纯化西区低渗透断块油藏优化调整措施研究 理工类包括哪些专业
张世明 孙业恒 宋道万 戴涛 王成峰
摘要 纯化油田西区沙四段上亚段纯化镇组为典型的低渗透断块油藏，经过30多年的开发，区块暴露出部分油井含水上升快和区域开采不平衡的矛盾，剩余油分布规律也纷繁复杂。文章应用油藏数值模拟技术，从精细地质模型建立、历史拟合认识、开发效果分析、剩余油分布规律描述、开发方案调整等方面开展研究，深入分析低渗透断块油藏开发中后期的潜力方向，提出切实可行的开发调整措施，现场实施表明效果明显。该研究方法对其他开发中后期低渗透断块油藏的开发措施调整有所借鉴。
关键词 低渗透 断块油藏 数值模拟 剩余油 开发调整 纯化油田
一、引言
纯化油田西区属于高压、低饱和、岩性复杂、层多且薄的层状低渗透断块油藏，主力开发单元纯2断块及纯69断块，含油面积8.2km2，石油地质储量978×104t，其中数值模拟研究的10个主力小层石油地质储量为616×104t，占77.2%。该区于1965年试采投产，1987年注水采油，1988年进行加密调整，1990年细分层系开发；截止1998年末，油井综合含水73.3%，区块采出程度20.1%。受构造、断层、岩性以及油水井井网和井况的影响，开采过程中暴露出平面原油动用不均衡，局部油井含水上升快，整体开发效果变差的矛盾，导致该区剩余油分布零散，后期的开发调整难度很大。本文应用油藏数值模拟手段，建立精确描述油藏复杂断裂系统的地质模型，通过精细历史拟合加深并修正对区块动、静资料的认识；深入分析复杂断块油藏的剩余油分布特征及影响因素，综合多侧面、多指标剩余油分布的定量描述，寻找后期开发最佳潜力点；结合区块开采矛盾和地质特点，采用顺序优化法进行措施调整的诸因素分析，优化出最佳开发方案。现场实施效果证明，该研究方法对于开发中后期低渗透断块油藏的开发措施调整具有较好的借鉴作用。
二、三维精细地质模型描述
复杂断块油藏的最大特点是断层多，断裂系统复杂。各种纵横交错的断层将整个区块切割成多个相互独立的油藏，从而造成区块内各断块油藏间含油气富集程度的差异及油水关系的复杂变化[1]。另外，受平面岩性及纵向夹层的影响，储集层空间非均质变化严重。因此，精确描述油藏地质特征，建立三维精细地质模型是开展油藏数值模拟的基础。
1.断裂系统描述
油藏数值模拟区纯2断块及纯69断块沙四段上亚段纯化镇组油藏是一个被四周断层切割遮挡的封闭型、多油组、多油水系统的低渗透、低饱和压力断块油藏，含油区呈东西长、南北窄的条带状。封闭油藏内部发育12条走向各异、规模不同的断层，其中各主要断层要素情况见表1。数值模拟建模过程中，为了精确描述该区复杂的断裂系统和起伏多变的构造形态，采用了非常规的角点坐标技术，即用不规则多边形单元网格块的8个顶点的坐标取代常规的矩形网格块中心点坐标，实现网格线沿任意走向的断层线划分，从而合理描述油藏微构造形态及断层[2]。由于各断层上下盘存在10～100m不等的落差，利用沿断层线的节点劈分技术，先劈分后插值，精确刻画断层两侧构造的突变。地质研究表明，受构造运动和沉积的影响，各断层对流体的运移存在不同程度的封堵作用。为反映断层的这种特征，采用方向传导系数描述断层封堵性，并结合动态历史拟合修正其封堵程度。
表1 纯西区断层要素表
2.储集层非均质性描述
沙四段上亚段岩性由砂岩、碳酸盐岩和泥（页）岩组成，且10个主力小层均由多种岩性混合组成，这就决定了该区储集层空间上的严重非均质性。另外，由于10个主力砂体沉积岩性组合的不同，导致砂体平面展布的差别，部分砂体的部分井区存在不同程度的尖灭。建模中对储集层非均质性的精细描述体现在：①根据沉积与断裂的年代关系，依据100多口井的井点二次测井解释分层结果，在不考虑断层影响的情况下插值形成孔隙度、渗透率储集层参数场；②各层砂体尖灭线与有效厚度零线之间视是否存在油水井的注入与产出情况区别对待。有则将该区井点周围网格节点激活，否则置死；③根据纵向隔夹层发育状况，利用其垂向传导系数进行描述，同时通过单井开发指标的拟合进行其局部修正。
3.油藏油水系统描述
受断层及岩性的影响，沙四段上亚段油藏油水关系复杂。同一开发单元的不同砂体和同一砂体的不同区块，其油水界面均不相同[1]。根据地质认识，研究区共有23个独立的油水分布系统，为此，模型描述应做到：采用对油藏分区的方法，分别指定各平衡区的压力系数、油层深度、油水界面位置等平衡参数，合理反映流体空间分布状态；运用多油藏整体模拟技术，对纵向10个砂体的23个油藏整体建模，精确模拟油藏、井筒、高低压层间流体的流动，定量描述流体交换。
三、开发历史拟合及认识
纯西区沙四段上亚段油藏生产历史长，油水井工作制度变换频繁。根据断块油藏复杂地质特征及后期开发综合调整要求，本次模拟采用三维三相数值模拟软件，建立100×50×10共50000个节点的网格模型。在该区分层、分区及总地质储量重新核算的基础上，对全区及119口油井的开发指标进行了历史拟合，拟合时间从1965年9月到1998年12月。由区块综合指标拟合结果（图1）可以看出，拟合精度较高，119口井含水量拟合符合率达87%。通过历史拟合过程中动、静资料的综合修改调整，结合拟合后对油、水产出及分布的定量分析，得到如下认识。
图1 区块含水量和累积产油变化曲线拟合对比图
1.动态资料的认识
按照物质平衡原理，封闭油藏油水两相流动条件下的物质平衡公式为[3]：
胜利油区勘探开发论文集
式中：Np——累积产油量，104m3；
Wp——累积采水量，104m3；
Wi——累积注水量，104m3；
△P——总压差，MPa；
Co——油压缩系数，1/MPa；
Ct——总压缩系数，1/MPa；
Vp——总孔隙体积，104m3；
Boi——原油初始体积系数；
Bw——水体积系数。
由物质平衡分析可以看出，在物质平衡中累积产油、累积产水和累积注水量起主要作用，而弹性项所占比例很小。实际的动态资料显示，区块累积注水 465.8×104m3，累积产油266.4×104m3，累积产水165.1×104m3，模型按封闭油藏计算目前地层压力比原始压力高近4MPa（区块超注101.5×104m3），与地层总压降为8～9MPa的实际压力相差甚远。通过油井的含水拟合结合实际的水井注水状况，发现纯69断块水体边缘的注水井存在注水漏失，纯2断块的纯2-3及纯35井区也存在注入水漏失。为此，对相关水井进行了注入水量修正（表2）。
2.流体性质的认识[4]
油藏数值模拟软件对流体性质变化的刻画通常只考虑压力的影响，而忽略了注水开发中温度对流体性质的影响。通过纯西区单井的含水拟合结合动态分析发现，实际含水变化曲线与计算曲线具有明显的规律，即区域水淹初期投产的油井其投产初期含水计算偏高，而区域水淹中后期投产的油井其投产初期计算含水偏低，且整个区块含水后期系统偏低。上述现象通过系统调整岩石相渗曲线发现不敏感，而调整油水粘度比则反映明显。这说明该区原油粘度随水淹时间的延长逐渐增大，而模型所用原油粘度为整个开发期的平均值，其高于水淹初期值、低于水淹后期值。该区实际地层温度测试表明，随注水进行，目前地层温度比投产初期下降5～15℃，温度和压力的下降导致原油轻质成分减少，原油密度、粘度增大。如纯36-15井流物化验分析，CH4含量由91.31%下降到77.21%,C4Hn由0.47%上升到3.37%。实际资料与拟合基本一致。
表2 水井注水修正情况表
3.断层封闭性的认识
断层的封隔状况是断块油藏描述的重要内容之一，单纯的静态参数或动态参数分析很难准确判断，尤其是部分封闭的断层。通过动、静结合的数值模拟综合模型结合历史拟合，可以较准确地判定断层的封闭性，即：①根据断层两侧实际的油水井注采对应关系曲线，分析油井产水来源；②大幅度调整油井所对应的断层另一侧的水井注水量，进行灵敏度实验；③修改断层方向传导系数，拟合油井含水，确定断层封闭性。
如位于区块边水区34号断层北部的纯69-1井，其对应的注水井为34号断层以南的纯71-4、纯71井。按原始地质模型（34号断层不封闭）计算该井含水量居高不下，实际含水量却很低。大幅度减小纯71-4及纯71井注水量后纯69-1井含水量明显降低，因此判断34号断层封闭。
4.天然能量的认识
油藏西部具有面积较大的边水，准确描述水体能量大小可为开发方案部署及预测奠定可靠的基础。数值模拟研究可通过水体能量大小与生产动态关系试算法确定水体大小。当历史拟合工作结束后，改变边水体积甚至去掉边水再计算，发现水体的存在与否对区块整体压力状况及边部油井的含水影响不大。即使水体存在，30多年的开采水线推进距离不到50m，可见该区边水能量较小，对开发影响很小。
对于数值模拟区这样一个被断层封闭的圈闭，在区块注水开发前完全依靠弹性能量开采，其累积产油量与压降呈线性变化。根据纯2断块及纯69断块的累积采油与压降动态关系曲线（图2）计算两区块弹性产率分别为3.83×104t/MPa和1.45×104t/MPa。观察注水前两曲线形态发现，纯2断块直线末端上弯，纯69断块直线末端下弯，由弹性产率定义式分析认为，弹性开采期纯69断块流体向纯2断块渗流，两断块间断层不完全封闭，从而修改了以往认为两断块间完全封闭的认识。
图2 纯2断块、纯69断块累积采油与压降变化关系曲线图
四、油藏开发潜力分析
建立在历史拟合基础上的油藏剩余油分布定量描述是油藏数值模拟研究的重点。纯西区沙四段上亚段油藏储集层非均质严重，没有形成规则的注采井网，加上30多年的开采部分油水井井况老化，因而平面及纵向剩余油分布零散而复杂。为此，从储集层油水运动规律分析入手，由面到点描述剩余油分布特点，寻找油藏开发潜力点。
1.油水动态运移规律
由于平面断层封堵性和储集层非均质性，以及砂层组内纵向各小层间连通部位的影响，生产过程中发生层间及断块间油水的交换，导致采出程度与动用程度的差异。纵向上，在注水开发过程中连通的油层，因重力的分异作用会发生水沉油浮的现象，这是引起流体交换的主要原因；另外，纯一砂层组各小层渗透率高，砂层组内储集层渗透率呈正韵律分布，而纯三砂层组渗透率低，砂层组内储集层渗透率呈复合韵律分布，因而纯一砂层组内的油水交换程度较纯三砂层组小。平面上，复杂的断裂系统及储集层岩性非均质的影响，削弱了油井的注水受效程度；由于注采对应关系的不完善，使得注入的水并没有起到完全驱替原油的作用，而是绕流或窜流至生产井底被产出，导致实际的存水率低，驱替效果差（表3）。
2.剩余油分布规律
纵向及平面油水运移规律分析表明，动用程度差的区域剩余油相对富集，是后期开发的潜力区域；存水率低的区域注水受效程度差，是后期调整的重点区域。综合分析该区剩余油富集区具有以下分布规律。
（1）动用中等或动用较差的剩余油层
首先是因纵向连通油层间的油水交换，导致上部油层采出程度高但动用程度低，剩余油相对丰富，如
表3 纯2断块、纯69断块油水运移情况表
（2）动用程度较大油层的平面剩余油滞留区
该类剩余油滞留区可分为以下几种。一是注采系统不完善造成的剩余油区，如纯63-10、纯2-22、纯36-10等井区。二是封闭断层附近的水动力滞留区，如纯63-X8、纯96-3、纯2-X21、纯2-39等井区。三是构造高部位水动力滞留区，如纯71-8井西部区域。四是平面水窜造成的剩余油区，主要表现为两种方式，即高低渗透的渗透带共存区，水沿高渗带窜流或绕流，如纯71-26、纯71-3等井区；平面注水失调，形成注水“通道”，如纯36-1与纯36井区等。
通过以上剩余油分布规律的分析，结合分层剩余含油饱和度、剩余储量丰度的定量指标场，圈定最有利的潜力区，为方案调整指明方向。
五、方案优化调整及预测
影响纯西沙四段上亚段油藏剩余油分布的主要地质因素是油藏构造、断层、岩性，主要开发因素是井网及油水井制度。因此，方案设计从层系挖潜、井网完善、注采平衡调整及油井提液四方面入手，优化最佳开发措施。
1.方案设计思路
常规的数值模拟方案优化设计往往只注重对单因素的评价分析，孤立的讨论每一个因素的影响，然后把各单因素分析的最佳结果组合在一起构成最佳方案。这样忽略了各因素间的相互联系，脱离了实际，操作性差。本次研究采用顺序优化法，按照分步讨论、逐步优化的思想，把上一因素的优化结果方案作为下一因素对比优化的基础，不仅科学实际，而且可操作性强。
2.调整措施研究
（1）基础方案（图3）
图3 各预测方案含水量与采出程度对比曲线图
保持现有井网和油水井生产制度不变，定液生产，限定单井最大经济极限含水 98%，计算 12年。结果表明，12年末区块采出程度为23.0%，含水93.5%，压力上升到49.85MPa。基础方案暴露的最大问题是开发井网不完善，对剩余储量控制程度差。
（2）井网调整
针对基础方案的突出问题，结合剩余油分布，进行井网调整，主要措施有：油井开发层系调整，即卡堵合采井的高含水层，对单采或分层系开采的油井依据井点剩余油状况实施补孔上返；老井侧钻，即对目前水淹程度高的高含水井或产能低的井依据井周围剩余油的分布实施侧钻；补充新井，即对油井控制不到的剩余油富集区钻新井。措施共涉及19井次，其中补孔7井次，卡封3井次，老井恢复生产2井次，老井侧钻4井次，新钻井3井次。计算表明，井网调整增加采出程度1.53%，净增油14.89×104t，效果明显；但区块整体注采比偏大，且区域不平衡。
（3）注采平衡
针对井网调整中的注采不平衡矛盾，对区块不同井区进行注采关系调整，主要措施有：油井转注和水井恢复注水；加强欠注井区的注水强度，提高油井产能；减小超注井区的注水量，防止暴性水淹；适当加强区块水体边缘注水井注水量，保持断块的平稳开采。措施共涉及22井次，其中油井转注3井次，水井恢复注水2井次，加强注水15井次，减小注水2井次。经计算表明，注采平衡调整后，区块再次增加采出程度1.62%，含水降低5.65%，净增油15.93×104t。可见，区块注采不平衡矛盾突出，调整潜力大。
（4）油井提液
根据低渗、稀油油藏的特点，结合岩石流体性质分析，当含水超过70%以后，依据相对渗透率曲线测算的无因次采液指数逐渐上升。而区块目前综合含水已至70%，因此数模开展高含水油井提液增油可行性研究。在以上注采平衡的基础上对部分油井提液，主要措施方向有：对注采较完善且注水状况好的区域的高含水油井实施提液；对注水充足区域的中低含水油井视油井产能适当提液，但幅度较小；新钻井、侧钻井及恢复生产的老油井不提液；地质条件差、井况差的油井不提液。措施共涉及油井33口，其中高含水油井22口，中低含水油井11口。提液后保持区块注采比为1.0。计算表明，提液可增加采出程度0.7%，含水提高1.69%，可见区块有一定的提液潜力。
（5）注采比优化
在综合调整的基础上整体提高水井注水量，保持区块注采比为1.1。通过计算表明，加强注水后并没有增加采油量，相反采出程度降低0.65%，含水上升1.85%，开采效果变差。因为加强注水会加剧水的突破，加速油井含水上升。
3.措施效果综合评价
由图3可以看出，在井网调整及注采平衡基础上的油井提液方案开发效果最好。通过方案优化计算，发现目前区块注采关系不平衡的矛盾最突出，调整潜力最大；其次为井网调整，油井提液可在一定程度上提高产油量，提液后的加强注水对区块开发不利。
六、应用效果分析
1.根据剩余油调整老区井网
利用井网调整措施结果，在剩余油富集区的构造高部位及井网控制程度差的区域钻新井、侧钻井、更新老井，投产6口井，平均单井日产油8.6t，初期增油能力51.6t/d，含水49.1%，效果较好。
2.局部完善注采井网、平衡注采关系
对局部井网不完善的区域进行注采调整，新钻注水井一口，转注油井3口（纯63-6、纯71-31、纯69-19），使周围9口油井见效，初期日增油18.6t。加强注水3口，周围对应7口井受效，初期日增油15t。调配水井45井次，见效井15口，其中纯69断块8口，日增油12.4t，纯2断块7口，日增油18.4t。
七、结论
应用精细油藏数值模拟建模技术描述纯西区低渗透复杂断块油藏的断裂系统和储集层非均质分布，通过历史拟合加深了对油藏生产动态、流体性质、断层封闭性、边水能量等多方面的认识，合理反映区块实际地质特征。
通过油水运移定量分析及剩余油分布规律的研究，由点及面地描述了纯化油田西区沙四段上亚段低渗透断块油藏的开发调整潜力方向。
措施调整综合研究表明，目前区块注采关系不平衡的矛盾最突出，调整潜力最大；其次为井网调整，油井提液可在一定程度上提高产油量，提液后的加强注水对区块后期开发不利。
主要参考文献
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大学理工类都有什么专业~
1、通信工程
通信工程专业（Communication Engineering）是信息与通信工程一级学科下属的本科专业。该专业学生主要学习通信系统和通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法，受到通信工程实践的基本训练，具备从事现代通信系统和网络的设计、开发、调测和工程应用的基本能力。
2、软件工程
软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。它涉及程序设计语言、数据库、软件开发工具、系统平台、标准、设计模式等方面。
在现代社会中，软件应用于多个方面。典型的软件有电子邮件、嵌入式系统、人机界面、办公套件、操作系统、编译器、数据库、游戏等。同时，各个行业几乎都有计算机软件的应用，如工业、农业、银行、航空、政府部门等。
3、电子信息工程
电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科，主要研究信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。
电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。
本专业培养掌握现代电子技术理论、通晓电子系统设计原理与设计方法，具有较强的计算机、外语和相应工程技术应用能力，面向电子技术、自动控制和智能控制、计算机与网络技术等电子、信息、通信领域的宽口径、高素质、德智体全面发展的具有创新能力的高级工程技术人才。
4、车辆工程
车辆工程专业是一门普通高等学校本科专业，属机械类专业，基本修业年限为四年，授予工学学士学位。2012年，车辆工程专业正式出现于《普通高等学校本科专业目录》中。
车辆工程专业培养掌握机械、电子、计算机等方面工程技术基础理论和汽车设计、制造、试验等方面专业知识与技能。
了解并重视与汽车技术发展有关的人文社会知识，能在企业、科研院（所）等部门，从事与车辆工程有关的产品设计开发、生产制造、试验检测、应用研究、技术服务、经营销售和管理等方面的工作，具有较强实践能力和创新精神的高级专门人才。
5、土木工程
土木工程（Civil Engineering）是建造各类土地工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动，也指工程建设的对象。
即建造在地上或地下、陆上，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水排水以及防护工程等。
土木工程是指除房屋建筑以外，为新建、改建或扩建各类工程的建筑物、构筑物和相关配套设施等所进行的勘察、规划、设计、施工、安装和维护等各项技术工作及其完成的工程实体。
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理工科专业分为理、工、农、医四个学科门类，各学科专业设置如下：
一、理学
1． 数学类 ：数学与应用数学；信息与计算科学
2． 物理学类：物理学；应用物理学
3．化学：化学；应用化学
4． 生物科学类：生物科学；生物技术
5．天文学类：天文学
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7． 地理科学类：地理科学；资源环境与城乡规划管理；地理信息系统
8． 地球物理学类：地球物理学
9． 大气科学类：大气科学；应用气象学
10． 海洋科学类：海洋科学；海洋技术. 海洋学
11． 力学类：理论与应用力学
12． 电子信息科学类：电子信息科学与技术；微电子学；光信息科学与技术
13． 材料科学类：材料物理；材料化学
扩展资料：
理工类专业是指研究理学和工学两大学科门类的专业。理工，是一个广大的领域包含物理、化学、生物、工程、天文、数学及前面六大类的各种运用与组合。理工事实上是自然、科学、和科技的容合。
理学是中国大学教育中重要的一支学科,是指研究自然物质运动基本规律的科学,大学理科毕业后通常即成为理学士。与文学、工学、教育学、历史学等并列，组成了我国的高等教育学科体系。
工学研究的是技术，要求研究的越简单，能把生产成本降的越低越好；理科重视的基础科研，工科重视的实际应用。理科培养科学家，工科培养工程师。
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