砂巖油藏油井間歇性出水機理探討

鐘 偉,于騰飛,鄭小杰

(中國石化西北油田分公司勘探開發研究院，新疆烏魯木齊 830011)

通常情況下，在砂巖油藏的開發過程中，油井的生產一般要經歷無水期、低含水期、中高含水期并最終由于水淹造成油井停產。當然，由于構造位置的高低差異、儲層非均質性的強弱不同以及油水分布的不確定性，處于含油構造不同部位的油井經歷這幾個過程的時間長短各異，有的井投產若干年仍以較高的產能處于無水采油期，有的井則投產就油水同產并且高含水，甚至有的井出現投產就水淹的情況。但筆者在對大慶某油田砂巖油藏油井開發動態的研究中發現：一些生產井在投產初期以產純油為主，基本不產水或微量產水,一段時間后日產水顯著上升，與此同時日產油量迅速下降到接近0，含水率接近100%，繼續排水生產約20～60天后，產水量又迅速回落到接近0，產油量則顯著上升甚至超過此前的水平。這種在生產過程中因短時間高含水造成油井假水淹的現象，筆者稱之為“間歇性出水”現象。本文借鑒四川隔氣式碳酸鹽巖氣藏的研究思路[1-2]，結合研究區實際的地質背景，通過探討砂巖油藏中這種不同于常規油井生產過程的特殊現象的產生機理，以期為同類砂巖油藏的開發起到一定的借鑒作用。

1 地質概況

研究區位于黑龍江境內，屬中孔、低滲、特低豐度的構造-斷層-巖性油藏，主要產層為下白堊統姚家組一段葡萄花油層，油層頂面埋深大于1 440 m,為一向東北傾伏的斜坡，西南至東北最大高差達100 m左右。油層厚度由北部18 m向南部減薄至12 m。葡萄花油層頂界以薩葡夾層為界線；底界以翠綠色塊狀泥巖與青山口組頂含介形蟲化石、具頁片狀水平層理的深灰色、紫灰色泥巖為界線，整個目的層可細分為4個小層，即上砂巖組的PI2、PI3、PI4號小層和下砂巖組的PI5號小層。區內斷層十分發育，將油層切割成許多獨立的斷塊，同時，也形成了許多與斷層活動有關的微幅小構造，主要大斷層均南北向延伸，斷距一般為30 m左右，斷層傾角40～50°。區域的油水分布比較復雜。連片含油的區域面積通常較小，全油田沒有統一的油水界面和統一的壓力系統。

2 典型井生產特征

研究區共有130多口開發井，其中有近20口油井不同程度的出現了間歇性出水的現象，頗具代表性的井是DQ31井,該井的生產過程可分為三個明顯的階段(圖1)，具體生產特征如下：

圖1 DQ31井生產曲線

2.1 間歇產水期前

該階段時限為2013年12月17日-2014年1月24日，初期采取撈油方式生產，日撈1-2次，提撈泵下深1 380～1 400 m,日產油量在2～4 t之間上下波動,不產水，含水率為0，2014年1月19日轉機抽生產，但產液量很低，日產油量0.3～1.9 t,微量產水(0.02～0.13 m3/d)，含水率6%左右。

2.2 間歇產水期

2014年1月25日,即轉抽后第8天，日產油量變為0.1～0.2 t,產水量顯著上升，由2 m3/d迅速上升并維持在7 m3/d左右,含水率超過95%，出現油井水淹的現象，這種高水微油的生產狀態一直持續到2014年3月27日，即歷時近2個月后，生產情況發生逆轉，日產油量開始顯著上升，短時間內由0.3 t/d上升到7 t/d,日產水量則顯著下降，迅速由7 m3/d下降到0.3 m3/d,含水率又降至6%左右，表明間歇產水期結束。

2.3 間歇產水期后

2014年3月28日以后，該井重新恢復高油微水的生產狀態，產油量由該階段初期7 t/d呈階梯狀下降后并維持在4 t/d左右，產水量則維持在0.1～0.3 m3/d之間。

3 機理分析

該井未采取壓裂措施，投產前后其鄰近的其它三口井均未通過任何直接或間接的方式進行注水。顯然如此持續穩定長時間的相對高產水低含油的生產狀態，也不會是鄰井調整工作制度造成。相對于該區塊油井整體的產油情況(平均單井累產油量300 t)來講，間歇產水期近150 m3的累產水量,揭示了該井產層段附近地層中存在一個具有一定體積規模的小水體。該小水體的形成具有其特殊的地質背景，而水體的產出也有其特殊的機理。

3.1 地質成因

研究區葡萄花油層屬早白堊世中期松遼大型淺水湖盆北部一套大型河流-三角洲沉積的一部分，屬典型陸相非均質薄互層型砂巖油藏。儲層形成于松遼盆地整體拗陷過程中的一個顯著回返和充填時期(即青山口組水退旋回晚期至姚家-嫩江組水進旋回早期)。該階段盆地沉降速度明顯減慢，氣候變得相對干燥，周邊碎屑物質供給豐富，河流-三角洲沉積十分發育，湖盆被抬升和淤塞變淺。沿盆地長軸緩坡方向自北而南注入湖盆的北部大型河流-三角洲體系具有獨特的大型淺水湖盆的沉積特點：沉積區坡降平緩，地形平坦，湖水很淺，在水退高峰期可出現周期性干涸，湖面波動頻繁，湖岸線擺動大而迅速，波浪能量弱而波及范圍廣闊，河流源遠流長，能量始終較強，對三角洲的建設起著控制作用。

研究區儲層屬三角洲外前緣沉積，主要發育遠砂壩和前緣席狀砂微相，另外還有水下分流河道、淺湖泥。該區域地層以反旋回沉積為主，砂粒較細，泥質含量也較高。在河流長距離搬運和波浪高能量改造的雙重作用下，盡管砂體分布范圍廣，但厚薄不均，尤其是較厚的主體部分分布形式比較復雜，有的為大面積穩定分布，有的則為破席狀、網格狀、小片狀和條帶狀分布，其余的非主體部分為極薄的粉砂和泥質粉砂層，其滲透性很差。砂體橫向上分布的非均質性，必然造成縱向上砂體疊置的多變性，這種多變性加上后期構造運動的改造作用直接導致后期油氣聚集成藏過程中油水縱橫配置關系的復雜性。

3.2 油水關系模型

根據DQ31井的生產動態特征，結合該區具體的地質背景及該井實鉆資料，分析認為造成油井間歇出水的主要原因是由于三角洲沉積環境下，多期水道疊加形成的“疊瓦狀”砂體配置的特殊形態，加之構造運動形成的錯綜復雜的斷層切割砂體形成許多規模較小的斷塊，使得后期成藏過程中形成一小段水體分割兩小段油體的特殊油水賦存形式，其具體的油水關系模型如圖2所示。

圖2 間歇性出水油水關系示意圖

3.3 產水機理分析

當油井鉆遇具有這種特殊的油水賦存關系的油藏中的含油儲集體A時，投產初期井孔附近含油飽和度較高，油水界面距離射孔位置相對較遠，因此初期一段時間油井產純油或者少量含水，形成間歇產水期前的無水或低含水采油階段；隨著儲集體A中地層原油源源不斷的采出，油層虧空量加大，能量下降，與A中底水連通的儲集體C中的局限封閉水體雖然自身能量有限，但在與之連通的相對高能量的含油儲集體B驅動下，C中的水體快速錐進至油井井底，導致油井短時間內出現暴性水淹的狀況，即進入了間歇產水期，該階段持續的時間長短視水體大小、采液速度不同而有所不同；當持續排液一段時間以后，油藏整體油水界面下降，B中油體開始進入到A中，B中油體的能量不再成為C中水體錐進的動力，相反變成了水體錐進的阻力，于是，油井含水又快速下降，產油量快速增加，即進入間歇產水期后的低含水采油階段，油井重新恢復產能。

4 結論及建議

對于受構造、斷層、巖性多重因素影響的砂巖油藏來說，儲集體規模影響油井生產狀況，如果水體規模相對較小，能量相對較弱，油井在投產一段時間后突然出現暴性水淹的狀況，并且可以排除鄰井注水或者工程因素的影響，那么很可能是油井“間歇性出水”，產水主要靠被水體分割的另外含油儲集體的驅動，此種情況下，由于水體規模小，能量有限，只需要繼續加強排液，等采出部分水體后，油井溝通被水體分割的另外儲集體中的油，含水就會快速下降，油井產能也將逐步恢復。由于地層條件的復雜多變，有時也可能對于水體的規模認識不清，同樣可以先排水觀察1～2個月，如仍未見含水下降的跡象，則需要考慮采取其他措施，如對水層進行封堵，上提射孔井段等措施來達到降低油井含水的目的。

[1] 陸正元,李穎,彭軒，等.四川盆地上三疊統隔氣式氣驅產水模式[J].成都理工大學學報,2010，37(2):113-118.

[2] 李建兵，陸正元，向傳剛.川中蓬萊鎮構造X1井自噴產大水機理研究[J].試采技術,2006，27(3):16-17.