低滲透油田水驅(qū)挖潛方法的應用及效果分析
——以敖南油田為例

曹榮亮

(中石油大慶油田有限責任公司第七采油廠，黑龍江 大慶 163517)

低滲透油田水驅(qū)挖潛方法的應用及效果分析
——以敖南油田為例

曹榮亮

(中石油大慶油田有限責任公司第七采油廠，黑龍江 大慶 163517)

針對敖南油田低產(chǎn)低效井及高含水井多、措施增油難度大、注水壓力上升快及欠注井多等矛盾，提出了減少低效無效循環(huán)，合理進行產(chǎn)液結(jié)構(gòu)及注水結(jié)構(gòu)調(diào)整的方法及原則，并對注采結(jié)構(gòu)優(yōu)化及產(chǎn)液結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中水驅(qū)挖潛方法的應用及效果進行了分析與評價。隨著油田開發(fā)時間的延長，合理進行注采結(jié)構(gòu)優(yōu)化、有效實施增產(chǎn)增注措施及科學引進控水增油新技術是提高低滲透油田開發(fā)效果的關鍵。

水驅(qū)挖潛；注采平衡；線性注水；覆膜砂壓裂

敖南油田位于黑龍江省肇源縣境內(nèi)，東與永樂油田相連，西至新肇油田，北接葡萄花油田，南至嫩江一帶。開發(fā)的主要目的層為下白堊統(tǒng)姚家組一段葡萄花油層葡Ⅰ組，可細分為3個砂層組，即葡Ⅰ1-5、葡Ⅰ6-9、葡Ⅰ10-11，共11個小層，油層物性差，滲透率低，2002年11月采用同步注水方式投入開發(fā)，采用300×300m的反九點法面積注水井網(wǎng)，原始地層壓力13.0MPa，飽和壓力7.0MPa。

1 水驅(qū)挖潛的方法及原則

挖潛的基本原則是合理進行產(chǎn)液及注水結(jié)構(gòu)調(diào)整，最大限度地減少注入水的低效、無效循環(huán)，控制水驅(qū)含水上升及產(chǎn)量遞減速度。

1.1產(chǎn)液結(jié)構(gòu)調(diào)整的原則和方法

1)含水低于80%井 ①對含水低于40%的井重點提液。結(jié)合水井細分調(diào)整加強注水或措施增注，對層間和平面矛盾大的井采取壓裂等方法，提高薄差層動用程度，提高油井產(chǎn)能的同時有效控制含水上升速度。②對含水在40%～80%之間的井適當提液。對沉沒度大于500m的井，采取換泵或調(diào)大參進行提液；對沉沒度介于300～500m之間的井，強化注水，適當提液；對沉沒度小于300m的井，根據(jù)連通水井注水狀況，通過方案提水及措施增注提高油井供液能力。

2)含水高于80%井 由油田進入高含水或特高含水后的開發(fā)調(diào)整實踐認識到，單項措施僅僅能解決局部矛盾，而“精細挖潛，綜合調(diào)整”才能改善區(qū)塊整體開發(fā)效果［1］，因此，對高含水井按成因進行分類，通過“間、轉(zhuǎn)、堵、撈、關”等措施，結(jié)合淺調(diào)剖，合理調(diào)整注采結(jié)構(gòu)，有效控制注水、產(chǎn)液量增長，最大限度地減少注入水的無效循環(huán)。

1.2注水結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原則和方法

敖南油田正處于含水上升階段，高含水井層增多，層間干擾加劇，動用程度變差。為了控制含水上升速度，減緩層間矛盾，改善吸水剖面，提高動用程度，應在加強對注水井層段性質(zhì)研究的基礎上，根據(jù)井區(qū)含水級別的不同進行合理提控，對低含水井區(qū)，應用注水井壓裂、酸化等措施提高低含水、低產(chǎn)液井層的注水量；對高含水井區(qū)，應用注水井淺調(diào)剖等措施控制高含水、高產(chǎn)液井層的注水量。

2 水驅(qū)挖潛方法的應用及效果

2.1深入研究欠注井成因，優(yōu)選治理方案，提高治理效果

以改善油層吸水狀況、提高儲量動用程度為目的，對欠注井按不同成因進行分類，實施個性化治理。

1)注水井壓裂 以清水壓裂技術為手段，實施欠注井壓裂5口，壓裂前后對比，平均單井注水壓力下降0.5MPa，日增注18.6m3。周圍22口油井見效，平均單井日增液0.18t，日增油0.15t，綜合含水上升0.1%，沉沒度上升115.5m。

2)注水井酸化 針對注水過程中油層受到污染，吸水指數(shù)下降較快，吸水差或不吸水的注水井實施分層酸化3口井，酸化前后對比，平均單井注水壓力下降2.3MPa，日增注18m3。

2.2深入研究低效無效循環(huán)體，努力降低低效無效循環(huán)，使注入水利用率進一步提高

根據(jù)油水井監(jiān)測資料及動、靜態(tài)資料綜合分析判斷低效無效循環(huán)井層，采取調(diào)剖、堵水及堵壓結(jié)合等措施降低低效無效循環(huán)。一是實施了注水井淺調(diào)剖8口井11個層段。調(diào)剖后啟動壓力均有所上升，調(diào)剖層吸水量明顯下降，部分井調(diào)剖層段內(nèi)吸水層數(shù)有所增加。2010年6月對葡Ⅰ組調(diào)剖后，葡Ⅰ6-7砂層組相對吸水量下降5.21%，表明調(diào)剖劑對于縱向上差異較大的厚油層，可起到緩解層內(nèi)縱向矛盾的作用；調(diào)前不吸水的葡Ⅰ31小層相對吸水量上升20.8%，說明調(diào)剖劑在解決層間矛盾上也發(fā)揮了較理想的作用。二是2009～2010年對敖南油田7口井實施了化學堵水，堵水后平均單井日產(chǎn)液下降0.75t,日產(chǎn)油增加0.14t,含水下降7.41%，有效降低了低效無效循環(huán)。

2.3實施高含水油井轉(zhuǎn)注，逐步形成線性注水井網(wǎng)，提高水驅(qū)控制程度

砂巖油田在開發(fā)過程中，隨著開發(fā)時間的延長，平面水驅(qū)的不均勻性和縱向矛盾逐漸加大，注水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)液結(jié)構(gòu)的不合理性表現(xiàn)突出，必須進行綜合治理，才能使開發(fā)效果進一步提高。產(chǎn)液結(jié)構(gòu)的不合理性主要是注水結(jié)構(gòu)的不合理性造成的，由于平面矛盾突出，單純的水量調(diào)整難以滿足地下形勢需要，必須進行注采系統(tǒng)調(diào)整，不斷增加新的水驅(qū)方向和水驅(qū)厚度，才能有效改善油田開發(fā)效果。在原井網(wǎng)的基礎上，實施高含水油井轉(zhuǎn)注，使連通低效油井得到治理的同時，也使轉(zhuǎn)注低產(chǎn)低效井本身得以再利用。

1)反九點注水轉(zhuǎn)線性注水滲流特點 砂巖油藏反九點注水滲流形式為平面徑向流，其低滲透油藏油井產(chǎn)量公式為：

(1)

當注水方式由反九點轉(zhuǎn)為沿裂縫注水向裂縫2側(cè)驅(qū)油的線性注水后，滲流形式變?yōu)槠矫嫫叫辛鲃樱溆途a(chǎn)量公式為：

(2)

式中，Q徑、Q平分別為反九點注水、線性注水油井日產(chǎn)量，t/d；K徑、K平分別為平面徑向流、平面平行流綜合滲透率，10-3μm2；Km、Kf分別為基質(zhì)、裂縫滲透率，10-3μm2；μ為原油粘度，mPa·s；h為有效厚度，m；Re、Rw分別為供給半徑和井徑，m；pH、pf分別為注水井、油井流動壓力，MPa；λ平、λ徑分別為啟動壓力梯度，MPa/m；S為截面積，m2；L為排矩，m。

由式(1)和式(2)可見，由反九點注水轉(zhuǎn)成線性注水其滲流方式由平面徑向流轉(zhuǎn)為平面平行流，裂縫由注采滲流通道變?yōu)樽⑺拥溃黧w綜合滲透率由以裂縫滲透率為主變?yōu)橐詢踊|(zhì)滲透率為主，并且注水開發(fā)中降低了油水運動的不均勻性，從而增加注水波及體積。

由反九點注水轉(zhuǎn)線性注水理論和實踐也表明，低滲透油藏實現(xiàn)有效線性注水還需要一定條件［2］。設平面徑向流和平面平行流對應水井和油井井底壓力分別相同，平面徑向流和平面平行流有效驅(qū)動距離為：

從而：

(3)

由式(3)可知，因為λ平>λ徑，所以R平

2)現(xiàn)場應用及效果 敖南油田2010年完成6口含水100%油井轉(zhuǎn)注，使調(diào)整區(qū)油水井數(shù)比由3∶1下降到1.46∶1，連通油井新增水驅(qū)方向?qū)佣?0層，水驅(qū)方向砂巖厚度34.5m，有效厚度6.6m。從連通油井看，敖296-63轉(zhuǎn)注后，使敖294-63水驅(qū)方向增加，實施重復壓裂后日增液2.8t，日增油2.8t，沉沒度上升348m，壓裂效果較好。針對現(xiàn)注采井網(wǎng)的局限性，下步還可對敖308-55、敖308-59、敖308-63實施老油井轉(zhuǎn)注，實現(xiàn)線性注水。

2.4引入控水增油壓裂技術，拓寬壓裂選井界限，改善高含水層壓裂效果

圖1 覆膜砂支撐劑示意圖 圖2 油濕性孔道毛細管力方向

在油層水淹程度進一步加大，動用程度不斷提高的情況下，隨著壓裂井數(shù)的增加，選井選層難度加大，壓裂增油效果逐年變差，同時油井壓裂后將會面臨高產(chǎn)液、高含水的問題，為了有效的改善高含水層壓裂效果，達到增油、控水的目的，優(yōu)選了覆膜砂支撐劑(見圖1)應用到油井壓裂。覆膜砂是在常規(guī)壓裂砂表面包覆特殊改性樹脂而成［3］，具有改變表面張力和油水潤濕性的功能，形成的毛細管力Pc方向與注水驅(qū)替壓差ΔP方向相反，形成對水的阻力，而有利于油通過(見圖2)，因此，可實現(xiàn)對油水流動能力的選擇，具有堵水不堵油特性。通過壓裂工藝將覆膜砂攜至裂縫中，生產(chǎn)時形成一條高含油飽和帶，從而降低油井采出液的含水率。

2011年敖包塔油田2口含水較高井進行了覆膜砂壓裂試驗。壓裂前后對比，平均單井日增液3.0t，日增油1.8t，綜合含水下降9.4%，沉沒度上升299m。試驗結(jié)果表明，覆膜砂壓裂具有增油和控水的雙重作用，為敖南油田高含水層壓裂增油提供了新的思路。

3 結(jié)論與認識

1)對欠注井實施針對性治理，可實現(xiàn)注水結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高油井產(chǎn)能，控制含水上升速度，保持注采平衡。

2)隨著開發(fā)時間的延長，裂縫發(fā)育油田平面水驅(qū)的不均勻性和縱向矛盾逐漸加大，注水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)液結(jié)構(gòu)的不合理性表現(xiàn)突出，必須進行綜合治理，實施老油井轉(zhuǎn)注，實現(xiàn)線性注水能有效降低平面非均質(zhì)性、增加水驅(qū)波及體積。

3)壓裂是低滲透油田增產(chǎn)的重要措施，但隨著水淹程度進一步加大，動用程度不斷提高，普通壓裂選井選層難度加大，壓裂增油效果逐年變差等矛盾的突出，應探索適應中高含水期壓裂技術，覆膜砂壓裂為壓裂選井選層擴展了空間，并且具有增油和控水的雙重作用。

［1］徐正順，王鳳蘭，張善嚴，等.喇薩杏油田特高含水期開發(fā)調(diào)整技術［J］. 大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2009，28(5)：80.

［2］ 張威，梅冬，李敏，等.裂縫性低滲透油藏注采系統(tǒng)調(diào)整技術研究［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2006,25(6)：43-44.

［3］ 李建國，敖立敏，吳壯坤.覆膜砂壓裂改造技術在腰英臺油田的應用［J］.特種油氣藏，2009,16(5)：94-95.

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.07.028

TE357.6

A

1673-1409(2012)07-N083-03

2012-03-23

曹榮亮(1985-)，男，2008年大學畢業(yè)，助理工程師，現(xiàn)主要從事油田開發(fā)方面的研究工作。

［編輯］ 洪云飛