仿壓裂注水的可行性分析

黃曉蕓

摘要：碳酸鹽巖縫洞型油藏高壓注水受限于井口承壓和注水設備的壓力上限。注水壓力一般不超過25MPa，而且注水開發效果逐漸變差和失效。那么在提升井口承壓的前提下，提高注水壓力和注水排量，像壓裂一樣壓開地層，擴大注水波及范圍或溝通新的儲集體是否可行？通過計算，仿壓裂注水理論上是可行的。現場應用也得到了驗證。

關鍵詞：碳酸鹽巖縫洞型油藏;仿壓裂注水;可行

注水采油作為碳酸鹽巖油藏開發的一種重要手段，前期取得了良好的開發效果。隨著油田的逐步開發，高壓注水井逐漸增多，受限于機抽井口承壓和注水機組泵壓力限制，無法再提高注水壓力和注水總量，注水擴大波及有限。參考水力壓裂，提出了仿壓裂注水概念，通過計算和現場應用驗證其可行性。

1、管柱磨阻計算

仿壓裂注水因注的是油田水，因此管柱磨阻即為清水在管柱內的磨阻，而清水在管柱內的磨阻計算公式為^[1]：

△P=7.779×10^-6×D^-4.75×Q^1.75×L

式中：△P：清水摩阻，MPa;D：管柱內徑，m;Q：施工排量，m³/s;L：管柱長度，m。

對A井，其3¹/₂″油管深度為3539.26m。管柱內徑76mm。注水施工排量為60m³/h，則計算清水管柱磨阻為：

△P=7.779×10^-6×0.076^-4.75×60^1.75×3536.26=4.4MPa

從計算結果可看出，在60m³/h的排量下，清水管柱磨阻是非常小的。

2、井底壓力的計算

井底壓力壓力確定公式為^[2]：

Pwf=Pw+△Pn-△Pfo

式中：Pwf：井底壓力，MPa;Pw：井口壓力，MPa;△Pn：井筒內液注靜水壓力，MPa;△Pfo：管柱延程磨阻（清水磨阻），MPa。

A井注水施工壓力42MPa，井底深度5915m。則計算井底壓力為：

Pwf=42MPa+5915m×9.8N/kg×1.14g/cm³÷1000-4.4MPa=103.7MPa

3、現場應用

通過查找資料A井區域內地層延伸壓力梯度為0.0165MPa/m，閉合壓力梯度為0.015MPa/m。則裂縫延伸井底壓力：P1=5915×0.0165=97.6MPa，裂縫閉合井底壓力：P2=5915×0.015=88.73MPa。從計算結果可以看出：仿壓裂注水時井底壓力Pwf大于裂縫延伸井底壓力P1。因此理論上通過注水壓開地層是可行的。

針對A井實施仿壓裂注水，注水指示曲線如圖1。參考酸壓曲線，分析在注水1815方后壓力走緩，處于近井縫網液體壓縮和裂縫延伸階段。注水11895方后，在排量與前期一致的情況下，注水壓力下降，分析是溝通了新的儲集體。

仿壓裂注水后，A井能量狀態發生明顯改變（圖2）。從前期的供液不足，變成自噴生產。日產油能力由0.8噸提升到10.4噸。現場應用的效果，進一步驗證了仿壓裂注水的可行性。

4、結論

注水過程中，由于注水排量相較于酸壓排量低，因此管柱磨阻較小，施工中一般忽略不計。通過提高井口注水壓力，使井底壓力大于裂縫延伸壓力，是可以達到造縫溝通儲集體的目的。因此仿壓裂注水可以作為常規注水變差和失效后的一種治理手段。

參考文獻：

[1]? 蘇權生.壓裂施工管柱摩阻計算 [J].內蒙古石油化工，2015，（19）：78-79.

[2]? 劉合，張廣明，等.油井水力壓裂摩阻計算和井口壓力預測 [J].巖石力學與工程學報，2010，（29）：2833-2839.

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