油田低效循環綜合治理方法研究

馮立珍曲順才

（1.大慶油田有限責任公司第九采油廠；2.大慶鉆探集團地質錄井一公司）

油田低效循環綜合治理方法研究

馮立珍1曲順才2

（1.大慶油田有限責任公司第九采油廠；2.大慶鉆探集團地質錄井一公司）

針對油田低效循環的實際，研究了減緩含水上升速度的方法。對于縱向非均質高滲透層形成的低效循環主要通過周期注水來治理，厚油層形成的低效循環主要通過細分注水、組合注水層段、精細油井堵水、調剖來治理，達到提高采出程度，提高油田經濟效益的目的。

低效循環 細分注水 周期注水 堵水 調剖 數值模擬

D O I:10.3969/j.i ssn.2095-1493.2011.03.014

1 概述

1.1 低效循環形成機理

我國注水開發的油田大多經歷了幾十年的開發與調整，目前絕大部分油田都已進入注水開發后期，油井高度含水，已經超過了開采的經濟極限。陸上砂巖油田經過長期的注水開發，油藏儲層受到注入水的長期浸泡沖刷和油層本身的非均質性，流體的性質、動力學特征和儲層物性發生了明顯變化。這種儲層物性和流體參數的變化不僅影響儲層流體的運動狀態，而且疏松砂巖油藏進入高含水期后，注入水主要沿各沉積單元的高滲透層突進，在部分儲層內油水井間形成了不利于提高驅油效率的低效循環，導致水洗厚度基本不變，大量注入水沿低效循環帶做低效循環，逐漸形成油、水井間相互連通的高滲透強水洗低效循環帶。

1.2 低效循環研究的目的和意義

低效循環造成油層形成特高級別水淹、注入水走向單一，從而降低注入水縱向和橫向的波及體積。一方面，在垂直方向上，層間、層內干擾嚴重，縱向波及系數難以提高，注入水直接沿低效循環帶竄流到油井，使得油井過早見水，含水率明顯上升，并導致其他較低的滲透率的地層被干擾，無法被水波及到，降低了油的采收效率。另一方面，在平面上，水由低效循環方向大量流走，同層位其他方向水未波及到，形成極其嚴重的平面矛盾，降低了平面波及系數。低效循環帶的存在，導致油田采收率低、生產成本上升，開發效益下降，給油田開發帶來巨大壓力。如何采用正確的方法治理低效循環的問題，已成為現在油田行業提高經濟效益的一個重要問題。

針對高含水期低效循環嚴重的問題，必須采取強化細分注水、精細油井堵水的方法，不斷優化注采調整，控制無效、低效注采循環，才能有效減緩含水上升速度。

2 細分注水

加強層內細分注水，可以實現控制無效注水和增加有效注入并重。厚油層內動用程度存在較大差別，單一河道韻律段上部剩余油較為富集而韻律段下部注采低效循環嚴重。因此，要擴大注水波及體積，提高油層吸水厚度，必須封堵河道韻律段內油層性質好、注水倍數高的水淹部位，加強低吸水部位有效注水，實現注水量由油層的高滲透部位向低滲透部位轉移，改善河道砂體內部的開發效果。

2.1 層內細分注水的條件

通過厚油層內注水差異、結構界面發育狀況、低效循環與剩余油分布部位的研究，適合層內細分注水應具備以下條件：厚油層內吸水差異較大，低效循環嚴重；封堵工藝的發展為層內細分提供了一定手段。

2.2 層內細分注水的主要做法

（1）多期河道迭加的厚砂體，由于上部受底部低效循環層干擾動用相對較差，利用積單元間較穩定界面的滲流遮擋作用，封堵低效循環部位，加強吸水差部位注水。

（2）由于低彎曲分流河道砂體底部與周圍井連通較好，低效循環嚴重，而頂部連通較差，油層動用較差，利用較穩定側積夾層進行層內細分，封堵底部低效循環部位，加強頂部注水。

（3）點壩砂體是由于側向遷移加積形成，層內沉積夾層具有上部多底部少且傾斜分布的特點，頂部剩余油富集而底部低效循環嚴重。因此，在搞清不同點壩砂體內部沉積特征、夾層發育狀況的基礎上，分析剩余油與低效循環部位，利用長膠筒封堵低效循環部位，提高油層動用程度。

3 周期注水

層內非均質油層在常規注水情況下，由于交換作用，高、低滲透部位之間壓力處于均衡狀態。而在周期注水停注或減少注水量半個周期內，由于含油飽和度和滲透率的差異，高滲透部位壓力下降快，低滲透部位壓力下降慢，導致同一時刻內高滲透部位壓力較低，低滲透部位壓力較高，產生部位間的附加壓力差，使油水從含油飽和度較高的低滲透部位竄向高滲透部位。在一個完整的周期內，有更多的水從高滲透部位（通常是高含水層）竄向低滲透部位（通常是低含水層），更多的油從低滲透部位竄向高滲透部位，擴大水驅波及體積，增加層段內的水驅均勻性，改善水驅開發效果。這種方法主要用于治理縱向高滲透層低效循環。

4 精細油井堵水

4.1 對厚油層內低效循環部位進行層內堵水

對于厚油層若按常規方法堵水雖然可控制無效產水，但也損失部分儲量。通過對厚油層內結構單元注采關系和動用狀況分析，找出層內低效循環部位，然后利用層內結構界面遮擋作用，采取長膠筒方法進行層內堵水，達到在控制厚油層內無效產出的同時提高層內動用程度的目的[1]。

層內堵水的技術難點：①基礎井網射開油層多、厚度大，在多個厚油層存在低效循環的情況下，多段層內封堵難度大，如部分封堵，因受干擾而達不到挖潛目的；②結構界面穩定性的判斷難度較大；③層內低效循環的識別、剩余油分布規模的判斷上難度較大；④厚油層內潛力部位巖性較差，封堵后供液能力和接替潛力的判斷上難度較大。

解決思路：①通過儲層精細解剖方法，研究結構單元砂體連通狀況、層內結構界面發育特征，識別厚層內低效循環主要單元；②通過油水井動態變化特性，研究井組注采關系、生產狀況，識別低效循環發生時間與層段；③通過油藏動態監測資料，研究水井歷年吸水特征、壓力變化特征、產液剖面狀況，識別層內低效循環重點部位，并結合井況條件，優化層內精細堵水方案。對厚油層內低效循環部位堵水井，進行層內堵水措施后原油含水值下降大幅，增油效果較好，原油含水上升及產量遞減速度較慢，有效期較長。

4.2 釋放原堵層潛力，調整層段精細堵水

隨開采時間的延長，目前部分接替層也成為高含水無效生產層。因此，對于此類井需調整堵層重新注水。調換堵層技術難點：以往堵水為大段籠統堵水，堵前含水較高，原堵層中潛層尋找難度較大；綜合識別目前生產層位低效循環部位難度較大。

解決思路：①對于原堵層，通過井組注采關系、堵后水井吸水狀況分析、原堵有效性分析，識別原堵層潛力層與低效循環層；②對于目前生產層，通過井組注采系、油層監測資料分析、封堵后動態變化特征，識別目前生產層低效循環重點部位[1]。在儲層精細解剖的基礎上，綜合判定原堵層潛力部位與現生產低效循環部位，優化換堵層精細堵水方案。

4.3 對低效循環層段進行層段堵水

對河道砂高滲透層及湖相沉積水下分流河道砂體的高滲透條帶方向位進行封堵，控制低效循環，減少層間干擾，提高儲層動用程度。

4.4 在原堵水層段基礎上，封堵新增高含水層段

油井封堵高含水層段后，生產一段時間部分生產層又成為高含水油層。因此，應增加封堵層位，控制油井低效循環。

5 調剖

對于不能進行細分單卡控制無效注水的井層，通過淺調剖進行調整。主要包括兩種類型，第一種是層段內高滲透主要吸水層與低滲透差油層之間夾層小，封隔器卡不開；第二種是主要吸水層與不吸水層之間封隔器可以卡開，但單井注水層段已達5段以上，進一步細分注水層段受到工藝和測試條件的限制。對于層內存在無效注采循環且剩余油較多的厚油層，可以通過深度調剖控制無效注采。室內物模實驗和巖心水洗資料均已經說明，含水90%以后，厚油層內一方面存在較多剩余油，另一方面由于層內非均質，80%多的注入水沿高滲透強水洗帶突進。因此，深度調剖應是控制層內無效注采，挖潛剩余潛力的主要手段[2]。這種方法主要適用于厚油層形成的低效循環。

6 低效循環治理數值模擬研究

以利用細分注水治理正韻律厚油層底部形成的低效循環為例，設計了3個方案，方案1模擬治理前的生產情況，方案2和方案3模擬治理后的生產情況，見表1、2、3。

表1 方案1各井生產數據

三個方案中模型均是正韻律厚油層模型。油層厚度均為4 m，每個小層厚度均為1 m，中間有霧性隔層，厚度為0.2 m，油層頂部滲透率為0.2 μm2，底部滲透率為0.8 μm2。各層注入量分別為：第一小層8.0 m3/(m·d），第二小層6.0 m3/（m·d），第三小層4.0 m3/（m·d），第四小層2.0 m3/（m·d）。

方案1采用合注合采的生產方式生產。方案2是在高滲層含水率達到98%時，關閉該小層，然后采用合注合采的方式生產。方案3是在高滲層含水率達到98%時，關閉該小層，然后采用分注合采的方式生產。

由以上各模型生產數據（表1～表3）可以看出，治理前，當正韻律厚油層達到較高含水率時，頂部小層產油量多。產水量少，底部小層產油量少，產水量多，底部小層對產油貢獻較小，注入水主要沿底部小層突進，利用率低，形成了低效循環。治理后，當正韻律厚油層達到較高含水率時，頂部小層產水量和產油量接近相等，注入水沿整個油層驅替，增大了注入水垂向波及面積，提高了注入水的利用率，且各層采出程度和全區采出程度都有較大提高，達到了治理低效循環的目的。

表2 方案2各井生產數據

表3 方案3各井生產數據

7 結論

油田由于縱向非均質高滲透層形成的低效循環主要通過周期注水來治理；厚油層形成的低效循環主要通過細分注水、組合注水層段、精細油井堵水、調剖來治理。

[1]Krumrine P H,Boyce S D.Profile modification and water control with silica gel-based systems[J].SPE13578,1985.

[2]黃伏生.喇嘛甸油田低效無效循環帶識別方法研究及其應用[D].中國海洋大學博士論文,2008.

馮立珍，2006年畢業于東北石油大學油氣儲運專業，現從事油氣田開發動態分析管理工作，助理工程師，E-mail：aglfenglzh@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市大慶油田公司第九采油廠電力維修大隊，163853。

2011-02-26)