西峰油田超前注水工藝研究

趙金麟，王驍軻

（西安石油大學石油工程學院，陜西西安 710065）

西峰低滲油田開采過程中有著很多問題，如自然能量不能很好進行油田開采；因為自然存在的微裂縫，導致很難注水開采；存在不小的啟動或驅替壓力梯度；很多油井見效并不快；地層壓力的分布失衡；見水后開采，將導致采油指數急劇下滑。根據非達西滲流特征和儲層彈塑性變形，提出了有效的注水開發方案，提高油藏開發效率。對于未動用的低滲油田開采和油田穩產具有關鍵意義。

1 西峰油田地質概況

通過對西峰油田的區域位置，地質儲層特征，黏土礦物特征，孔滲特征等進行調研，判斷出西峰油田應當屬于鄂爾多斯盆地陜北斜坡區域內，屬于典型的低滲油田，其中長81、長82是西峰油田的主力油層，非均質性強，滲透率低，若應用一般開采方式則會由于地層能量無法得到補充而導致采收率迅速降低，綜上所述在油田開發過程中，應當選擇合理的開采技術，其中注水開采是一個很好的開采技術[1-3]。

2 西峰油田超前注水滲流機理研究

2.1 西峰油田滲流機理分析

通常，低滲多孔結構有以下特征：孔隙分布不均，孔喉半徑不大，孔喉比大，孔隙多變，儲層比表面積較大。這些特征對儲層的粘滯力，重力和毛細管力之間的關系產生顯著的影響。當液體通過該結構儲層時，低滲透油藏將會有更多的物化現象，原油邊界層的厚度增加并且毛管力增加，以及更顯著的賈敏效應，如果驅動力無法平衡毛細管力，會導致油流卡斷，增加滲透阻力，降低自然生產能力，開采效率減小。

2.2 超前注水提高油藏滲流能力

超前注水技術使開采效率提高[4]，改善了水驅兩相滲流特性，減小了啟動壓力，提高了生產壓力差，改善了水驅時的黏性指進和水驅均勻性，從而提高油田開采效率。超前注水從以下幾個方面提高開采效果：（1）改善滲透率；（2）降低啟動壓力梯度；（3）提高驅油效率；（4）減小產量遞減速率；（5）超前注水技術可以保持流體滲流狀況；（6）提高注水波及體積；（7）擴大注水影響范圍；（8）提高單井產能。

3 超前注水工藝開采機理

3.1 超前注水開采技術機理

根據西峰油田地質情況，由于白馬區沒有見邊底水，存在溶解性氣體，儲層受巖性影響。它是砂巖巖性的儲層，是彈性溶解氣驅動，是三低油田，不能良好的驅動，需要進行壓力恢復，維持地層壓力和避免石油產量的下滑，改善油井產油能力。綜合西峰油田的開采狀況，應該進行超前注水[5-8]。

3.2 超前注水開發技術在西峰油田中的工藝參數

3.2.1 超前注水時間的確定 從西峰油田不同時機注水的實驗結果可以看出，不同注水時間有明顯的差異。當超前注水時間增加時，油田累積注水量增加，油田產量呈現明顯上升趨勢，注水時間越長單井產量越高。從油田企業的最佳經濟效益來看，注水時間不能不受控制的延長，注水時間越久，油田開采成本越高。因此，油田的低滲透性合理注水時間應在3～6個月內進行。

3.2.2 確定油田的壓力保持水平界限 采用超前注水技術檢測低滲透油田的壓力數據，發現低滲透油田的地層壓力逐漸增加，當壓力值增加到某個值時，將發展成為穩定狀態。當低滲透油田的地層壓力保持在上升時，低滲透油田的油井產量不會呈現直線上升趨勢。只有當地層壓力水平達到一定高度時，低滲透油田采收率才可能達到最大值。

3.2.3 確定油田的有效注入壓力 西峰油田初期實施超前注水技術時，注水壓力應該較大，注水壓力值卻不能大于地層破裂壓力，防止地層由于壓力太大而形成了裂縫。根據西峰油田的開發狀況，注水壓力值通常低于地層斷裂壓力值的88%。結合西峰油田白馬區的地層狀態進行了實驗和計算，最后得出：當注水井底壓力為40 MPa時，油層破裂，其最大井口壓力是20 MPa。3.2.4 確定油田的最大注入強度 西峰油田在近幾年的超前注水技術的運用后，通過分析和研究，當低滲透油田注水強度不低于3.0 m3/（d·m）時，含水量迅速增加。因此，利用超前注水開發技術，應確定低滲透油田的最大注入強度，強度應維持在3.0 m3/（d·m）附近。

4 注水開發效果評價方法和指標

4.1 注水開發評價指標

根據研究區塊的實際情況，確定了七項評價指標：（1）可采儲量與預測采收率；（2）水驅控制程度；（3）水驅動用程度；（4）體積波及系數；（5）水驅指數；（6）存水率；（7）能量的保持和利用程度。

4.2 注水開發效果評價

4.2.1 油層均勻吸水，油井投入生產后產量快速增長分析2008年和2009年白馬區注水井注水情況，2008年12月白馬區有注水井82口，測得吸水剖面油井16口。2009年12月止，白馬區注水井為139口，2009年測得吸水剖面油井24口，吸水厚度9.4 m，是砂層有效厚度的68%。白馬區吸水厚度和吸水層數利用程度連續增加，吸水能力增強，油井投入生產后產量增加快，超前注水見效好。

4.2.2 注水見效狀況總體良好 白馬區塊投產8個月以上的199口油井，其中158口已見效，投產就有效果的油井有30口，最長見效時間的為西22-25井，投入生產一年后才見效，絕大多數油井見效周期半年，平均為投產3個月就開始見效，效果明顯。當前的含水率從見效時的2.89%上升到了當前的8.8%，日產液量也開始下降，從油井的見效方向出發，在油井各向受效，見效油井在注水井周圍均勻分布，動態監測沒有不正常變化，注水開發的效果較好。

4.2.3 油田恢復地層能量速度快 西峰油田白馬區在利用超前注水技術后，地層壓力每年都在增加，2002-2004年一直保持較高的水平。2003年18口油井測壓，平均地層壓力19.51 MPa，壓力保持在108%左右。日產油也上升。2004年已經增加到32口井測壓，平均地層壓力升高到20.18 MPa，壓力保持在112%，流壓也升至10.42 MPa。

4.3 綜合對比

通過比較可以看出，單井日產量和單井日產油量都很高，整體下滑趨勢較大。超前注水井組的單井日產油量遞減率小于常規注水組，但常規井組的遞減率高于總體遞減率。因此，超前注水可以使油田滲透性得到提高，既能提高油井產量，同時減少含水量。如果盡早注入水，油井投產后不久地層壓力就會下降。然后就算注水開發，即使注入采出比例高，也難以恢復地層壓力，超前注水是低滲透油田開發的重要方式，超前注水開發優勢很大。

5 結論

評價西峰油田白馬區超前注水工藝應用效果。超前注水技術投入使用時，油層持續吸水，采油井在注水開發后產量逐年上升，油田的地層能量快速恢復。西峰油田運用超前注水工藝，使地層壓力每年均在上升，注水效果普遍較好。由于先進的注水，時間的增加，地層能量的增加，油田開發效果比天然能源和常規注水開發更好。