姬塬油田黃57區(qū)塊精細(xì)分層注水技術(shù)研究與效果評(píng)價(jià)

張建魁，呂江海，馮杰瑞，石明星

（長(zhǎng)慶油田第五采油廠，陜西西安710200）

姬塬油田黃57區(qū)塊精細(xì)分層注水技術(shù)研究與效果評(píng)價(jià)

張建魁*，呂江海，馮杰瑞，石明星

（長(zhǎng)慶油田第五采油廠，陜西西安710200）

黃57區(qū)塊長(zhǎng)8油藏是姬塬油田近年來(lái)重點(diǎn)產(chǎn)建區(qū)塊,產(chǎn)量所占比例大。儲(chǔ)層物性整體較好，但砂體展布規(guī)律較難把握，儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)，局部微裂縫發(fā)育，開(kāi)發(fā)矛盾逐漸暴露，需要實(shí)時(shí)對(duì)油田開(kāi)發(fā)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，不斷調(diào)整工作部署，進(jìn)一步改善油田開(kāi)發(fā)效果。主要從開(kāi)發(fā)形勢(shì)，地層壓力保持水平和水驅(qū)程度等問(wèn)題進(jìn)行研究，得出目前整體注水開(kāi)發(fā)水平相對(duì)較低，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，需要進(jìn)一步研究分層注水技術(shù)政策，實(shí)現(xiàn)3層及以上分注，提升油藏開(kāi)發(fā)水平，為增儲(chǔ)上產(chǎn)提供有力支撐。

姬塬油田；分層注水；水驅(qū)程度

分層注水是長(zhǎng)慶油田實(shí)現(xiàn)5000×104t可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措，是提高低滲特低滲透油藏最終采收率的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)[1]。在注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中，存在油井過(guò)早水淹、注水不見(jiàn)效以及縱向上水驅(qū)不均勻等問(wèn)題，而油田開(kāi)發(fā)實(shí)踐證明，分層注水可以增大水驅(qū)動(dòng)用程度，穩(wěn)定并提高單井產(chǎn)量，提高階段采出程度和最終采收率。因此，對(duì)姬塬油田黃57區(qū)塊的分層注水技術(shù)研究以及效果評(píng)價(jià)具有重要意義。國(guó)內(nèi)油田注水由20世紀(jì)50年代的籠統(tǒng)注水逐步發(fā)展為分層注水、細(xì)分層系注水和精細(xì)注水，注水工藝經(jīng)歷了籠統(tǒng)注水、同心注水、偏心注水、集成式注水、智能注水5個(gè)主要發(fā)展階段[2-3]。目前分層注水取得了分層、測(cè)試、調(diào)配、洗井、作業(yè)等技術(shù)，為油田實(shí)現(xiàn)分層開(kāi)采奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

1 地質(zhì)概況

姬塬油田黃57區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地的西北部,橫跨天環(huán)坳陷和陜北斜坡，構(gòu)造平緩[1]，油藏類(lèi)型為巖性油藏。區(qū)內(nèi)地表屬典型的黃土塬地貌，地形起伏不平，屬內(nèi)陸干旱型氣候，年平均氣溫約10℃，年平均降水量570mm左右。其中長(zhǎng)8油層屬主力油層，油藏埋深2600m，厚度約15～20m，有效厚度9.2m，孔隙度8.68%，滲透率0.53mD，原始地層壓力20.34MPa，地層原油粘度1.19mPa·s，地層原油密度0.775g/cm3。地層水礦化度為29.0g/L，水型為CaCl2型。

2 分層注水技術(shù)研究

2.1 分注井生產(chǎn)情況

目前研究區(qū)水井開(kāi)井?dāng)?shù)110口，其中籠統(tǒng)注水77口、分層注水33口，分注率達(dá)到30%，單井日注21m3，月注采比3.25，累計(jì)注采比2.4，東部及中北部由于個(gè)別注水井剖面吸水不均及地層或系統(tǒng)原因注不夠等原因，地層能量未得到及時(shí)補(bǔ)充，目前，長(zhǎng)8油藏共有23口油井供液能力不足。2013年以來(lái)，共上調(diào)注水井配注4井次，恢復(fù)注水1井次，配注調(diào)整后局部油井逐漸見(jiàn)效，但仍然影響遞減。

2.2 分注必要性

分層注水即對(duì)不同性質(zhì)的油層區(qū)別對(duì)待，通過(guò)改變地下壓力場(chǎng)的分布，使注入水波及到高含油飽和度區(qū)域，從而將剩余油區(qū)中的原油驅(qū)出。通過(guò)分析研究區(qū)內(nèi)油層相對(duì)較厚，隔夾層發(fā)育，非均質(zhì)性強(qiáng)，必須采取精細(xì)分層注水，緩解層間、層內(nèi)矛盾，滿(mǎn)足分層注水條件。

2.3 分注工藝技術(shù)

結(jié)合精細(xì)小層劃分+生產(chǎn)動(dòng)態(tài)+儲(chǔ)層特征為一體的精細(xì)分層注水標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用沉積旋回+標(biāo)志層方法，在長(zhǎng)8進(jìn)一步細(xì)分為長(zhǎng)811、長(zhǎng)821、長(zhǎng)812、長(zhǎng)822等4個(gè)小層。根據(jù)開(kāi)發(fā)特征，將長(zhǎng)811層劃分為中部低壓區(qū)、南部塬96-35區(qū)、西北部水平井區(qū)、東部塬96-51區(qū)等4個(gè)流動(dòng)單元。通過(guò)對(duì)單層試油產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)分析，長(zhǎng)81油層厚度相對(duì)較大，分布穩(wěn)定，試油產(chǎn)量高。同時(shí)對(duì)儲(chǔ)層特征也進(jìn)行了分析，表明白該區(qū)內(nèi)長(zhǎng)81儲(chǔ)層物性以及吸水狀況也相對(duì)好于長(zhǎng)82。固長(zhǎng)81油層是此次分層注水效果評(píng)價(jià)主要目的層。

結(jié)合吸水剖面資料對(duì)隔層與水驅(qū)狀況的關(guān)系進(jìn)行分析：隔層與吸水狀況關(guān)系：隔層厚度大于2m，吸水不均比例相對(duì)較小。隔層與水驅(qū)動(dòng)用：無(wú)隔層水驅(qū)動(dòng)用為55.9%；隔層在0～1m間水驅(qū)動(dòng)用為55.4%；隔層大于2m，水驅(qū)動(dòng)用程度相對(duì)較高。隔層與產(chǎn)出狀況關(guān)系：分層注水后，隔層在2m左右，單井產(chǎn)量增幅相對(duì)較高。

綜上，目前實(shí)施精細(xì)分層注水，結(jié)合油藏認(rèn)識(shí)、開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)、精細(xì)小層對(duì)比等成果的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用滲透率級(jí)差和隔夾層厚度的方法，研究出精細(xì)分層注水標(biāo)準(zhǔn)，整體2層或3層分注，部分區(qū)域根據(jù)小層儲(chǔ)量控制狀況實(shí)施3層以上分注。

2.4 注水參數(shù)的確定

初步形成了精細(xì)分層注水開(kāi)發(fā)技術(shù)政策，在注采平衡的情況下，吸水層與產(chǎn)出能力的對(duì)應(yīng)性較好，根據(jù)注入剖面吸水能力計(jì)算出各個(gè)小層的吸水量。數(shù)值模擬法以0.2mD滲透率為基礎(chǔ)，分別模擬1～7倍滲透率級(jí)差，模擬表明，受高滲透率層的影響，低滲透率層注入水推進(jìn)速度不同，滲透率級(jí)差保持在3倍左右，注入水見(jiàn)效最快。用油藏工程法確定最大最小注水量和合適的注水強(qiáng)度，改變以往利用破裂壓力作為最大注水壓力計(jì)算注水量，而是用裂縫開(kāi)啟壓力作為最大注水壓力。考慮啟動(dòng)壓力梯度、介質(zhì)變形、油井壓裂增產(chǎn)效果，確定注采井間壓力梯度分布曲線，確定最小注水量[5]。

式中：qi——注水量,m3；

h——注水層厚度,m；

F——油藏含油面積,km2；

S0——含油飽和度,%；

Φ——綜合含水,%；

VL——合理采液速度,%；

Ve——水侵速度,%。

計(jì)算出了最小注水強(qiáng)度：0.75m3/d·m，最大注水強(qiáng)度：1.5m3/d·m。在相同注入量條件下，注水強(qiáng)度越大，注入水在近井地帶不能及時(shí)向外傳播，有效波及范圍越小。注水強(qiáng)度越小，油水井間壓力剖面分布越均勻。

根據(jù)已分注注水調(diào)整礦產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、數(shù)值模擬、油藏工程等分析，形成了黃57區(qū)精細(xì)分層注水開(kāi)發(fā)技術(shù)政策。確定了合理的注水政策參數(shù)1.0m3/d·m。考慮中部低壓區(qū)、南部塬96-35區(qū)、西北部水平井區(qū)、東部塬96-51各流動(dòng)單元小層物性及地層壓力保持各有不同，固對(duì)其進(jìn)行區(qū)別注水。其中：中部平均地層壓力16.24MPa，注水強(qiáng)度保持在1.2m3/d·m；南部塬96-35區(qū)物性相對(duì)較好，平均地層壓力14.71MPa,油井26口，水驅(qū)動(dòng)用程度75.3%，吸水狀況較好，注水強(qiáng)度1.0～1.2m3/d·m；西部水平井區(qū)控制注水，注水強(qiáng)度1.6～1.8m3/d·m，水平井腰部注水井停注觀察；東部塬96-51區(qū)地層壓力12.08MPa，較低，油井見(jiàn)效慢，應(yīng)對(duì)其措施增注。

3 分層注水效果評(píng)價(jià)

黃57區(qū)長(zhǎng)8油藏目前水驅(qū)控制程度80.5%，水驅(qū)動(dòng)用程度70.3%，水驅(qū)指數(shù)3.85，存水率保持在0.88，平均單井吸水厚度11.06m，地層壓力保持在14.8MPa左右，與2012年12月相比吸水狀況有明顯提升（見(jiàn)表1），研究證明分層注水對(duì)地層能量的保持和油井開(kāi)發(fā)都有著良好的效果。

表1 黃57區(qū)塊長(zhǎng)8油藏水驅(qū)狀況統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

精細(xì)分層注水是低滲透儲(chǔ)層油層穩(wěn)產(chǎn)的核心和關(guān)鍵，表現(xiàn)在剖面上注水井吸水厚度和水驅(qū)動(dòng)用程度逐漸增大，地層壓力大幅提高，最終可提現(xiàn)在油井單井產(chǎn)能上的提升和穩(wěn)產(chǎn)；精細(xì)分層注水技術(shù)體系，為低滲透油藏分層注水提供了研究和生產(chǎn)方向；通過(guò)精細(xì)小層對(duì)比，是否需要三分或者多層分注，其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)需進(jìn)一步研究，不斷提高開(kāi)發(fā)水平。

[1]羅順社,銀曉.鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)8沉積相的研究[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2008,30(4)：5-9.

[2]張建娜,閆曉飛,陳華,等.姬塬長(zhǎng)8油藏儲(chǔ)層物性及開(kāi)發(fā)效果分析[J].石油化工應(yīng)用,2008,31(8)：68-70.

[3] 李元昊，張銘記，王秀娟，等.鄂爾多斯盆地西北部上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組復(fù)合油藏成藏機(jī)理[J].巖性油氣藏,2010,22(2)：32-36.

[4]張玉榮，閆建文，楊海英，等.國(guó)內(nèi)分層注水技術(shù)新進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J].石油鉆采工藝，2011，33(2):102-107.

[5]趙宏波，劉小寧，王洪君，等.鄂爾多斯盆地姬源地區(qū)黃57井區(qū)斷層識(shí)別及意義[J].石油化工與應(yīng)用，2013，32(1):80-84.

TE357.6

A

1004-5716(2015)02-0045-02

2014-03-11

2014-03-18

張建魁（1981-），男（漢族），甘肅會(huì)寧人，工程師，現(xiàn)從事油田開(kāi)發(fā)科研生產(chǎn)工作。