阿尔伯塔省卡尔加里–加拿大领先的能源公司 Tamarack Valley Energy（TSX: TVE）隆重发布其在Clearwater稠油区取得的重大技术进展。公司通过应用tNavigator一体化油藏模拟平台，成功构建并验证了针对多分支水平井注水开发的一体化模型。该研究不仅精准地再现了复杂的油藏动态，更揭示了注水成功的关键线索，为塔马拉克在拥有60亿桶地质储量的世界级油藏前期，从一次采油阶段向大规模二次采油（注水开发）阶段提供了决策支持和技术蓝图。

Clearwater油藏作为西加拿大沉积盆地的重要油气宝地，拥有约60亿桶的原始地质储量（OOIP），是北美近十年来全球显著的新兴油气区带之一。凭借创新的多分支水平井技术，该地区的一次采油已取得巨大成果。为进一步挖掘储量潜力、延缓产量递减，塔马拉克能源将注水开发作为提高采收率的关键。

图1 Clearwater油藏

Clearwater稠油油藏项目在2019年引起了业界的关注，当时产量从5千桶/天增长到15千桶/日。原因很简单：这些项目是十年来北美所有新石油项目中经济效益最好的。这种经济效益背后存在三个重要驱动因素：（1）技术和成本；（2）多分支钻孔，钻孔成本低。（3）低含水率。

图2 Clearwater油藏生产历史

本项目高效模拟研究的核心挑战在于如何精确表征Clearwater油藏复杂的非均质性，以及模拟多分支水平井在注水模式下的复杂流动规律。Tamarack的油藏工程师Mohammad Tuhinuzzaman领导的团队，依托tNavigator标准化模拟平台流程，建立了一套完整的工作流程：

静态地质建模：以精细的静态地质模型为起点。团队综合了来自垂直探井参数的储层顶面水平数据架、水平井测量中的顶板接触点信息，精确构建了Clearwater储层顶底部的三维构造网格体。在此基础上，以“体积校正后的有效地形”为输入核心，通过变差函数分析等地质统计学方法，刻画了储层物性的空间分布。为兼顾计算效率与精度，研究采用了双重介质模型策略：50m×50m的覆盖区域粗网格模型用于整体储量评估和宏观趋势分析，另一个重点在于先导试验区的5m ×5m细网格模型，则专门用于捕捉井间流体流动的细节，为动态模拟提供高分辨率的地质基础。

图3 Clearwater油藏地质建模流程

岩石与流体表征：团队对从Marten Hills等核心区域采集的岩心和流体样品进行了全面的实验分析。通过系统的特殊岩心分析，得到了代表不同储层级别（Tier 1, 2, 3）的油水相对渗透率曲线。关键是SCAL实验揭示了Clearwater储层具有极其有利的渗流特性：其高效水相相对渗透率端点值极低（k_rw在0.01至0.06之间），这意味着水在储层中的流动能力相对差，有利于形成稳定的驱替前缘，从而延缓水淹，提高波及效率。同时，流体相态（PVT）的研究从10°API到25°API还原了不同品质原油的物性，还建立了包含“轻质”、“中质”和“重质”三类油品的流体模型，并通过EOS精确模拟了其在压力变化下的相态行为。

图4 稠油PVT

图5 油水相对渗透率

油藏模型的历史拟合与预测：针对“叠置式（Stacked）”和“W型”两种典型的注水井网模式，工程师们利用tNavigator强大的计算性能，对先导试验区的生产历史进行了多参数、多轮次的精细调整。模型不仅成功拟合了各生产井的产油量、产水量和气油比（GOR）等历史数据，更关键的是，准确预测了注水后气油比下降和原油产量响应的时间点。

模型不仅成功拟合了两种注水模式井网下各生产井长达数年的产油、产水及气油比（GOR）历史，其真正的价值在于其强大的预测能力。模型在开发便早期准确预测出：注水启动后，生产井的GOR将首次出现明显下降，随后原油产量将进入一个上升的“响应期（Oil Ramp）”。这一的关键中间特征与现场数据（截至2025年2月）完美契合，从而验证了模型内在物理定律的正确性及其作为预测工具的可靠性。模拟结果清晰表明，先导试验区表现出非常理想的注水响应，生产剖面持续改善，且迄今为止尚未达到任何水淹状态。现场展示了注入水如何在地下形成、高效的驱替剖面，有效地将原油驱替向生产井，而不是沿高渗透条带“窜流”或“指进”。

图6 叠置式（Stacked）井网历史拟合与方案预测

图7 W型井网历史拟合与方案预测

Tamarack Valley Energy此次与tNavigator合作取得了技术突破。这也再次证明了tNavigator作为行业领先的模拟软件，在处理复杂井型、精细地质模型和一体化工作流程方面的卓越能力。