多元注水技術在裂縫性古潛山油藏的探索與實踐

張吉昌，靳海龍，梁武全，于學軍

(中油遼河油田公司，遼寧 新民 110316)

多元注水技術在裂縫性古潛山油藏的探索與實踐

張吉昌，靳海龍，梁武全，于學軍

(中油遼河油田公司，遼寧 新民 110316)

針對大民屯凹陷古潛山油藏注水開發過程中遇到的水竄嚴重、水驅采收率低等問題，加強了古潛山內幕研究，在對儲層特征及剩余油分布進一步認識的基礎上，將常規水驅方法與滲析采油機理相結合，發展出多種井型組合注水、古潛山分層注水、異步注采等多元化注水技術，在擴大注水波及體積、提高儲量動用程度方面有良好效果。該研究對同類型古潛山油藏的開發有一定借鑒意義。

注水開發;異步注采;古潛山分注;組合注采;滲析采油;裂縫性古潛山油藏

引 言

近幾年，大民屯凹陷古潛山油藏以“二次評價、二次開發、多元開發、高效開發、深度開發”理念為指導，在精細刻畫古潛山地質體基礎上，利用水平井、復雜結構井、欠平衡鉆井等技術，實現了低滲難采古潛山油藏開發動用，老區古潛山油藏二次開發見到良好效果，新區古潛山實現了高效開發，盤活了油氣資源。在注水開發過程中，古潛山油藏暴露出如下問題：注入水易沿主裂縫突進，注水波及系數小，水驅動用程度低［1］;老區古潛山隨著注水開發時間的延長、轉注井的增多，地下油水接觸關系復雜;水平井、復雜結構井的注水開發。面對古潛山油藏注水出現的復雜情況，為改善該類油藏的開發效果，以“注好水、注夠水、精細注水、有效注水”為宗旨，開展了古潛山油藏注水新方式的探索與實踐，并形成了較為系統的古潛山油藏注水開發技術。

1 油藏概況

古潛山油藏是大民屯油田的重要組成部分。大民屯凹陷是下遼河凹陷3個主要生油凹陷之一，油氣資源豐富，是1個上有下第三系砂巖油藏、下有太古界花崗巖及中上元古界石灰巖古潛山油藏的復合油氣田。其中，古潛山油藏探明含油面積為88.58 km2，探明石油地質儲量為 12 715 ×104t，占總探明儲量的39.2%。投入開發的太古界古潛山油藏有東勝堡古潛山、安1－安97古潛山、邊臺古潛山等，元古界古潛山油藏有沈625古潛山、靜北古潛山、沈257古潛山等。

2 生產中存在的問題

大民屯凹陷古潛山油藏類型多樣、開發方式多樣、開發階段各不相同，在注水開發過程中暴露出多種問題。

2.1 高滲透古潛山油藏注入水易沿裂縫突進，注水波及系數小，水驅動用程度低

靜北古潛山油藏1988年正式投入開發，1989年實施層內低部位注水開發。由于古潛山裂縫發育的嚴重非均質性，裂縫發育方向注水見效明顯，1994年主體部位的高產井相繼出現產液量下降、含水上升趨勢，油藏產量大幅度下降。同位素示蹤劑測試表明，注入水最大推進速度達800 m/d，油井表現為無水采油期短，一般注水后油井平均生產2.8個月見水，且具有見水后含水迅速上升的特征［2］。

2.2 底水古潛山油藏地層能量充足，水淹現象嚴重，進一步提高采收率手段匱乏

東勝堡古潛山是1個具有強底水能量的塊狀古潛山油藏，1986年正式投入開發，由于底水能量充足、錐進嚴重，1988年位于高部位的部分高產井開始見水，1992年油藏進入遞減階段。由于監測資料錄取不足，對油水界面認識不清，治理措施效果差，進一步提高采收率手段匱乏。1994年實施全面停注的降壓開發，實施前油井見水井達到100%，綜合含水為85%，采油速度僅為0.2%。

2.3 水平井、復雜結構井在古潛山油藏的廣泛應用，加大了古潛山油藏注水開發難度

近幾年，隨著鉆井技術的不斷進步，通過應用水平井技術、復雜結構井技術，提高了儲量動用程度，實現了古潛山油藏的高效開發，但同時也加大了二次采油的難度。邊臺古潛山復雜結構井井數為19口，占油藏總井數的22%，日產油為186 t/d，占總產量的52%;沈625古潛山水平井井數為17口，占油藏總井數的23%，日產油為142 t/d，占總產量的53%，如何補充該類油藏的地層能量成為油藏穩產的關鍵問題。

3 多元化注水技術的提出及原理

3.1 古潛山分注

通過對大民屯凹陷古潛山內幕的深入研究，發現無論是碳酸鹽巖古潛山油藏，還是變質巖古潛山油藏，在巖性分布上均存在成層性，只是這種成層性因裂縫的發育程度不同表現得有強有弱，成層性的存在使古潛山油藏分層注水成為可能。

碳酸鹽巖儲層是巖性、沉積環境、成巖作用和構造作用相互疊加的產物［3］。大民屯凹陷碳酸鹽巖古潛山油藏儲層巖性為海相碎屑巖和碳酸鹽巖，主要包括白云巖類。地殼的交替升降、構造運動頻繁、海水時進時退造成中上元古界沉積具有明顯的旋回特征，巖石的礦物成分、性質、結構在縱向上交替變化，在裂縫欠發育情況下，油藏儲層具有明顯的層狀特征。沈625古潛山、靜北古潛山補層效果證明，由于隔層的阻擋作用，儲層縱向上并不連通。例如，安22－32井初期投產g2儲層，3 a后不出補射g4儲層，獲得67.8 t/d的高產。

3.2 異步注采

從儲集能力上看，裂縫系統的地質儲量所占比例比較小(小于30%);從水驅油效率上看，裂縫系統水驅油效率較高，注水開發后期一般可達到95%以上［4］，因此基質巖塊系統成為裂縫性油藏剩余油富集區。對于基質巖塊系統，其注水驅替對象為基質巖塊細小孔隙及小縫小洞中的原油，主要依靠毛管力作用使裂縫中的水進入基質巖塊滲吸排油［5－6］，所以發揮好毛管壓力的滲吸作用，對提高裂縫性油藏采收率具有重要意義［7］。

異步注采是周期注水的一種，周期注水是非均質油藏提高采收率的有效手段之一［8］，非均質性越強，周期注水效果越好［9］。異步注采即注時不采，采時不注。在注水井注水時，關停油井，防止注入水沿裂縫水竄，注入水在驅替壓差、滲析作用下向基質運移，從而擴大基質巖塊的注水波及體積，提高驅油效率。注水井停注后，油井復產，裂縫壓力首先下降，基質中的原油在壓差作用下流向裂縫。實際上，異步注采主要是進一步強化基質巖塊滲吸排油的速度與深度，改善周期注水的增產效果(圖1)。

圖1 異步注采原理示意圖

3.3 組合注采

為補充多井型開發油藏的地層能量，結合區域地質與開發的實際情況，以復雜結構井、重點井為中心，設計了直井+直井組合開發、直井+水平井組合開發［10］、水平井+水平井組合開發等多種組合注采模式。

4 技術應用情況及效果分析

4.1 古潛山分注效果分析

沈625－12－26井是沈625古潛山油藏中部的1口注水井，在早期籠統注水過程中，對應油井沈625－12－28井含水快速上升。吸水剖面測試顯示，該井主要吸水層位在下部。2008年對其實施油套分注，下部控制注水，日配注20 m3/d，上部加強注水，日配注30 m3/d，整體配注量由分注前的40 m3/d上調至50 m3/d。調整后，沈625－12－28井產液量呈現上升趨勢，由35.3 t/d上升至38.5 t/d，含水持續下降，由63%下降至27%。目前沈625古潛山油藏已實施分注7口井，分注前后吸水厚度比例提高了22.7個百分點(表1)。

4.2 異步注采效果分析

2010年在東勝堡古潛山南部整體實施異步注采。措施實施前該區油井開井11口，日產液為220.4 t/d，日產油為21.2 t/d，綜合含水為90.4%;觀察井2口，注水井5口，均未開井。注時不采階段，油井全部停止生產，5口注水井全部恢復注水，日增注441 m3/d，階段累計注水4×104m3。觀察井——靜深74井地層壓力由17.08 MPa上升至17.53 MPa。采時不注階段，油井根據液面恢復情況陸續開井，開井后含水均有不同幅度的下降，產油量明顯上升，井組日產液為231 t/d，日產油為42.5 t/d，含水為82.2%，對比措施前日產油上升了21.3 t/d。截至2011年7月，階段累計增油1 474 t(圖2)。

表1 沈625塊古潛山油藏吸水剖面對比

4.3 組合注采效果分析

4.3.1 直井注水+直井采油組合開發

在直井開發的古潛山油藏注水過程中，開展立體優化注水。勝25－13井位于安1—安97古潛山油藏裂縫十分發育的中部，早期通過實施同步注采、完善注采系統、合理的動態調配等措施，日產油量一直保持在45 t/d以上。2009年該井出現產液量下降情況，為實現該井的持續穩產，平面上采取“多井點強弱輪替”注水調配方式，縱向上立體優化注水層位，平面與縱向相結合，實現了該井的再次穩產。目前該井產量穩定在40 t/d左右，穩產期已長達13 a。截至2011年7月，累計產油達22.3 ×104t。

4.3.2 直井注水+水平井采油組合開發

圖2 東勝堡古潛山異步注采生產曲線

沈625古潛山在水平井井間加密區域采用直井+水平井組合注采。直井+水平井組合注水的實施有效補充了古潛山地層能量，控制了水平井含水上升速度，目前地層壓力穩定在15 MPa左右，水平井含水明顯低于直井，2010年底水平井含水為55%，直井含水為72%，實現了油藏連續6 a穩產。4.3.3 水平井注水+水平井采油組合注水開發

針對油藏開發井型日益多樣化、復雜化的現狀，率先在沈625塊古潛山油藏水平井開發區域開展了水平井注水試驗。沈625－H11井于2008年12月轉注，實現注水開發后，井區地層壓力由19.8 MPa上升至22.1 MPa，上升了2.3 MPa;對應3口水平井均見到注水效果，井組日產油由54.3 t/d最高上升至103.9 t/d，日增油49.6 t/d，累計增油1.8 ×104t。

5 結論

(1)在保證油藏高采油速度條件下，直井+水平井組合注水方式能夠控制油井含水上升速度。可結合水平井注水、古潛山分注等注水措施實現油藏的高效開發，但水平井注水井網部署還需進一步研究探索。

(2)大民屯凹陷古潛山油藏儲層成因上均存在一定的成層性，開展古潛山分注能夠在一定程度上改善水驅效果，提高油藏采收率。

(3)異步注采是周期注水的1種方式，能夠更好地發揮滲吸采油作用，在控制油井含水上升速度、挖掘古潛山油藏基質剩余油方面具有較強的優勢。

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Research and practice of multiple water injection technology for fractured buried hill reservoirs

ZHANG Ji－chang，JIN Hai－long，LIANG Wu－quan，YU Xue－jun
(Liaohe Oilfield Company，PetroChina，Panjin，Liaoning 110316，China)

The buried hill reservoir in Damintun depression has experienced problems of severe water channeling and low recovery rate during water flooding process．This paper studies the interior structure of the buried hill reservoir，including reservoir characteristics and residual oil distribution，combines conventional water flooding with imbibition oil recovery，and proposes multiple water injection technology including multi－well type combination water flooding，stratified water flooding，and asynchronous injection–production．The technology has achieved good results in expanding waterflood swept area and increasing the producing degree of reserves．This research has guiding significance to the development of similar buried hill reservoirs．

water flooding;asynchronous injection－production;stratified water flooding;combination injection－production;imbibition oil recovery;fractured buried hill reservoir

TE349

A

1006－6535(2012)02－0086－04

20110715;改回日期：20110824

項目名稱：中石油遼河油田公司項目“高凝油油藏大幅度提高采收率技術研究與應用”(2010B－1006－01)

張吉昌(1969－)，男，高級工程師，博士，1991年畢業于中國石油大學(華東)石油地質專業，《特種油氣藏》第八屆編委，現從事油田開發研究工作。

編輯姜 嶺