示踪剂监测结果和产液剖面进行对比分析后发现，分层注水后，三个小层之间的窜流现象较为严重。12个注水井组中有7个井组与采油井之间存在层间窜流现象，占注水井组的58%（见表2）。
3.3 水窜通道参数特征
本文利用刘同静等人[4]研究的井间示踪综合解释方法分析了水淹层的平均渗透率、平均厚度、喉道半径及注水波及系数。该方法就是在利用剖面资料辅助分析的基础上，强化示踪剂测试解释中最直接和准确的解释成果，即井间连通性参数；根据示踪剂解释资料修正地质模型，细分层系，建立动态地质模型。
注剂井与一线井之间的波及系数在0.04%～6.34%之间，注水波及程度非常低；见剂井与注剂井之间的等效渗透率在56×10—3μm2～40782×10—3μm2之间，喉道半径在2.25μm～36.1μm之间（见表1），依据李淑霞和陈月明对水淹层的分类[5]，水窜通道类型多为高渗透水淹层，个别属于大孔道水淹层。
3.4 油井产水来源分析
示踪剂从注入井到采油井采出示踪剂是注入水的运动轨迹，且示踪剂段塞被注入水驱替到采油井，尽管不是全部的示踪剂被采出，但是在一定的监测期间内可以利用示踪剂在各生产井的回采率来定量分析注入水的回采率。
各渗流小层示踪剂产出产出浓度计算公式：
……… （ 1 ）
Δs：对应某一时间时的段塞长度；
，α为扩散常数。
u：一维渗流速度；
c：示踪剂浓度；
x：一维长度； t：时间；
井筒的浓度即各层、各条流线上产出浓度的混合效应的结果，可以表示为：
………………（2）
：井筒某一时间的产出浓度；
：某一流线上在对应时间对应井筒位置的产出浓度；
：对流线的积分；
：流线上某种流体的贡献量。
注入水的回采率的大小在一定程度上能够定性的说明井间动态连通强弱的情况，实验井组注水回采率在0.2%～95%，注水回采率大于50%注水井占实验井组的40%，说明六中东区克下组油藏无效循环水已经达到了非常高的比例，部分井组注入水基本上已经不能起到驱油的效果。
回采水率量化了注采井间的注采对应关系，从而可利用其判断油井从水井获得的注入水比例。进而可分析出采油井各种产水来源在其生产水中所占比例（见表3）。
计算公式：
………………………（3）
η：某注水井注入水在对应油井产水中所占比例，%；
Lv：注入水回采率；
mz：注水井日住水量，m3
mc：产油井日产水量，m3
注入水在见剂井产水来源中所占比例在0.36%～82.24%，平均为23.4%，部分采油井产水来源基本上全部为注入水，如T6124、T6128、T6189，这些井的含水都在90%以上。
4 结论
（1） 经过几十年的注水开发，六区克下组油藏的非均质已经相当严重，注水波及系数小，注入水在见剂井产水来源中所占比例最高可达82.24%，平均为23.4%，表明注采井之间的窜流现象已经相当严重。
（2） 通过分层段注入示踪剂对不同层段注水推进特征监测结果表明，六区克下组油藏小层之间窜流现象非常严重，分层注水效果已不明显。
（3） 示踪技术的本质优点是从定性到定量的转变，能有效地反映地下流体的分布状况和运动规律，同时可以求取相关地层参数，从而定量地评价储层非均质状况。
参考文献：
[1]姜汉桥， 刘同敏. 示踪剂原理与矿场实践[M]. 石油工业出版社， 2001， 8.
[2]赵福麟，采油用剂[M] 北京：石油大学出版社，1997：256—259
[3]于瑞香，张泰山，周伟生.油田示踪剂技术，工业水处理[J]，2007，27（8）：12—15
[4]刘同敬，张新红，姜汉桥. 井间示踪测试技术新进展，同位素[J]，2007，20（3）：189—192
[5]李淑霞，陈月明.示踪剂产出曲线形态特征，油气地质与采收率[J]，2002，9（2）：66—79
作者简介：李民河（1972—），男，河南濮阳人，高级工程师，96年毕业于石油大学（华东）地质系，大学，现从事油田动态监测技术及应用研究；作者单位：新疆克拉玛依实验检测研究院开发实验中心。