低滲透油藏多井間隔注采工作制度設(shè)計(jì)方法

程 銳，羅 國(guó)，于海洋

（1.中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司，天津 300452；2.中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249）

目前特低滲透油田大多采用直井注水、水平井采油的五點(diǎn)注采井網(wǎng)或七點(diǎn)注采井網(wǎng)，這種注采井網(wǎng)開發(fā)過(guò)程中，注入水容易沿水平井壓裂縫快速突進(jìn)，產(chǎn)量下降快，導(dǎo)致注水利用率低。近年來(lái)一些學(xué)者試圖解決這種注采方式存在的問(wèn)題，程時(shí)清等首次提出了多級(jí)壓裂水平井同井縫間異步注采技術(shù)[1]，水平井同井段間/縫間注采技術(shù)[2]，于海洋等[3]討論了相鄰兩口水平井異井異步注采方法的可行性。

本文提出了直井多井間隔注水-多級(jí)壓裂水平井分段間隔采油方法，以某低滲透油藏為例，探討了這種注采方式的工作制度設(shè)計(jì)方法。

1 直井多井間隔注水-水平井分段間隔采油方法

水平井分段采油是通過(guò)在水平井段安裝封隔器和單向閥等裝置，實(shí)現(xiàn)水平井分段采油（見圖1）。針對(duì)注入水沿水平井個(gè)別裂縫段突進(jìn)導(dǎo)致水平井水淹問(wèn)題，考慮采用多口注水井輪換注水，改變注水方向。具體方法是：改變其中的1 口或多口注水井的注水量一段時(shí)間，然后將這些注水井關(guān)井，水平井分段采油。改變其他注水井的注水量，水平井另一段采油。以直井注水-多級(jí)壓裂水平井采油的五點(diǎn)法注采井網(wǎng)為例，間隔注采方法是：首先4 口注水井都停注，水平井停產(chǎn)，進(jìn)入燜井階段。然后左側(cè)2 口注水井注水，水平井右端水平段采油，然后左側(cè)2 口注水井停注，右側(cè)2 口注水井注水，水平井左端水平段采油。

圖1 左側(cè)兩口注水井注水，水平井遠(yuǎn)井段采油

這種方法通過(guò)注水井的輪注、水平井的燜井和分段采油，既考慮了改變水驅(qū)方向，也發(fā)揮了壓裂縫和基質(zhì)的滲吸作用。主要增油原理有以下三點(diǎn)：

（1）改變水驅(qū)方向。改變了注入水滲流方向，抑制注入水沿高滲水力壓裂縫的竄進(jìn)，促使注入水進(jìn)入未波及區(qū)或弱水淹區(qū)域，進(jìn)而提高平面驅(qū)油效率。

（2）滲吸作用。滲吸效應(yīng)[4-7]是指在多孔介質(zhì)中，一種潤(rùn)濕相流體將另一種流體置換出來(lái)的現(xiàn)象。在燜井階段，注入水在滲吸作用下沿小孔喉侵入基質(zhì)系統(tǒng)，然后將其中的原油置換出來(lái)。

（3）壓差解堵作用。通過(guò)異步注采在油藏中產(chǎn)生不穩(wěn)定壓力降，造成對(duì)油層微觀脈沖的“震蕩”作用[8]，為附著在巖石顆粒表面的原油提供動(dòng)力，促進(jìn)原油在地層不同孔隙中的流動(dòng)，最后通過(guò)裂縫流入井筒采出。

這種注采方法實(shí)現(xiàn)了注水井間輪換，注水方式靈活，同時(shí)伴隨水平井燜井、分段采油，可以多輪次動(dòng)用不同的剩余油區(qū)域。具體實(shí)施時(shí)，也可采用1 口注水井停注、3 口注水井注水的方式，還可以考慮3 口注水井停注、1 口注水井注水。也可以考慮4 口注水井都注水，水平井也可分多段采油[2]。

2 間隔注采工作制度

實(shí)施間隔注水-分段間隔采油時(shí)，由于注水時(shí)間僅有原來(lái)的1/4，故考慮增大日注水量，適度降低產(chǎn)液量，通過(guò)降低水平井含水率來(lái)提高油井產(chǎn)量。

注采工作制度分為五個(gè)階段（見圖2）：

（1）第1 階段，注水井停注，水平井停產(chǎn)燜井；

（2）第2 階段，左側(cè)2 口注水井注水，右側(cè)2 口注水井停注，水平井右側(cè)水平段采油；

（3）第3 階段，4 口注水井都停注，水平井右側(cè)水平段采油；

（4）第4 階段，右側(cè)2 口注水井注水，左側(cè)2 口注水井停注，水平井左側(cè)水平段采油；

（5）第5 階段，4 口注水井都停注，水平井左側(cè)水平段采油。

實(shí)際油田實(shí)施間隔注采時(shí)，先期通過(guò)監(jiān)測(cè)水平井產(chǎn)液剖面，確定水平井見水裂縫段和高產(chǎn)液位置，實(shí)施調(diào)剖堵水措施，同時(shí)，也可以考慮水平井二次壓裂，增大低產(chǎn)液段或不產(chǎn)液段的產(chǎn)液能力。

3 間隔注采方法實(shí)例設(shè)計(jì)

下面以長(zhǎng)慶某低滲透油藏H 區(qū)塊為例，進(jìn)行間隔注采工作制度設(shè)計(jì)，并預(yù)測(cè)開發(fā)指標(biāo)。

H 區(qū)塊面積6.78 km2，原始地質(zhì)儲(chǔ)量307×104t，2012 年投產(chǎn)。截止2017 年12 月，水平采油井15 口，直井41 口，其中采油井19 口，注水井22 口。由于H區(qū)塊儲(chǔ)層孔隙度和滲透率較低，非均質(zhì)性強(qiáng)，油井產(chǎn)量低。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)表明注入水沿著壓裂縫突進(jìn)使水平井較早水淹，含水率迅速上升至90 %以上，之后油井產(chǎn)量維持較低水平，注水開發(fā)效果差。

圖2 間隔注水-分段采油工作制度示意圖

HP8 周圍有3 口注水井（見圖3），附近地層孔隙度13 %，地層滲透率7.5 mD，產(chǎn)液量較高，但產(chǎn)油量遞減快，2017 年12 月HP8 井均產(chǎn)油量0.8 m3/d；周圍3口注水井平均日注水量分別為37.0 m3、43.0 m3、40.8 m3，經(jīng)測(cè)算流向HP8 井的有效注水量約40 m3/d。HP8 井壓裂段數(shù)為8 段，通過(guò)測(cè)壓資料分析確定平均裂縫半長(zhǎng)50 m，裂縫導(dǎo)流能力45×10-3μm2·m。采用油藏工程方法，計(jì)算了注水井和水平井之間的連通系數(shù)，具體連通情況（見圖2），根據(jù)連通程度設(shè)計(jì)注水量，避免注水量過(guò)大導(dǎo)致水平井水淹。

圖3 實(shí)施井位圖

為了完善注采井網(wǎng)，在HP8 井右下方設(shè)計(jì)再鉆一口新注水井，構(gòu)成五點(diǎn)注采井網(wǎng)。設(shè)計(jì)注水期間單井注水36 m3/d，同時(shí)采液量控制在32 m3/d。間隔注采燜井時(shí)間設(shè)為10 d，一個(gè)工作周期為50 d（見圖4）。

根據(jù)區(qū)塊地質(zhì)建模成果，利用petrel 軟件導(dǎo)入H區(qū)水平井區(qū)儲(chǔ)層數(shù)據(jù)和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，生成擬合數(shù)據(jù)體，并將其導(dǎo)入CMG 軟件中，進(jìn)行歷史擬合。

依照上述所制定的工作制度，模擬HP8 井10 年產(chǎn)油量和含水率變化（見表1）。

從10 年的模擬生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線（見圖4、圖5）看出：間隔注采第2 個(gè)周期時(shí)，日產(chǎn)油量由不到1 m3迅速上升至7.5 m3左右，并長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，含水率由95 %下降至70 %左右，后又緩慢上升至80 %。預(yù)測(cè)生產(chǎn)10年累積增產(chǎn)22 350 t，增油效果明顯。具體實(shí)施時(shí)，推薦燜井時(shí)間10 d，周期注水量32 m3/d，采液量32 m3/d。

同理，HP2 井當(dāng)前產(chǎn)油量3.9 m3/d，含水率90 %。間隔注采方法第2 周期后產(chǎn)油量上升至8 m3/d，含水率下降至72 %，預(yù)計(jì)生產(chǎn)10 年累積增油18 320 t。

表1 HP8 井異步注采模擬數(shù)據(jù)表

圖4 HP8 井異步注采模擬生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線圖

圖5 HP8 井異步注采模擬累產(chǎn)量隨時(shí)間變化曲線圖

4 結(jié)論

（1）本文提出的直井多井間隔注水-水平井分段間隔采油法既有助于擴(kuò)大注水波及效率，提高剩余油動(dòng)用程度，同時(shí)也發(fā)揮特低滲透油藏的裂縫-基質(zhì)滲吸和驅(qū)油雙重作用。

（2）提出了1 個(gè)注采周期內(nèi)5 個(gè)階段工作制度設(shè)計(jì)方法，某油藏實(shí)施方案模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)增油效果明顯，這種間隔注采方法為改善低滲透油藏注水開發(fā)效果提供了一種有效開發(fā)方式。