齊家北油田特低滲透儲(chǔ)層吸水能力判別及改造措施研究

蘇 娟 （中石油大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠，黑龍江 大慶163853）

齊家北油田構(gòu)造上位于松遼盆地北部中央坳陷區(qū)齊家－古龍凹陷北端，主體為北西向延伸、向凹陷內(nèi)傾伏的鼻狀構(gòu)造。從巖心、測井等資料觀察來看，位于主體鼻狀構(gòu)造高部位區(qū)塊次生孔隙最為發(fā)育，儲(chǔ)層物性好，而位于西部單斜部位的區(qū)塊次生孔隙發(fā)育程度較弱，儲(chǔ)層物性較差。開發(fā)目的層是泉四段的扶余油層，平均孔隙度13.9%，空氣滲透率5.2×10－3μm2，屬特低滲透儲(chǔ)層。隨著該油田注水開發(fā)，油田逐漸暴露出不吸水及欠注井增多，以往措施增注效果差的問題。目前，注水井128口，不吸水及欠注井48口，不吸水及欠注井比例占37.5%，其中，次生孔隙發(fā)育區(qū)塊，不吸水及欠注井8口；次生孔隙弱發(fā)育區(qū)塊，不吸水及欠注井40口。為了保證措施效果，改善油田開發(fā)效果，筆者對齊家北油田特低滲透儲(chǔ)層吸水能力判別及改造措施進(jìn)行了研究。

1 確定物性參數(shù)界限

1.1 物性參數(shù)影響因素分析

在確定儲(chǔ)層物性影響時(shí)，應(yīng)優(yōu)選既能反映儲(chǔ)層滲透性又能反映儲(chǔ)層巖性的測井參數(shù)。通過該油田泥質(zhì)含量和鈣質(zhì)含量與孔隙度的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)物性好壞與鈣質(zhì)含量相關(guān)較好，因而優(yōu)選自然電位負(fù)異常值與聲波時(shí)差建立關(guān)系圖版。另外，從巖心測試毛管壓力曲線上看，油田次生孔隙發(fā)育程度對儲(chǔ)層物性影響較大，因而分次生孔隙發(fā)育區(qū)和次生孔隙弱發(fā)育區(qū)分別建立自然電位負(fù)異常值與聲波時(shí)差關(guān)系圖版，能夠更準(zhǔn)確地劃分出2類區(qū)塊儲(chǔ)層吸水能力物性參數(shù)界限。

1.2 正常注水井物性分類圖版的建立

按照上述思路，統(tǒng)計(jì)次生孔隙發(fā)育區(qū)正常注水133層／46口井 （見圖1），確定界限參數(shù)線為：

其中，位于儲(chǔ)層物性界限AC＜－4.0×ΔSP＋251的區(qū)域，各層物性差、吸水能力差；位于AC≥－4.0×ΔSP＋251的區(qū)域，各層物性好、能夠正常吸水。

次生孔隙弱發(fā)育區(qū)正常注水72層／20口井 （見圖2），確定界限參數(shù)線為：

圖1 次生孔隙發(fā)育區(qū)正常吸水井分類圖

圖2 次生孔隙弱發(fā)育區(qū)正常吸水井分類圖

同時(shí)，為校正界限參數(shù)的準(zhǔn)確性，從砂體發(fā)育狀況和連通狀況對不符合規(guī)律單層進(jìn)行原因分析 （見表1），進(jìn)而修正界限參數(shù)。

表1 正常注水井不符合規(guī)律層分析表

2 單層不吸水原因分析

2.1 利用模糊綜合判斷因子評價(jià)連通狀況

由于連通狀況是各個(gè)評價(jià)因素綜合作用的結(jié)果，因而在對各個(gè)因素評價(jià)之后，需要采取相應(yīng)方法將單因素評價(jià)結(jié)果轉(zhuǎn)換成由各個(gè)因素構(gòu)成的連通狀況評價(jià)結(jié)果，即對連通狀況做出綜合評價(jià)，利用該方法能夠考慮各個(gè)評價(jià)因素對連通狀況的影響。考慮油水井連通狀況與連通方向個(gè)數(shù)、連通有效厚度和連通砂巖厚度有關(guān)，可以采用模糊綜合判斷因子公式：

式中，η為模糊綜合判斷因子；a1、a2、a3為權(quán)重系數(shù)；X和Xmax分別為連通方向個(gè)數(shù)及其最大值；Y和Ymax分別為周圍油井有效厚度及其最大值；Z和Zmax分別為周圍油井砂巖厚度及其最大值。

由于權(quán)重系數(shù)的大小反映了各因素重要程度，利用模糊綜合評判的改進(jìn)模型［1］，將單因素變化量與多因素變化量比例作為單因素權(quán)重系數(shù)，即：

式中，Xj為極差正規(guī)化［2］后的連通方向個(gè)數(shù)，即X／Xmax；Yj為極差正規(guī)化后的周圍油井有效厚度，即Y／Ymax；Zj為極差正規(guī)化后的周圍油井砂巖厚度，即Z／Zmax。

據(jù)此確定次生孔隙發(fā)育和次生孔隙弱發(fā)育區(qū)塊的模糊綜合判斷因子分別為：

對比正常注水井位于儲(chǔ)層物性好區(qū)域，因連通狀況差導(dǎo)致不吸水層模糊綜合判斷因子值分別為0.21和0.27，以該值作為判斷連通狀況差的界限。

2.2 確定不吸水及欠注井單層吸水能力

利用已建立的正常注水井分類圖版，對不吸水及欠注井單層進(jìn)行物性分類，確定物性發(fā)育好層和物性發(fā)育差層，在此基礎(chǔ)上，將物性發(fā)育好層分為2類：物性發(fā)育好、連通狀況好層 （模糊綜合判斷因子較大）；物性發(fā)育好、但周圍油井連通狀況變差層 （模糊綜合判斷因子較小）。

分析結(jié)果表明，48口不吸水及欠注井181個(gè)層，位于次生孔隙發(fā)育區(qū)8口不吸水及欠注井，共21個(gè)層 （見圖3），連通狀況均較好，模糊綜合判斷因子均大于0.21，其中位于儲(chǔ)層物性差區(qū)域的層6個(gè)，位于物性發(fā)育好區(qū)域的層15個(gè)；次生孔隙弱發(fā)育區(qū)40口不吸水及欠注井，共160個(gè)層 （見圖4），其中位于儲(chǔ)層物性差區(qū)域的層90個(gè)，位于物性發(fā)育好、連通狀況好區(qū)域的層56個(gè)，位于物性發(fā)育好、但周圍油井連通狀況變差的層14個(gè)，模糊綜合判斷因子均小于0.27。

圖3 次生孔隙發(fā)育區(qū)不吸水及欠注井分類圖

圖4 次生孔隙弱發(fā)育區(qū)不吸水及欠注井分類圖

2.3 吸水及欠注井原因分類

在各單層物性分類的基礎(chǔ)上，考慮砂體連通狀況，全井各層縱向疊合，對比正常注水井物性差層模糊綜合判斷因子所占比重，將物性最差井的差層模糊綜合判斷因子比重作為不吸水及欠注井分類依據(jù)，分為以下3類：①注水井物性差層 （包括連通周圍油井物性變差）比重達(dá)到75%以上、且動(dòng)靜不符層砂巖厚度小于1m，確定為物性差井；②注水井物性好層比重達(dá)到75%以上，確定為動(dòng)靜不符井；③注水井物性差層和物性好層比重均未達(dá)到75%的井，確定為物性差和動(dòng)靜不符兼顧井。

3 不吸水井層治理對策及應(yīng)用效果

3.1 治理對策

針對動(dòng)靜不符的不吸水及欠注井，在次生孔隙發(fā)育區(qū)以酸化解堵為主，在次生孔隙弱發(fā)育區(qū)進(jìn)行高壓水力酸化和深度酸化試驗(yàn)，優(yōu)選相應(yīng)措施以解除儲(chǔ)層污染；針對儲(chǔ)層物性差的不吸水及欠注井，通過開展水力深穿透＋常規(guī)壓裂和大規(guī)模壓裂試驗(yàn)，縮短有效驅(qū)替距離；開展提壓注水試驗(yàn)，增大驅(qū)替壓差，探索建立驅(qū)替系統(tǒng)的有效方式；針對物性差層和動(dòng)靜不符層兼顧井，優(yōu)先治理污染層，在保證注水井恢復(fù)注水的同時(shí)，對物性差層進(jìn)行有效驅(qū)替系統(tǒng)試驗(yàn)，然后進(jìn)行細(xì)分治理。

3.2 應(yīng)用效果

通過統(tǒng)計(jì)該油田48口井的相關(guān)資料，其中調(diào)試后或試井測試后出現(xiàn)注水壓力突升的油井有12口，屬動(dòng)靜不符井；由于注水井附近憋壓導(dǎo)致注水壓力緩慢上升的油井有36口，屬儲(chǔ)層物性差井。

將不吸水井和欠注井分類后，針對動(dòng)靜不符井實(shí)施高壓水力酸化措施，平均注水壓力由21.7MPa下降到16.5MPa，平均注水量由0m3增加到12m3，平均單井累積增注4375m3；針對儲(chǔ)層物性差井實(shí)施提壓注水措施，平均注水壓力由21.7MPa上升到22.0MPa，日注水量由0m3增加到30m3，累積增注4758m3。采取上述措施取得了較好效果。