张思远
中原油田分公司濮东采油厂 河南濮阳 457001
摘要：对于储层平面非均质性强的油藏，随着注水开发的深入，不同方向的生产井见水时间差别较大，造成油藏驱替过程不均衡，水驱波及体积减小，注水效率偏低，严重影响了油藏开发水平。为了解决开发中存在的这一问题，本次研究在矢量井网的基础上提出了矢量水驱的概念，丰富和完善了矢量开发理论。矢量水驱主要是通过以井组为单元的精细注采调整，动态调配流量、压差等技术参数，达到整体水线均衡推进，实现动态非均质匹配静态非均质。
关键词：非均质 矢量水驱 精细调整
1、创新点
一是根据等效驱替原理推导出了矢量性渗透率的定量计算模型，依据该模型可以计算出平面内任意方向上的岩石渗透率。 二是依据渗流力学原理，提出了井距控制法和注采压差控制法，定量的部署注采井网和控制注采压差，用以改善渗透率各向异性储层中的非均衡驱替问题。
2、主要研究内容
2.1、渗透率对开发效果的影响
对于渗透率纵向非均质性对水驱油效率的影响，主要表现在单层突进，高渗条带发育，注水利用率低，主要的做法是细分重组来改善开发效果，同时结合周期注水，脉冲注水，层间轮换注水等多种注水方式相结合来努力减缓层间矛盾。而对于渗透率平面非均质性对水驱油效率的影响。主要体现在砂体的连通性及渗透率在平面上的不均一性。对于陆相沉积，储层平面渗透率在任何一点的各个方向渗透率不同，但有一个最大方向，即主渗透率方向。主渗透率方向决定了水驱过程中水流动方向，正常压力系统下，水驱过程中水是沿主渗透率方向率先突破。
2.2、储层物性矢量特征研究
渗透率理论分布的方法主要有：概率纸法、曲线拟合法和试凑法。
假设渗透介质是正交各向异性的，即坐标系的x轴和y轴与最大渗透率、最小渗透率方向一致。则推导渗透率矢量椭圆方程：
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2.3、非均质油藏高含水期矢量开发对策研究
开展层系、井网、注采井距的优化论证，建立矢量井网经济技术界限，适配储层非均质和剩余油分布特征。为了减轻渗透率各向异性（矢量性）的负面影响，依据渗流力学理论，提出了井距控制法和注采压差控制法，用以促使注入流体在储层中的均衡驱替。
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只要不同方向的井距满足该模型的规定条件，那么注入流体就可以在储层中均衡驱替，从而保证生产井见水时间的一致性，达到减轻储层各向异性因素负面影响的目的。在新区井网设计时，如果能依据现场实践经验大致估计出相应的注采压差（若无法估计，可近似地认为不同方向上的注采压差相同），那么就可以结合储层的孔隙度和渗透率等物性参数，根据上式计算出不同方向上注采井距间的比例关系，从而为油藏的高效开发创造有利的井网条件。
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对于一个已经完钻投产的井网而言，由于井距已经固定，而且储层的物性参数也很难人为改变（压裂酸化往往只能局部地改造储层的性质），因而通过控制注采压差来实现注入流体的均衡驱替，是一种十分有效而又非常方便的选择。
3、现场应用效果
我们在S3中7砂体中优选了15个典型注采井组，统计出注采井组见水时间tn；根据公式①计算出每口生产井Kn的值，对于平面内每一个点的渗透率都存在两个方向渗透率矢量（即Kx和Ky），从而计算出每口生产井Kx/Ky的值：
平面内每口井的渗透率矢量Kx值是已知的，只要测量出生产井与主渗透率方向的夹角α值，根据渗透率椭圆方程，可以计算出相应生产井的岩石渗透率Kn。计算得Δpy=1.02Δpx，调整前后对比，井底流压由6.44MPa上升到8.06MPa，液面由1264m下降到1699m，井底流压11.81MPa下降到7.46MPa。
S3中8砂体某井组，根据储层的物性参数和注采压差控制模型表达式可得Δpy=1.75Δpx。如果让x方向上的生产井以19MPa井底流压进行定压生产，让y方向上的生产井以7MPa的井底流压进行定压生产，让注水井以36MPa的井底压力进行定压注水，则可以满足注采压差控制法的要求。通过数值模拟，井组经过水驱流场均衡调整后水驱波及体积增加了39.6%，达到了均衡驱替的目的。S3上4体的某井组，根据储层物性参数和注采压差控制模型表达式可得Δpy=1.5Δpx。让注入井进行35MPa的井底流压定压力注入，同时让x、y两个方向上的生产井进行定压生产，其井底流压分别为15MPa和5MPa，于是就可以满足前面Δpy=1.5Δpx的注采压差控制条件。通过数值模拟，井组经过水驱流场均衡调整后水驱波及体积增加了55%，达到了均衡驱替的目的。
近年通过水驱矢量调整技术，共计增油5652t。油井措施工作量6井次，累计增油3228t；水井转注9井次，对应油井累计增油2424t。
4、结论与认识
通过开展非均质油藏水驱矢量开发理论研究和技术攻关，提出在渗透率分布规律基础上进行矢量开发调整对策，寻求最佳开发方式，取得的主要认识如下：
根据等效驱替原理推导出了矢量性渗透率的定量计算模型，依据该模型可以计算出平面内任意方向上的岩石渗透率。
依据渗流力学原理，提出了井距控制法和注采压差控制法用以改善渗透率各向异性储层中的非均衡驱替问题。
矢量调整技术在新井、侧钻、转注、堵水等措施上具有明显的指导意义，并能改善平面非均质油藏的水驱开发效果。
参考文献：
[1]周涌沂, 李阳, 王端平. 矢量井网改善平面非均质油藏水驱开发效果研究[J]. 岩土力学, 2008, 29(1):135-139.
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[3]卞小强, 魏志欢, 王牧明等. 一种基于流场诊断的水驱油藏渗流场非均质评价方法[J], CN111236901A[P]. 2020.