水平縫發育低─超低滲透油藏注水開發特征

郭粉轉，劉 濱，荊冠軍，劉雙雙，王 濤

(1.陜西延長石油(集團)有限責任公司，陜西 西安 710065；2.中國石油煤層氣有限責任公司臨汾分公司,山西 臨汾 042200)

0 引 言

延長東部油田長6儲層埋深淺(150～800 m)，滲透性差(滲透率為0.01×10-3～7.79×10-3μm2)，屬于低─超低滲透儲層，天然裂縫和人工裂縫發育[1-2]，油井壓裂投產模式造成人工裂縫發育[3-4]。大量研究表明，該區域天然裂縫形態主要表現為水平、近水平層理縫[4]。油層縱向上分布多個薄油層及流動單元，各小層間存在鈣質隔層，壓裂易形成水平分量較多的水平縫或近水平縫[5-7]。淺層水平縫發育低—超低滲透油田注水開發中，油井見效程度差、水淹嚴重，地層能量難以有效補充，整體注水效果不理想，甚至表現出多種不同于高角度裂縫和垂直裂縫發育油藏注水開發特征[8]。針對油藏注水開發特征，研究其儲層裂縫分布特征、水淹規律和注采特征，分析裂縫展布特征對注水開發的影響并提出相應的技術對策。

1 裂縫分布特征

巖心物性測定結果表明，部分井的砂層段滲透率明顯異常偏高。滲透率偏高層段的巖心實驗結果表現為微裂縫發育[9-10]。因裂縫發育造成滲透率偏高的點在孔隙度-滲透率交會圖的上部相對集中分布(圖1)，說明儲層局部的滲透率突變與地層天然微裂縫發育有關[11-12]。

圖1長6儲層孔隙度-滲透率交會圖

圖2為延長東部某油田長622油層滲透率等值圖。由圖2可知，儲層滲透率的高值點及儲層物性較好的區域屬于儲層裂縫高發育區域，在該區域天然裂縫為連續、成片集中分布。現場實踐同時表明，天然微裂縫發育集中和連續區域油井壓裂破裂壓力也相對較低，注水開發過程中該區域油井更易水淹。

圖2 延長東部某油區長622油層滲透率等值圖

2 水平縫發育油藏注水開發特征分析

2.1 油井壓裂生產特征

2.1.1 裸眼井小承壓段壓裂技術應用

位于延長東部的七里村油田成立于1905年，具有百年開采歷史[3，13]，其中裸眼井約占全廠總井數的1/4。自1995年以來，為了提高裸眼井油層動用程度，采用小承壓段壓裂技術(油井壓裂時承壓段長1.5 m，承壓段之間間隔0.5 m[1])，增產效果明顯。

2.1.2 套管井一層多縫壓裂技術

所謂“一層多縫”是指在一個小層內部，由于淺層、低壓，水平應力大于垂直應力，應力夾層的存在，導致油井分段壓裂改造過程中產生多條水平縫，進而擴大泄油范圍，提高小層動用程度[3-4]。一層多縫壓裂技術在普通油氣藏中應用較少，但在延長東部油田淺層水平縫發育油藏，一層多縫相對一層一縫開發，整體的應用效果明顯(表1)，得到了大力推廣。

表1 延長東部油田油井一層多縫壓裂效果對比

延長東部油田裸眼井小承壓段壓裂技術和常規井一層多縫壓裂技術的成功應用說明：可以通過增加小層內壓裂水平縫裂縫條數，提高油井縱向動用程度，這是一般油氣田，特別是垂直縫或高角度裂縫發育油田難以直接有效應用的壓裂技術。

2.2 注水開發特征

2.2.1 水淹特征分析

水平縫發育區域注水開發中，油井易出現暴性水淹或高含水現象。距離注水井最近的油井投產即暴性水淹，不在注采井網范圍內的裸眼老井注水一段時間后也出現水淹。注水井停注后，水淹油井含水明顯降低，產量可逐漸恢復，待油井產量恢復后進行二次注水，會造成油井再次水淹。通過吸水測試、示蹤劑測試和動態分析等方法確定了該類油井水淹方向[14-16]，發現該類水平縫發育低─超低滲透油藏注水造成周圍油井多方向連片水淹，且沒有明確的優勢水淹方向。

統計現場實際生產數據表明，低滲透油田油井見水時間與見效時間成正線性相關(圖3)，而水淹油井的見效時間和見水時間明顯短于全區情況[17-19]。說明裂縫性水淹在縮短了油井見效時間的同時，加快了油井見水水淹。水平縫發育油藏油井水淹速度極快，存在一注就淹的現象。

圖3 郭旗西區油井見水與見效時間關系

2.2.2 井網類型對注水開發特征的影響

水平縫發育低滲透油藏相鄰區塊，采用反九點注采井網和反七點注采井網，注水開發后都出現了多方向性的水淹現象，且水淹優勢方向不明顯。說明在水平縫發育的低—超低滲透油藏中，平面井網類型對于控制油井含水上升規律影響不大。

2.2.3 水淹治理效果分析

水平縫發育低—超低滲透油藏油井水淹后，常規治理方法不見效或見效期特別短，效果不理想[20]，停注后油井產量可基本恢復。如郭旗西區G1、G2油井水淹后，對應注水井實施了調驅，調驅后G1井含水下降后很快再次水淹，G2井仍然水淹。井組水淹治理無效后，注水井停注，周圍油井產量逐漸恢復。部分低產老油井水淹停止注水后，因井底油水發生滲吸置換作用，產油量甚至超過注水之前。

2.2.4 注采對應情況對注水開發特征的影響

郭旗西區油田D60井組的油、水井注采物性最優，完全實現小層砂體內部注采對應，注水開發后油井D60-4井很快水淹。統計研究區所有水淹井組注采對應特征發現，這些油、水井均為注采小層砂體內部對應物性最優的層段。水淹油井見水時間與見效時間都極短，且兩者之比近似1，存在一注就淹和見效即淹的現象。說明水平縫發育的低滲透油層內，注采對應小層砂體內部物性最好的層段加快了油井水淹，甚至無有效的注水見效過程。

在注采對應前提下，分析沒有出現水淹現象的井組情況(以D60井組鄰近D29井組為例)。D29井組注水井D29-4井和D29-9井均注小層下部大段砂體，生產井D29-2井、D29-6井生產對應小層砂體的中上部。2011年12月注水開發，截至2017年6月，D29-2井產油量、含水基本保持穩定。2016年11月以前D29-6井產量上升，之后含水大量上升，2口油井均注水見效，且見效期較長。說明該類儲層中，在保證注采同一小層(或流動單元)前提下，可以采取適當錯開對應層段的方式來避免和延緩油井見水和水淹，具體操作方式需要考慮注采位置與沉積韻律和裂縫系統的優化配置。

綜合以上現場實踐結果，說明水平縫發育的低滲透油藏，注采小層對應物性最好砂層段更易造成油井水淹；考慮小層(或流動單元)內注采位置與沉積韻律和裂縫系統的優化配置，可避免或延緩水平縫發育低滲透油藏水淹。

3 開發對策

針對水平縫發育低─超低滲透油藏注水開發中油井水淹問題，結合儲層水平縫發育特征和注水開發特征，提出“注前規避，淹后治理”的一套防治結合的技術思路。“注前規避”指對于水平縫發育油藏注水開發之前加強裂縫檢測和儲層沉積特征認識，井網部署時除了考慮平面上井網與裂縫系統優化配置，還要考慮小層(或流動單元)內注采位置與沉積韻律和裂縫系統的優化配置來避免或延緩油井水淹；“淹后治理”指對于已經水淹或高含水的油井，調剖堵水、周期注采等常規治理方法無效或者效果較差時，通過在注水井對應小層內部改段注水或油井對應小層內部改段采油(理論依據見油井壓裂生產特征)的方式，來降低油井含水，提高水驅控制和動用程度。

4 結 論

(1) 低─超低滲透油田物性較好的區域天然裂縫發育易連續和成片集中分布，天然裂縫發育集中和連續區域油井壓裂破裂壓力也相對較低，更易形成水淹區域。

(2) 水平縫發育低—超低滲透油藏可以通過小間距壓裂增加壓裂水平縫條數，提高油井縱向動用程度。

(3) 水平縫發育低—超低滲透油藏注水開發更易造成周圍注采對應油井多方向連片水淹，且水淹速度極快。這種現象單靠井網的平面優化和常規治理措施難以有效避免或治理。

(4) 水平縫發育低─超低滲透油藏注采小層(或流動單元)對應物性最好的層段更易造成油井水淹。考慮小層(或流動單元)內注采位置與沉積韻律和裂縫系統的優化配置可避免或延緩水平縫發育低滲透油藏水淹。

(5) 針對水平縫發育低—超低滲透油藏注水開發中油井水淹問題，提出“注前規避，淹后治理”的一套防治結合的技術對策。

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