低效無效水循環的識別方法研究

【摘 要】在對低效無效水循環成因和概念分析的基礎上，從儲層靜態參數研究出發，綜合應用各種監測和測試技術，闡述了各種用于識別的低效無效水循環的技術方法，給出了其分類和分布特征和描述特征參數的求取方法，并結合油田實際，提出了具體的控制和治理對策，對指導中高含水開發期油田改善開發效果，加強低效無效水循環的治理有重要的參考價值。

【關鍵詞】低效；無效水循環；概念；識別方法；分類；治理對策

注水開發油田在進入中高含水期后，一方面受儲層天然的“三大矛盾”影響，另一方面受注入水的長期沖刷影響，儲層的滲透性、潤濕性等參數發生改變，導致注入水沿高滲流層位、層段、方向等優勢滲流通道，即大孔道、裂縫部位突進，從而造成注入水的低效或無效循環，最終導致注水波及體積下降，影響水驅開發效果。為此，研究一套低效、無效循環水識別方法，制定針對性的治理對策，提高油田最終采收率的工作尤顯重要[1]。

一、低效、無效水循環概念

由于油層中存在高滲流條帶和裂縫存在，因此導致在注水開發的過程中注入水的波及體積減小的現象。

二、低效、無效水循環識別方法

低效無效水循環的形成有兩個方面的原因：一是內因即如高滲透層、裂縫等；二是油田的人工開發，也就是說優勢滲流通道的形成是一個動態過程。

（一）應用儲層靜態參數的研究方法：應用儲層靜態參數研究儲層的非均質性，可以把儲層先天的差異性確定下來，圈定形成低效無效循環的范圍。

1、沉積微相、砂體形態和展布特征：采油井來水方向主要受儲層的滲透率大小及分布的方向性影響。例如順主河道沉積方向，容易產生低效無效水循環層。依據測井曲線的相應特征可以綜合判斷低效、無效水循環層位。2、單一河道砂體識別：應用取芯井資料和其他井應用測井曲線形態相應特征，平面上可以識別劃分單一河道砂體；根據同一個單一河道沉積的深切主流線部位砂體厚度相近的特點，動靜結合完善單一河道砂體平面分布。3、裂縫識別研究：對于低滲透儲層的裂縫識別，也是建立在巖芯、露頭、測井相應特征等地球物理方法研究基礎上，研究裂縫分布規律〔3〕。4、流動單元劃分：把能夠反映儲層滲流特性的參數：滲透率、孔隙度、有效厚度作為參數，采用流動單元的分類，根據流動單元劃分結果，進一步揭示單一河道內部、裂縫的非均質差異，確定了優勢滲流研究區域。5、隔層、夾層研究：隔層研究主要目的是確定層間是否可能存在竄通現象，只有排除縱向上不同沉積單元之間不存在竄通、層間短路循環的可能性時，才能把低效無效水循環的研究重點放在各沉積單元內部。

（二）動態識別方法研究：1、利用油水井動態資料判斷低效無效注水循環：一般而言，對低效、無效水循環反應最敏感的開發參數就是壓力、產量、含水及注水量。在低效無效水循環形成后，油井在工作制度不變情況下表現為流動壓力上升、單位壓差下采液指數、采油指數、含水上升；注水井注入壓力和啟動壓力下降，吸水指數大幅度增大。因此某一時間段動態上反映平面矛盾加劇，注入和產出剖面反映層間或層內矛盾加劇，井組存水率降低，水驅效果變差，表明低效無效水循環產生。另外，可以根據單井或井組水驅規律曲線進一步確定無效水循環類型，如孔道型竄流通道的含水指數特征曲線為典型凸形特征，而裂縫型竄流通道的含水指數特征曲線為典型凹形特征；可以建立起動態特征識別方法。2、根據測試資料確定低效、無效水循環層位：應用靜態資料圈定無效水循環重點井區后，可以結合吸水剖面、產液剖面測試資料進行具體層位的確定，如果某層產出和注入比例大，并且相互匹配，則該層即為低效無效水循環層位。3、依據注水井分層壓力降落速度曲線確定低效無效循環層：根據注水井的分層測壓資料，根據分層流壓降落值和分層壓力的散點圖分析，如果某層地層壓力低于各層的平均壓力，并且流壓降落值高于各層降落的平均值，說明該層段內存在低效無效水循環。4、采用不同粒徑的同位素測試對比可識別大孔道層：由于油層存在大孔道，在使用普通同位素（300-600μm）測試時，在高滲段常常無吸水顯示，而采用大顆粒同位素（600-900μm）測試可以避免這一點，分析原因：普通同位素測試時，示蹤劑載體不能穩定地濾積在射孔層面，同位素短時間內消失，造成解釋結果呈現吸水量少的假象。5、利用新鉆井與老井測井曲線形態變化特點及水淹特征判斷孔道層：利用更新井或加密井測井曲線對比分析，低效無效層受注水長期沖刷影響，呈現明顯的高水淹特征，其微電極電阻率值明顯低于老井。再經動靜結合綜合分析后，證明孔道確實存在。6、應用井間示蹤劑測試技術結合數值模擬實現低效無效循環體的描述：應用井間示蹤劑測試技術。根據示蹤劑產出的情況可得到井組中各井的水驅速度圖，從而確定高滲透方向；給出示蹤劑產出井各個產出層的高滲透參數，確定水驅方向、水淹的程度。

三、低效、無效水循環的分類和分布特征

（一）低效無效水循環的分類：按照內在成因可分為兩類，即低滲透油藏中由于儲層存在天然裂縫或人工改造形成的后成裂縫原因的裂縫型竄流通道；中高滲透油藏中由于注入水長期沖刷，造成構成儲層的微粒發生運移，形成孔道型竄流通道。

（二）低效無效水循環的分布特征：低效、無效水循環主要有以下分布特征：一是縱向上低效無效水循環層主要分布在厚油層，特別是注采完善的厚油層；二是平面上低效無效水循環體主要位于長期高強度注采的區域中，重點是主體河道內部和注采完善的高滲透條帶狀砂體上；三是從層內分布看，低效無效水循環主要位于正韻律河道沉積的厚油層底部和反韻律的河口壩沉積砂巖層頂部。

（三）低效無效水循環特征描述

1、平面分布特征：從低效無效水循環平面分布形態看，孔道型低效無效循環體多數沿河道深切帶分布，呈窄小條帶狀。而裂縫型低效無效水循環則整體與油藏裂縫發育方向一致，多呈條帶狀分布。另外從低效無效水循環平面分布形態看，與儲層有效厚度和有效滲透率分布圖分布趨勢一致，即低效、無效水循環分布方向與儲層發育優勢方向吻合。2、縱向上低效無效水循環體厚度判斷

（1）根據同位素吸水剖面吸水特點確定厚度：同一沉積單元不同部位吸水面積是不一樣的，依據對應吸水面積較大的位置就能夠大致確定出孔道的厚度。（2）根據油層水淹后對自然電位、微電極曲線的影響程度確定孔道層厚度：油層水淹后，在自然電位、微電極曲線幅度值降低甚至在正韻律油層底部電阻率值降到最低。根據曲線半幅點所在的位置來確定孔道層厚度。

四、低效無效水循環的控制和治理對策

低效無效水循環識別出來以后，要根據其成因和特點制定不同的治理對策：（一）針對厚油層底部高水淹的孔道型無效低效水循環和平面矛盾特別突出的井區，應采取注水井調剖技術；而對于裂縫型的無效低效水循環目前采取油井反向調剖技術。（二）針對注入水單方向突進、平面矛盾大的情況，采取對應油井堵水。（三）對于多油層開發的油田，在井況、隔層、厚度都能滿足的情況下，根據層段內油層性質、注采完善程度和連通狀況、吸水差異不同的情況下，采取細分層注水技術，（四）采取注水層段重組的辦法，適當調整長期加強或限制層段的注水，起到建立新的水驅動態注采對應關系，改善水驅開發效果。

五、結論及認識

低效無效水循環作為陸相沉積油田進入中高含水開發期一種普遍的開發現象，必須加強機理研究，便于制定針對性的治理對策，提高水驅開發效果。

作者簡介：姓名：肖明芳，于1962年5月24日出生，現在吉林油田分公司新立采油廠工藝所工作。副所長，工程師