分層指示曲線在薩中油田優化注水中的應用

楊 磊

(中國石油大慶油田有限責任公司第一采油廠，黑龍江大慶 163000)

1 注水井調整過程中存在的問題

目前，大慶油田薩中開發區共有注水井2 667口，其中分層井2 362口，分注率88.6%。分層井平均段數3.4段，每段平均小層數7.2層，砂巖厚度9.1 m。統計近兩年可對比的337口吸水剖面發現，吸水層數僅占總射開層數的41.2%，吸水砂巖厚度占總射開厚度的48%。注水井調整過程中主要存在以下問題：

(1)隨著細分層段數的增加，特別是達到六段或七段注水時，實現段段注水質量合格的難度很大。

(2)一些射開了薩、葡、高三套油層組的合采區塊，由于射孔井段長，各小層對啟動壓力的需求存在較大的差異性，造成下部發育較差的油層受上覆巖壓的限制不能通過常規提壓注水得到動用[1]。

(3)以往對于主要吸水層段的判斷主要依據靜態數據以及同位素吸水剖面，當多個層段反應的吸水信息類似時，較難選取“實際”的高滲透層。

因此需要借助一種準確的分析資料，不但可以明確各注水層段啟動壓力，還可以反映不同層段在相同壓力條件下以及相同層段在不同注水壓力下的吸水能力變化規律，以此來指導注水井調整方案的制定。

2 分層指示曲線介紹

分層指示曲線的測試是在每個層段下入相同孔徑的水嘴(或網)，測得分層注水指示曲線，通過曲線特征可以掌握各層段啟動壓力，判別各段吸水能力差異，找出“實際”高滲透層，確定層段性質(加強層、限制層)。通過圖1可以發現，在相同注水壓力下，小層Ⅲ和小層Ⅴ吸水能力最強，在方案調整中應加以限制；而小層Ⅶ吸水能力最差，需要的注水啟動壓力也最高，在上覆巖壓的限制下很難完成配注。

3 分層指示曲線應用分析

3.1 判斷各層吸水能力，指導配水方案優化

通過對指示曲線的分析，在上覆巖壓允許的壓力條件下，如果各層段都能啟動注水，說明壓力有可上調空間，可以上調注水壓力，調配水嘴，進行注水方案的優化。要根據現場實測指示曲線，按最大動用程度，重新定壓、調整分層水嘴，使之完成原配注方案[2]。分層水嘴的調整要應用指示曲線和嘴損曲線資料，加大高吸水層節流壓差，在不超上覆巖壓的條件下，提高全井注水壓力，放大差油層水嘴，最大限度滿足差油層配注需求。

3.2 判斷各層啟動壓力，指導投堵提壓注水

通過對指示曲線分析，對于頂上覆巖壓注水仍不能啟動或是動用很差的層段，說明壓力沒有可上調空間。這就需要采取提壓注水方式，即對高滲透層進行投堵，僅針對低滲透層加強注水，特別是“最底部的低滲透層段”，這樣可形成新的射孔頂界，放開了上覆巖壓，放大注水壓力注水，憋開并啟動低滲透層[3]。

例如圖2所示注水井高113-26，通過指示曲線可知偏Ⅶ吸水層段在14.1 MPa注水壓力下基本不動用，而該壓力已接近上覆巖壓14.3 MPa，所以無法通過提高注水壓力來啟動小層Ⅶ。而小層Ⅱ吸水能力很強，為主要吸水層段，應加以限制，于是對小層Ⅱ以及配注僅為10 m3的小層Ⅰ停注，這樣全井的上覆巖壓由14.3 MPa上提到14.7 MPa。在實施方案調整后，全井以14.5 MPa注水，小層Ⅶ可以注入18 m3水，通過提壓前后同位素吸水剖面可見，強吸水層得到有效抑制，同時新增加了多個吸水層段，全井吸水層數動用比例由37.9%提高到58.6%，砂巖吸水厚度比例由41.5%提高到61.4%，極大改善了吸水狀況，提高油層動用程度。

圖1 分層指示曲線示意圖(高117-側斜46井)

圖2 提壓注水示意圖(高113-26井)

3.3 判斷“實際”強吸水層，指導調剖層段選擇

針對層間差異較大高吸水層段，僅依靠控制注水量無法緩解層間矛盾，因此應用淺調剖技術控制高滲透層。以往選擇調剖井段主要參考吸水剖面數據，沒有現場實測分層指示曲線資料，以經驗分析為主。通過分層指示曲線，對各注水層段的吸水能力能更全面、更真實的了解，可判定出高吸水層段[4,5]。因此淺調剖的選井選層原則增加重要一項，即分層指示曲線定調剖段，吸水剖面定調剖層。此項選井選層原則更具有科學依據。

例如圖3所示注水井高121-26，分層指示曲線顯示GI1-3-GI9、GI10-I12兩段吸水能力強，吸水量占全井的56.4%，初步確定此兩段可做為調剖層段，從同位素資料判斷GI10-I12段層間差異較大，GI12為突進層，相對吸水量高達22%，因此根據分層指示曲線與同位素剖面兩項資料判定GI10-I12為調剖目的段，GI12為調剖目的層。如果按原判斷方法，僅根據吸水剖面資料判別，調剖目的段應定為GII1-II12，G II12為調剖目的層。可見分層指示曲線能對高吸水層段的判定更準確，再結合同位素資料選層調剖更科學。

圖3 分層指示曲線指導調剖層段選擇示意圖(高121-26井)

4 現場應用效果

薩中開發區高臺子區塊構造復雜，多套井網并存，油層發育不均衡，薄差油層長期不動用，區塊層間矛盾十分突出，年含水上升值達到1.42% ，自然遞減高達9.84%。為改善此區的注水狀況，提高開采效果，在該區進行試驗，選取22口注水井測試分層指示曲線，根據曲線反映的注水矛盾，開展相應注水方案調整，取得了顯著效果。

(1)進一步優化了注水方案。通過采取實測指示曲線，定性、按啟動壓力定壓分層注水，通過提壓方式，吸水量大幅度上升，36個低吸水層段日注水量由620 m3提高到1 845 m3；通過方案重組，嚴格限制高吸水層，41個高吸水層段日注水量由3 024 m3降低到360 m3。

(2)吸水剖面得到明顯改善。通過指示曲線反映的各層段吸水能力，實施有效投堵后，剖面動用明顯改善，油層三次砂巖吸水比例達到75.5%，砂巖吸水厚度比例提高了8.6%。注水井剖面結構得到改善，薄差層(≤1 m)吸水比例增加，砂巖吸水厚度比例由34.9%提高到51.9%；厚油層(≥2.5m)吸水比例得到控制，砂巖吸水厚度比例由100%控制到58%。

(3)區塊開發效果得到明顯改善。注水井連通的45口措施采油井日產油由157.2 t上升到201.7 t，日增油44.5 t，含水由86.5%下降到85.2%，下降了1.3個百分點，區塊開發效果得到明顯改善。

5 結論

(1)通過分層注水指示曲線，可以掌握各層段啟動壓力，判別各段吸水能力差異，找出“實際”的高滲透層。

(2)依據指示曲線反映的信息可以優化注水井調整方案，指導投堵層和調剖層段的選擇。該方法現場應用效果良好，對提高注水質量、提高油層動用程度具有重要的指導意義。

[1] 王家宏.多油層油藏分層注水穩產條件與井網加密調整[J].石油學報,2009,30(1):80-83.

[2] 謝華,王鳳.細分注水方法的研究[J].油氣田地面工程,2007,26(2):8-9.

[3] 金麗瓊,袁里,陳祖華,等.周期注水提高采收率研究及礦場應用[J].小型油氣藏,2003,8(3):28-30.

[4] 隋立萍.北一區斷西高臺子精細注水方法研究與認識[J].內蒙古石油化工,2013,(6):125-127.

[5] 周琦,姜漢橋,李志剛,等.利用吸水剖面測試資料優化分層注水措施[J].油氣井測試, 2009,18(3):11-14.