㊀㊀收稿日期:20210618；改回日期:20220517
㊀㊀基金项目：海洋石油高效开发研究中心第五批开放基金 复杂断块油田基于断层稳定性的注采评价与调整技术研究 (CCL2021RCPS0506KQN)
㊀㊀作者简介：孙鹏霄(1972 )，男，高级工程师,1995年毕业于大庆石油学院油藏工程专业,1998年毕业于中科院渗流流体力学研究所流体力学专业，获硕士
学位，现主要从事油气田开发相关研究和管理工作㊂
DOI :10.3969/j.issn.1006-6535.2022.05.017
海上薄互层砂岩油藏层间干扰规律及调整对策
孙鹏霄
(中海石油有限公司开发生产部，北京㊀100010)
摘要：薄互层砂岩油藏储层复杂，层间干扰主控因素多样，层间干扰规律难以预测，严重影响了油田整
体开发效果㊂针对该问题，基于薄互层砂岩油藏层间干扰作用机理，通过油藏工程方法，明确了薄互层砂岩油藏层间干扰主控因素；结合实际油田生产动态分析，量化评价了小层动静态流动能力，建立小层物性㊁流体性质㊁注采受效程度及水淹程度等多重因素共同作用下的层间干扰全寿命定量预测图版，并提出有针对性的层系调整对策㊂研究表明：薄互层砂岩油藏不同流动能力差异下层间干扰呈现不同的动态变化规律，需综合考虑动静态因素的影响；流动能力差异系数7.0以内的小层初期层间干扰相对较弱，可划分同一层系开发，中高含水期后强水淹小层将显著加剧层间干扰作用㊂该研究对指导薄互层砂岩油藏层系划分及调整具有借鉴意义㊂
关键词：薄互层；层间干扰；流动能力；层系组合；射孔优化
中图分类号:TE331㊀㊀文献标识码:A ㊀㊀文章编号:1006-6535(2022)05-0119-07
Interlayer Interference Pattern and Adjustment Countermeasures of Offshore Thin Interbedded Sandstone Rervoirs
Sun Pengxiao
(Development and Production Department of China National Offshore Oil Corporation ,Beijing 100010,China )
Abstract :Thin interbedded sandstone rervoir is disadvantaged by complicated conditions ,various main control-ling factors of interstratigraphic disturbances ,and difficult prediction of interstratigraphic disturbance law ,exerting great impact on the overall development efficiency of the oilfield.To address this problem ,bad on the mechanism of interlayer interference in thin interbedded sandstone rervoirs ,the main controlling factors of interlayer interfer-ence in thin interbedded sandstone rervoirs were clarified by rervoir engineering methods.According to the dy-namic analysis of actual oilfield production ,the dynamic and static flow capacities of the sub -bed was quantitatively evaluated ,a quantitative prediction chart was prepared for interlayer interference throughout the whole life under the
joint action of physical properties ,fluid properties ,injection and production effects ,water logging and other factors of the sub -bed ,and targeted countermeasures for bed ries adjustment were propod.It was found in the study
that ,the interstratigraphic disturbances in thin interbedded sandstone rervoirs exhibited different dynamic patterns under different flow capacities ,and the effects of dynamic and static factors should considered comprehensively ;in-terstratigraphic disturbances in sub -beds with flow capacity difference coefficients of 7.0or less are relatively weak
at the initial stage ,and such sub -beds could be considered as one system for development ;the interstratigraphic disturbances were intensified in the sub -beds under heavy water flooding after the medium and high -water -cut stage.The study results have an exemplary significance regarding the division and adjustment of thin interbedded
sandstone rervoirs.
Key words :interbed ;interlayer interference ;flow capacity ;formation combination ;perforating optimization
㊀120㊀
特种油气藏
第29卷㊀
0㊀引㊀言
全球约30%的油气资源储存于薄互层砂岩油
藏中[1]，开发潜力巨大㊂海上薄互层砂岩油藏受到经济和技术双重限制，往往利用定向井进行多层合采，注采井距为300~500m [2]㊂受水动力及沉
积演化的影响，薄互层砂岩油藏储层纵向跨度大㊁小层层数多㊁单层厚度薄㊁砂体展布规模小，纵向各层渗透率差异显著
[3-4]
，原油黏度变化明显㊂同
时，由于各小层砂体发育规模不同，在相同的井网井距条件下，各层注采连通状况也存在很大差异，薄互层油藏在多重因素共同作用下层间矛盾突出，流动能力强的优势层位储量动用程度高，流动能力弱的小层储量无法有效动用，层间干扰严重影响开发效果[5-10]㊂前人通过多种方法开展层间干扰研究[11-18]认为：现场分层测试实施难度大，影响油田正常生产，所获取的资料有限；室内实验研究㊁油藏工程方法往往基于简化后的储层模型开展研究，油层厚度大，发育规模大，主控因素较为单一，研究成果无法适用于小尺度㊁多因素的海上薄互层砂岩油藏；数模方法受到地震资料解释精度等限制，薄层砂体精细刻画复杂，模拟结果存在较大误差㊂目
前，缺乏针对海上薄互层砂岩油藏层间干扰规律的有效评价方法和技术手段㊂因此，以渤海典型油藏
为研究对象，建立适用于薄互层砂岩油藏的不同含水阶段层间干扰定量表征方法，并结合现场实例应用提出有针对性的调整对策㊂
1㊀油田概况
P 油田位于渤海海域中南部，油田范围内平均
水深为27~33m，主力储层为馆陶组，埋藏深度为
1000~1400m，纵向划分为7个油层组30个小层(L50 L116)，跨度达到400m㊂馆上段平均孔隙
度为28.3%，平均渗透率为761.0mD，为高孔高渗储层；馆下段平均孔隙度为23.3%，平均渗透率为859.0mD，为中孔高渗储层㊂馆陶组整体为具有
浅水环境的河漫湖泊 河泛平原沉积背景，主要发育辫状河道 辫状河三角洲㊁辫曲转换沉积㊁曲流河 枝状三角洲共生等沉积类型㊂受沉积作用影响，馆陶组薄储层占比较大，约82.0%的储层单层厚度小于5.0m㊂按照行业标准，可将P 油田纵向
各小层划分为3类(表1)㊂馆陶组以常规原油(60
胡万春ħ黏度为9~20mPa㊃s)为主，随着埋深增加，地面原油密度和黏度减小㊂
表1㊀P 油田小层分类情况
㊀㊀P 油田主体区于2002年投产，开发初期为了降低油田开发成本，采用稀井网㊁大井距㊁多层合注合采的开发模式，注采井网为反九点，注采井距约为300m，导致层间矛盾突出，含水快速上升㊁产量
递减加快，整体水驱采收率低㊂截至2021年12
月,P 油田主体区整体含水为87%，自然递减率约为20%㊂由于长期采取合注合采开发，层间干扰现象非常严重，纵向储量动用程度严重不均衡:Ⅰ类优势小层目前采出程度约为35%，水淹状况严重;Ⅱ㊁Ⅲ类薄储层动用状况差，采出程度仅为
14%和7%，其中,Ⅱ类小层水淹程度相对较低,Ⅲ类小层基本未水淹，油田整体开发效果不理想㊂由于缺乏对薄互层油藏层间干扰规律的准确认识，层间矛盾难以缓解，近几年新投产井均出现高含水㊁低产能㊁开发效果不及预期的情况，油田调整难度大㊂2㊀层间干扰定量表征
2.1㊀主控因素分析2.1.1㊀小层静态流动能力
传统研究认为层间渗流能力差异造成层间干
扰现象[12-14]㊂受海上薄互层砂岩油藏储层发育特征及开发方式影响，各小层的物性(渗透率㊁厚度)㊁原油黏度㊁注采受效程度共同决定了各小层自身流动能力(即小层静态流动能力，为小层固有属性)稳定不变㊂故引入小层静态流动能力系数Ω，该参数可更加全面地评价海上薄互层砂岩油藏不同注采井距下各小层的静态流动能力㊂
Ωi =
小象包袋
K i H i F i
μi
(1)
㊀第5期孙鹏霄：海上薄互层砂岩油藏层间干扰规律及调整对策121㊀㊀
F i=Hᶄi/H i(2)
式中:Ω为静态流动能力系数;K为有效渗透率,
mD;μ为地层原油黏度,mPa㊃s;F i为注采受效率;
Hᶄi为生产井与注水井形成有效注采的小层射开厚
度,m;H i为小层总射开厚度,m;i为小层序号㊂
为了全面描述薄互层砂岩油藏小层之间静态
流动能力差异程度[12]，引入流动能力级差ΔΩ㊁流
动能力偏差系数DΩ㊁基准流动能力Ωmin㊂其中，流
动能力级差为Ⅰ类小层平均流动能力与Ⅲ类小层
平均流动能力的比值，流动能力偏差系数为整体平
均流动能力与Ⅲ类小层平均流动能力的差和Ⅰ类
憋不住尿什么原因小层平均流动能力与Ⅲ类小层平均流动能力的差
的比值，基准流动能力为Ⅲ类小层平均流动能力,3
项参数共同描述了薄互层砂岩油藏整体流动能力
强弱和纵向非均质程度㊂
2.1.2㊀小层动态流动能力
各层静态流动能力的非均质性造成各层产液
速度和水淹速度存在显著差异，强流动能力小层产
出液量大，注采速度快，储量动用程度高，水淹速度
快，弱流动能力小层产出液量小，储量动用程度低,
水淹速度慢㊂受油水相对流动能力差异性的影响,
优势层随含水快速上升，油水两相渗流阻力明显减
弱，小层的流动能力快速增强，而非优势层含水上
升缓慢，油水两相渗流阻力和流动能力基本保持不
变，整体流动能力差异程度不断加剧，弱流动能力
小层的储量动用状况越来越差，即层间干扰的抑制
作用不断增强㊂与此同时，现场监测证实优势层注
采受效程度好，注采保持均衡，小层压力基本维持
稳定，而非优势小层注采连通性较差，注采状况不
佳，往往出现欠压的情况，合采过程中各小层地层
压力的差异也在一定程度上加剧了层间干扰作用㊂
综合以上分析，薄互层砂岩油藏的层间干扰受到小
层水淹程度㊁油水相渗和地层压力等动态因素的影
响，可合并称为小层动态流动能力，该参数不断发
生变化㊂
借鉴文献[13]研究成果，以干扰系数衡量层
间干扰的作用强度，即相同含水条件下合采与分采
相比产能下降的幅度，干扰系数越大，层间干扰程
度越严重㊂
β=ðn i=1q i-Q
ðn i=1q i
(3)
式中:β为干扰系数;q为小层单采产油量,m3/d;Q
为生产井合采产油量,m3/d;n为小层总数㊂
传统定向井产能预测模型[18-19]为:
Q=
542.87KH(p e-p wf)
μo B o ln R r+S
()(4)
式中:p e为地层压力,MPa;p wf为井底流压,MPa;μo
为地层原油黏度,mPa㊃s;B o为原油体积系数;R
为注采井距,m;r为井筒半径,m;S为表皮系数;H
为有效厚度,m㊂
联立式(2)㊁(3)可得到干扰系数动态反演公
式[19]㊂其中,K ro i㊁f w i㊁p e i分别表述了小层动态流动
能力对层间干扰的影响规律㊂结合生产动态数据,
男人微信名
利用式(5)可计算得到各生产井不同含水阶段干
扰系数情况，更加直观地描述薄互层砂岩油藏大段
合采过程中层间干扰的变化规律㊂
β=1-
0.00184Q ln R r+S
()
产品定位策略
ðn i=1K i H i K ro i(f w i)
μo i B o i
(p e i-p wf)
(5)
式中:f w为小层含水率,%;K ro(f w)为小层油相相对
渗透率㊂
2.2㊀干扰评价图版
利用式(5)计算P油田50口典型生产井干扰
系数随含水上升的变化曲线㊂经统计发现，按照干
扰系数变化形态特征可将曲线划分凹型㊁线型㊁凸
型3种模式㊂以3口典型井为例(图1),
各井流动
图1㊀3种典型井干扰系数变化规律
Fig.1㊀The variation pattern of interference
coefficients of three types of typical wells
能力级差差异显著(表2)㊂对比3口典型井干扰
系数可知：薄互层砂岩油藏层间干扰均随含水上升
逐渐增强；薄互层砂岩油藏层间干扰变化模式和小
㊀122㊀
特种油气藏
第29卷㊀
层流动能力级差直接相关，流动能力级差越大，干扰程度越大且加剧时机越早㊂
表2㊀典型井基本信息
㊀㊀以P 油田50口生产井的干扰系数为基础，通过划分模式和相关性分析形成P 油田海上薄互层油藏层间干扰量化预测图版(图2)㊂由图2可知：当小层流动能力级差小于4.5时，层间干扰主要受小层静态流动能力差异影响，干扰系数呈凹型，中低含水期层间干扰作用弱且基本稳定，说明层间矛盾较弱，储量动用相对均匀；进入高含水阶段后(含水大于85%)，层间干扰逐渐加剧，说明优势小层的流动能力增强，对非优势小层的抑制作用增强㊂当小层流动能力级差大于4.5且小于7.0时，小层动态流动能力差异影响作用增强，干扰系数呈线型稳定上升，层间干扰作用随含水上升逐渐加强，说明层间干扰对非优势小层的抑制作用持续增强，加剧程度较为稳定，没有明显阶段性㊂当小层流动能力级差大于7.0时，干扰系数呈凸型，小层动态流动能力差异起主导作用，层间干扰在中低含水期即达到并始终保持在较高程度，说明产能贡献基本来自优势小层，其他小层基本未动用，层间干扰对整体开发效果影响很大
㊂
公主裙子怎么画图2㊀P 油田薄互层油藏全过程层间干扰量化图版
亡羊补牢寓言故事Fig.2㊀The quantification chart of interlayer interference in the whole process of thin interbedded rervoir in P Oilfield
2.3㊀合采产能预测模型
利用统计的50口井的干扰系数，明确流动能力级差㊁流动能力偏差系数㊁基准流动能力3项参
数与不同含水阶段层间干扰系数的相关关系，借鉴前人研究成果[12]，建立薄互层砂岩油藏干扰系数量化评价模型，并利用实际数据拟合确定模型的参数值(表3)㊂
凉拌海带怎么做β=0.275[λ+ðn
i =1
(-1)i +1
f w
i
](lnΔΩ)ω
D Ωε
[ln(1+Ωmin )]γ
(6)
式中:λ㊁ω㊁ε㊁γ均为不同模型系数㊂
表3㊀不同干扰模式参数值
㊀㊀传统产能预测模型未考虑薄互层砂岩油藏小层实际注采受效状况和层间干扰的影响，因此，将小层流动能力㊁干扰系数引入传统产能预测模型进行修正得到式(7)，可准确预测薄互层砂岩油藏不同含水阶段定向井合采产能㊂以典型井A -1井为例，全井段小层流动能力级差为4.5，分别采用传统产能预测模型和修正模型计算该井产能(图3)，结果表明修正模型预测结果与实际结果更加吻合，准确度高㊂
Q =542.8(1-β)
ðn
i =1[K ro i (f w i )(p e i -p wf )
Ωi
B o i
]
ln R r
+S
(7)
图3㊀A -1井产能预测结果对比
Fig.3㊀The comparison of productivity prediction results of Well A -1
3㊀现场调整对策
3.1㊀开发层系划分界限
针对P 油田主体区目前形势，通过新井实现层系重组提高Ⅱ㊁Ⅲ类薄储层动用程度是主要调整方向㊂对于潜力较大的未开发区，水淹程度较低,
㊀第5期
孙鹏霄：海上薄互层砂岩油藏层间干扰规律及调整对策
123㊀㊀
纵向小层的静态流动能力差异为主控因素，合理层系组合方案能够有效缓解层间矛盾，减轻层间干扰带来的负面影响，结合图2可确定P 油田层系划分界限：流动能力级差小于4.5的小层干扰作用相对较弱，建议合采开发；流动能力级差为4.5~7.0的小层，建议初期采取合采开发降低成本，当全井段进入中高含水期之后，通过调剖堵水等措施关闭高水淹程度小层，改善水驱效果；流动能力级差大于
7.0的小层受干扰抑制作用严重，建议分层开发或后期补孔上返开发，以提高整体开发效果㊂
利用修正后的产能预测模型可量化评价不同开发层系划分方案的开发效果，通过敏感性分析进而确定最佳方案㊂以未水淹区B -1井为例,B -1井小层流动能力差异显著，平均流动能力级差为8.3，非均质性严重，根据各小层静态流动能力划分优㊁中㊁差3个等级(图4)，结合现场实际情况设计
图4㊀B -1井小层流动能力Fig.4㊀The flow capacity of sub -beds in Well B -1
表4㊀B -1井层系组合方案
㊀㊀利用式(7)预测各方案全井段产能变化(图
5)，发现分层开采能够很大程度上缓解大段合采所带来的层间干扰作用，全井段产能大幅提高，其中，方案3和4的产能提高幅度最大，考虑到作业难度和经济成本，建议选取方案3为推荐方案，即水平井单采L102小层，其余小层定向井合采开发㊂
同时，建议结合该井储层展布规律，优化注水井位，提高小层注采受效程度，缓解层间矛盾，改善开发效果
㊂
图5㊀B -1井层系组合方案优化
Fig.5㊀The optimization of bed ries combination scheme of Well B -1
3.2㊀加密射孔优化方法
对于水淹程度较高的开发区域，需通过加密调整挖潜剩余潜力，但由于缺乏有效技术手段，薄互层砂岩油藏加密井实施效果往往不及预期，这是因为长期合采导致纵向各层水淹程度差异很大㊂层间干扰受小层动态流动能力差异变化主导，加密射孔方案需综合考虑纵向小层的动静态流动能力差异，进而确定最佳加密射孔方案，达到降低含水㊁提高产能的目的，逐步实现层系重组[20]㊂在小层静态流动能力差异界限限制下，含水率大于85%的小层动态流动能力强，将显著加剧层间干扰，易造成全井段
高含水㊁低产能，因此，建议避射，可在全井段含水超过85%后采取补孔㊁上返开发；对于含水率为60%~85%的小层，为保证总产液厚度和全
井段产能，建议考虑射开合采；对于含水率低于60%的小层，目前动用程度低，挖潜潜力大，需射孔生产㊂
油田现场需权衡小层流动能力差异㊁水淹程度差异和射开厚度之间的关系设计最佳加密射孔方案，以获得最大的初期产能㊂利用修正后的产能预测模型可量化评价不同加密射孔方案开发效果，确定最佳加密射射孔方案㊂以P 油田水淹区C -1井为例，该井纵向非均质性相对较弱，纵向小层流动能力级差为2.4，经长期合采全井段含水率为89%，纵向各层水淹程度差异显著(图6)，小层动态流动能力差异为主控因素㊂根据该井水淹程度将纵向小层划分为强水淹小层(含水率大于
