控量控壓注水開發(fā)的再認(rèn)識(shí)

摘要：針對(duì)沈陽油田低滲透油藏注水困難的難題，結(jié)合近年研究的積累，提出了控量注水概念，開展應(yīng)用了適應(yīng)低滲地層特點(diǎn)的油藏處理、控量增注配套工藝技術(shù)，應(yīng)用后見到了比較好的效果。控量增注配套技術(shù)主要依據(jù)對(duì)油藏特點(diǎn)的分析，通過地面控量注水，地下油藏解堵處理來使低滲透油藏難注井恢復(fù)注水。其油藏處理措施對(duì)充分發(fā)掘非均質(zhì)高滲透油藏的低滲透層潛力具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：低滲透油藏；控量增注；油藏解堵

近年針對(duì)沈611塊因地層低滲，配套注水泵排量過大和水質(zhì)因素導(dǎo)致注水壓力高而長期停注的水井，分別采取了多脈沖加載壓裂和自生氣復(fù)合解堵措施進(jìn)行了有效處理，降壓效果明顯，單井降壓5-8MPa，措施后比措施前區(qū)塊平均每天增加注水量130m3/d，至目前區(qū)塊累積注水11775m3，改善了地層供液條件，穩(wěn)定地層壓力，降低自然遞減率，對(duì)穩(wěn)定對(duì)應(yīng)油井產(chǎn)量起到很大作用。針對(duì)邊臺(tái)區(qū)塊3口水井因低滲、地面泵排量與地層吸水能力不匹配和水質(zhì)因素而停注的水井，主要采取了改換小型單體泵，井口加裝精細(xì)過濾裝置的辦法實(shí)現(xiàn)注水，措施后該區(qū)塊平均每天增加注水量132m3/d，至目前區(qū)塊累積增加注水25408m3。

一、技術(shù)組成及原理

（一）控量概念：主要是根據(jù)各低滲區(qū)塊的實(shí)際，調(diào)控注水量，使日注量與地層滲流能力相適應(yīng)，平衡注水，以最大程度地減少原油被圈閉于水前緣之后。如果注水速度比較慢，在注水前沿的后方就有更充分的時(shí)間發(fā)揮吸吮作用。當(dāng)大流量造成細(xì)粒運(yùn)移導(dǎo)致傷害時(shí)，改進(jìn)注水方法用小注入量配合完井技術(shù)（如高射孔密度、裸眼完井等）增加流動(dòng)橫截面積可使速度降到臨界值以下，特別是降低注水井周圍速度，目的在于延緩含水飽和度增加的速率，提高采油指數(shù)。

1、控量原因之一：原油的流度隨著含水飽和度增大而逐步縮小，采油指數(shù)也隨之下降。采油指數(shù)與生產(chǎn)壓差無關(guān)，而主要取決于流體的流動(dòng)度，即油相滲透率與原油粘度的比值。

2、控量原因之二：多層注水時(shí)的大流量控制面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但是在低速情況下，在美國已成功實(shí)施。在多層注水過程中，控制全井和單層的預(yù)定注人量同樣重要，否則導(dǎo)致分層注水后壓力超高和注不進(jìn)。分注無法實(shí)施而進(jìn)行全井段籠統(tǒng)注水時(shí)，如果不控量那么不受控制的注入水，最大程度地優(yōu)先進(jìn)入地層中的主要吸水層段.在這些層段形成水道或是把某些有著現(xiàn)成通道的系統(tǒng)串通起來，使注入水能夠繞流和穿流，結(jié)果導(dǎo)致對(duì)應(yīng)油井過早見水，使這些層的波及系數(shù)下降。“漏失層”重復(fù)循環(huán)注水，將導(dǎo)致對(duì)應(yīng)油井生產(chǎn)效益差，因?yàn)闆]有驅(qū)替到井網(wǎng)中的其他產(chǎn)層。另外，—旦層中形成水道，將很難修復(fù)造成的地層傷害。

圖1為注水井與油井之間由于末控制注水而形成的水道、注意.A層滲透率（K）1000mD，最高；井底壓力（BHP）300psi，最低。該層為注入水的主要吸水層.完全水淹，并且注入水已循環(huán)至對(duì)應(yīng)油井。B層具有中等滲透率200mD和較高的井底壓力500psi，其注入水吸收量較少，鄰井產(chǎn)液量也少。C層滲透率最低50mD.井底壓力最高，700 psi，未吸水，其對(duì)應(yīng)油井也未產(chǎn)油。

3、控量原因之三：低滲透區(qū)塊的特點(diǎn)決定了只能控量注水。以沈95塊為例說明周期注水不再可行的原因：

⑴各小層的水動(dòng)力連通程度低。

⑵注水量變化幅度沒有按周期注水的要求進(jìn)行。

⑶水的滯留系數(shù)β（或水的利用系數(shù)）低。

⑷高含水期不適合周期注水。

⑸沈95塊過去注水的生產(chǎn)數(shù)據(jù)說明間歇注水的注水時(shí)間和關(guān)井時(shí)間沒按照周期注水的頻率和時(shí)間要求去做。

⑹周期注水的時(shí)機(jī)。

（二）控量注水方法

1、地下流體控制（普通方法）；

2、由機(jī)械裝置進(jìn)行地下注水控制；

3、地面注水控制。

從我們低滲區(qū)塊的地面設(shè)備來說，主要是“大改小”以與地層滲流通道的吸水能力相匹配，同時(shí)加裝精細(xì)過濾裝置對(duì)注入水再過濾。

（三）控壓概念與技術(shù)：主要是通過井下工藝措施解除堵塞，降低注入壓力。確定所需要的注入速度很重要，因?yàn)樗P(guān)系到注水方案的成敗。

1、注水井自生氣復(fù)合解堵降壓增注技術(shù)是一項(xiàng)深部解堵與驅(qū)油相結(jié)合的技術(shù)，主要應(yīng)用于注水井的降壓增注施工。

2、多脈沖加載壓裂技術(shù)。耐高溫多脈沖加載壓裂技術(shù)其基本原理是通過特種控制技術(shù)合理控制壓裂用復(fù)合藥的燃燒速度，在地層中產(chǎn)生多個(gè)連續(xù)加載脈沖壓力，形成一定的不受地層主應(yīng)力約束的徑向多裂縫體系，并選擇能產(chǎn)生較高熱量的多種復(fù)合藥劑，對(duì)地層產(chǎn)生較強(qiáng)的熱化學(xué)作用，以達(dá)到進(jìn)一步提高和改善地層滲透性的目的，從而有效降低地層破裂壓力，誘導(dǎo)裂縫走向，為水力壓裂和酸化壓裂提供更為有利的地層環(huán)境。

耐高溫多脈沖技術(shù)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

I裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該技術(shù)裝置主要由1、引爆裝置；2、控制點(diǎn)火系統(tǒng)；3、多種復(fù)合藥型（或有殼氣體發(fā)生器）等組成如圖2。

圖2 裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

引爆裝置一般采用專用安全底火，以保證點(diǎn)火的可靠性；控制點(diǎn)火系統(tǒng)通過特殊設(shè)計(jì)的延時(shí)裝置，控制多級(jí)點(diǎn)火藥逐級(jí)點(diǎn)燃，進(jìn)而控制多級(jí)復(fù)合藥型的逐級(jí)燃燒，并保證多級(jí)復(fù)合藥型連續(xù)燃燒，能量有序釋放，滿足形成多脈沖壓力的要求；多種復(fù)合藥型的組配要根據(jù)地層條件及用藥設(shè)計(jì)原則，優(yōu)化組配，保證滿足技術(shù)功能及工藝要求。

II 延時(shí)點(diǎn)火器

高能氣體壓裂技術(shù)由于能量集中，釋放速度快，總體能量有限，作用短，長期以來，研究人員一直探索在滿足使用的條件下，盡快發(fā)揮其能量利用率，有效控制和延長壓力作用時(shí)間，進(jìn)一步提高壓裂地層效果等問題，最后研制成全隔斷式延時(shí)控制點(diǎn)火裝置，其目的是解決多脈沖高能氣體壓裂技術(shù)能量控制問題，延長對(duì)地層脈沖加載壓裂的作用時(shí)間。

（四）部分難注井增壓注水的原因：

1、潛山區(qū)塊部分地層特低滲而目前沒有特別經(jīng)濟(jì)有效的井下處理措施；2、由于區(qū)塊油藏埋深及水質(zhì)因素的影響不得不考慮提壓注水。3、由于井距因素。如611塊井距350m。近年來，在礦場(chǎng)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，隨著油田進(jìn)入高含水期，層系調(diào)整和井網(wǎng)加密調(diào)整成為開發(fā)調(diào)整的重要措施。如果611塊繼續(xù)生產(chǎn)下去可能會(huì)出現(xiàn)累積注采比大于1，地層壓力仍低于原始?jí)毫Γ曜⒉杀却笥?，地層壓力僅保持穩(wěn)定或仍呈下降趨勢(shì)的反常現(xiàn)象。合理的解釋：這里需要引入一個(gè)壓力差別準(zhǔn)數(shù)的概念。目前我們所說的地層壓力，實(shí)際上指的是礦場(chǎng)上對(duì)油井測(cè)試，以井距之半為供油半徑，采用以松I法為基礎(chǔ)的計(jì)算方法得出的平均壓力.應(yīng)稱為油井平均地層壓力，確切地描述油層壓力狀態(tài)應(yīng)采用壓力場(chǎng)或壓力分布的概念。既要考慮油井的地層壓力，也要考慮注水井的地層壓力。應(yīng)用油水井間大壓差的概念，某一油層的平均地層力應(yīng)該介干注水井地層壓力和油井地層壓力之間〔但也并不是簡(jiǎn)單的折半關(guān)系〕：由等產(chǎn)量一源一匯徑向流迭加原理，以油井為極標(biāo)原點(diǎn)，可推導(dǎo)得比油水井間的壓力分布關(guān)系式：

以井距之半內(nèi)的線積分平均代替面積積分平均，可分別得到油水井地層壓力表達(dá)式：

其壓力差為：

即為油水井地層壓力差別準(zhǔn)數(shù)，在一定井網(wǎng)條件下，它是決定油水井地層壓力差別的根本因素：這是因?yàn)椋?/p>

（1）r與產(chǎn)液量有關(guān)，產(chǎn)液量越高，壓力差別越大，油井壓力越低。

（2）r與油層條件有關(guān).產(chǎn)能系數(shù)Kh越低，壓力差別越大，油井壓力也相對(duì)較低。

（3）r與原油物性有關(guān)，原油粘度越高，壓力差別越大，也會(huì)導(dǎo)致油井壓力相對(duì)對(duì)較低。

（4）r還與油層中流體流動(dòng)狀況有關(guān)，當(dāng)油層見水，油層中油水兩相流動(dòng)或油層脫氣產(chǎn)生油、氣、水三相流動(dòng)時(shí)，表達(dá)式中的流度

應(yīng)為液相總流度 即含水越高，r越小，壓力差別越小：含氣飽和度越高，準(zhǔn)數(shù)越大，壓力差別越大，一定產(chǎn)液量下，油井地層壓力越低。

二、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用情況（見表）

分別對(duì)沈611塊3口水井進(jìn)行井下措施處理，至目前累注11775m3。

611塊注水情況統(tǒng)計(jì)表

井號(hào)措施前措施日期措施后目前措施后累注量（方）

注水情況 注水情況注水情況

壓力（Mpa）日注量（方） 壓力（Mpa）日注量（方）壓力（Mpa）日注量（方）

前18-5321.249沒處理22.55124.525

前18-57C2405.2816.54024424086

前22-5323.240沒處理23.54824.545

前22-5722.560沒處理21.5592258

前22-612465.20/6.30104516412411

前26-552006.11104018.5402884

小計(jì)6口 155 278 2519381

說明：共對(duì)3口井前18-57C、前22-61、前26-55進(jìn)行處理，前22-61多脈沖加載壓裂因下藥量不合適導(dǎo)致無效后用自生氣復(fù)合解堵處理后能正常注水。

邊臺(tái)潛山通過地面設(shè)備及流程改造后，注水情況如下表

邊臺(tái)潛山控量注水情況統(tǒng)計(jì)表

分類序號(hào)井號(hào)注水方式配注（方）注水情況累注（方）

泵壓（Mpa）油壓（Mpa）日注量（方）

開井1邊32-23直注402522.54011571

2邊33-26直注402521.5585039

3邊34-24直注402521427202

小計(jì) 23812

注不進(jìn)關(guān)井1邊40-26直注 1596

合計(jì)4口25408

三、結(jié)論及認(rèn)識(shí)

地面控量地下控壓精細(xì)注水是目前恢復(fù)低滲區(qū)塊注水的比較有效的手段；

自生氣復(fù)合解堵降壓增注技術(shù)對(duì)低滲砂巖區(qū)塊比較有效；多脈沖加載壓裂技術(shù)可作為自生氣復(fù)合解堵降壓增注的前期措施，二者結(jié)合可解決難度較大的注水井的處理問題；

潛山區(qū)塊水井處理目前還沒有更好的措施。

地面注水控制措施不適用于多層水驅(qū)控制。

低滲區(qū)塊注水是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要多學(xué)科多層次多方位的認(rèn)識(shí)以及相關(guān)的各個(gè)子系統(tǒng)的完善和技術(shù)進(jìn)步的支持。

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