渤海Q油田提液井生產(chǎn)規(guī)律分析

張鋒利，高智梁，李 權(quán)，歐陽雨薇，周 日，張利健

（1.中海石油（中國）有限公司秦皇島32-6作業(yè)公司，天津 300450；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300450）

渤海Q油田油藏埋深較淺，為疏松砂巖高孔高滲儲層，產(chǎn)液能力高，目前油田平均單井日產(chǎn)液量可達600 m3以上，綜合含水接近95%，處于特高含水期。根據(jù)近年的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，油井提液生產(chǎn)仍然是渤海Q油田提高單井產(chǎn)量的有效方法之一。雖然油井提液可有效提高單井產(chǎn)量，但后續(xù)生產(chǎn)中會面臨含水上升速度加快、遞減率增大等問題。

1 提液井概況

2018—2020年，渤海Q油田共實施大泵提液井30井次，措施前產(chǎn)液量合計為15 881 m3，產(chǎn)油量合計為674 m3，平均單井產(chǎn)液量為529 m3，平均單井產(chǎn)油量為22 m3。實施提液措施后初期產(chǎn)液量合計為30 682 m3，產(chǎn)油量合計為1 422 m3，平均單井產(chǎn)油量 為47 m3，提液增油措施取得了較好效果（表1）。

表1 渤海Q油田提液前后生產(chǎn)對比

2 提液井生產(chǎn)分析

油井提液后產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、含水率等生產(chǎn)動態(tài)參數(shù)與提液前相比均有較大差異，初期增油效果以及后期生產(chǎn)過程中遞減率、含水上升速度等參數(shù)也與多種因素密切相關(guān)，如儲層厚度、含水階段、生產(chǎn)壓差、能量補充類型等。2018—2020年，對Q油田實施的提液井進行上述生產(chǎn)參數(shù)統(tǒng)計，分析生產(chǎn)油井提液后的遞減率變化和含水上升速度變化的主要相關(guān)因素。

2.1 提液前后含水率變化

渤海Q油田30井次提液井產(chǎn)油量增加的倍數(shù)高于產(chǎn)液量增加的倍數(shù)，直接因素是單井提液前后含水率的變化。分析單井提液前后含水率變化影響因素有助于提液井篩選、提液幅度優(yōu)化等。

分析油田近年30井次提液井措施前后含水率變化與儲層厚度、含水階段、生產(chǎn)壓差、能量補充類型等因素之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)單井含水率變化與含水階段、能量補充類型和儲層厚度間有一定的相關(guān)性：①當(dāng)油井提液前含水率低于95%時，提液后含水率大部分會上升，上升幅度為1%～2%；當(dāng)提液前含水率高于95%時，提液后含水率大部分保持平穩(wěn)或小幅下降（低于1%）。②能量補充類型為底水油藏的油井提液后含水率保持平穩(wěn)，而以注水水驅(qū)為主的油井提液后含水率多為小幅上升或保持平穩(wěn)，與底水油藏油井含水率較高有關(guān)。③儲層厚度小于10 m的油井，提液后含水率以上升或穩(wěn)定為主；儲層厚度大于10 m的油井，提液后含水率以穩(wěn)定為主，個別井含水率下降（圖1～3）。

圖1 措施前含水率與含水率變化關(guān)系

2.2 提液后遞減率變化

圖2 儲層厚度與含水率變化關(guān)系

圖3 日增液量與含水率變化關(guān)系

油井提液前后遞減率變化與提液措施累計增油密切相關(guān)。若提液后遞減率增大，則預(yù)示了提液增油有效期較短，累計增油量較少；若提液后遞減率減小，則預(yù)示了提液增油有效期較長，累計增油量較多。分析提液后遞減率變化相關(guān)的因素對于改善提液增油效果意義較大。

分析油田近年30井次提液井遞減率變化與儲層厚度、含水階段、生產(chǎn)壓差、日產(chǎn)液量、能量補充類型等因素之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，提液后遞減率變化與提液措施的增液量間有一定的相關(guān)性，隨著增液量加大，提液后遞減率呈下降趨勢（圖4）。提液后遞減率變化與生產(chǎn)壓差、含水階段、儲層厚度等其他因素間未見明顯的相關(guān)性。單從遞減率變化方面看，在條件允許的情況下，提液量越大則越有利于后期遞減率降低或保持穩(wěn)定，利于延長措施有效期、改善提液增油效果。但具體到單井，提液量大小與儲層特征、生產(chǎn)壓差等密切相關(guān)。統(tǒng)計得出的提液前后遞減率變化與儲層特征和生產(chǎn)壓差無明顯的相關(guān)性，因此不能只以提液量大小來判斷后期遞減率變化，提液井的篩選和提液幅度優(yōu)化應(yīng)參考更多因素。

圖4 日增液量與年遞減率變化關(guān)系

2.3 提液后含水上升速度變化

油井含水上升速度指的是油井含水率的變化快慢，可采用油井一年內(nèi)含水率變化來進行表征，數(shù)據(jù)統(tǒng)計和應(yīng)用較為便捷。油井提液前后含水上升速度變化與提液后遞減率變化和提液增油有效期密切相關(guān)，即含水上升速度增大，在產(chǎn)液量保持穩(wěn)定的情況下，含水率升高更快，日產(chǎn)油量遞減更快，提液增油有效期將縮短。

提液后含水上升速度變化與提液前后生產(chǎn)壓差變化之間有一定的相關(guān)性，隨著油井提液前后生產(chǎn)壓差的增加，提液后含水上升速度呈降低趨勢。含水上升速度與提液前后生產(chǎn)壓差的變化關(guān)系，與前述的遞減率變化與日增液量關(guān)系基本一致，即隨生產(chǎn)壓差增大且日增液量越大，則含水上升速度和遞減率均呈減小趨勢（圖5）。

圖5 壓差變化與含水上升速度關(guān)系

3 提液井生產(chǎn)動態(tài)分析

根據(jù)前述提液前后含水率變化、遞減率變化和含水上升速度變化的影響因素，深入分析渤海Q油田提液井生產(chǎn)前后變化情況，指導(dǎo)后期篩選提液井及優(yōu)化提液幅度、提液時機。

3.1 提液井篩選

由提液前后含水率變化可以看出，篩選提液井時，除考慮供液能力、地層能量等直接因素外，還應(yīng)考慮能量補充類型和儲層厚度。應(yīng)優(yōu)選儲層厚度較大的井以及能量補充類型為天然底水油藏的井實施提液，有利于油井提液后含水率保持穩(wěn)定，保障提液增油效果。

3.2 提液幅度優(yōu)化

由提液井遞減率變化和含水上升速度變化影響因素可以看出，提液后日增液量和生產(chǎn)壓差增加越大，越有利于后期減緩含水上升速度及遞減率。因此，單井提液幅度優(yōu)化時可根據(jù)地層能量、供液能力及管柱條件，最大程度地加大提液幅度。渤海Q油田的儲層埋深在1 000 m左右，電潛泵下入垂深一般為800～1 000 m，套壓約2 MPa，考慮生產(chǎn)過程中電潛泵左右沉沒度大于200 m即可安全穩(wěn)定生產(chǎn)。因此，渤海Q油田提液后生產(chǎn)壓差為4～6 MPa，以提液前生產(chǎn)壓差2 MPa估算，提液幅度為2～3倍。

3.3 提液時機選取

由提液后含水率變化與提液時含水率高低關(guān)系可以看出，當(dāng)油井含水率達到95%或以上時，有利于提液后含水率保持穩(wěn)定，而對于含水率低于95%的井，提液會導(dǎo)致含水率升高，不利于改善提液增油效果。因此，油井含水率達到95%時即為渤海Q油田油井有利提液時機。

4 提液井生產(chǎn)機理分析

4.1 提液井篩選和提液幅度

一口井生產(chǎn)之后，井底壓力會隨著生產(chǎn)時間的延長而逐漸降低。一般情況下，井底壓力變化p(r，t)可表示為距離r和時間t的函數(shù)，如下：

從式（2）中可見，某點的壓力變化規(guī)律是離井越近、時間越長，該點的壓力變化將越大。雖然在理論上，即使地層中離井距離很遠的地方，當(dāng)油井一開始生產(chǎn)即立刻開始下降。但客觀實際中，在一定距離ir之后，壓力變化將很小很小，基本可視為保持開井前的原始壓力pi（圖6）[1]。可以認(rèn)為比該距離ir更遠的儲層尚未動用。

圖6 壓降漏斗和調(diào)查半徑

根據(jù)式（2）也可以看到，其他條件一致時，儲層厚度越薄，某點的壓力變化越大。反之，如其他條件一致時，儲層越厚，某點的壓力變化越小。再結(jié)合上述一定距離ir之后尚未動用的情況，油井提液后ir′較提液前ir有所擴展（圖7豎線陰影部分），當(dāng)儲層較厚時，提液后ir′擴展范圍較儲層較薄時明顯增大（圖8橫線陰影部分），意味著更大的儲層動用范圍。因此，儲層厚度越大、提液幅度越大，對應(yīng)的動用距離ir越大，相應(yīng)的提液效果會越好。

圖7 較薄儲層油井提液前后ri對比

圖8 較厚儲層油井提液前后ri對比

4.2 提液時機選取

張金慶等利用廣適水驅(qū)曲線研究了含水上升率與含水率之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)對于不同的水相指數(shù)（nw）、油相指數(shù)（no）及水油流度比與油水體積系數(shù)比的乘積（M），含水上升率與含水率之間關(guān)系差異較大[2-13]。從圖9可以看到，當(dāng)含水率越高，不同含水上升率曲線間的差異越小，當(dāng)含水率接近于1時，含水上升率快速下降，利于提液后油井含水率保持穩(wěn)定。因此，將含水率大于95%以后確定為合理提液時機符合理論認(rèn)識[2]。

圖9 含水上升率和含水率關(guān)系

5 提液井實例

以上述提液井生產(chǎn)關(guān)系為指導(dǎo)，2021年，選取Q19井和Q24井實施換大泵提液，提液幅度分別為2.2倍和2.1倍，日增油分別為19 m3和8 m3，提液前后含水保持穩(wěn)定，取得了較好增油效果（表2）。

表2 渤海Q油田兩口提液井效果

6 結(jié)論

（1）分析渤海Q油田近年提液井生產(chǎn)動態(tài)，發(fā)現(xiàn)能量補充類型為底水油藏，儲層厚度超10 m及含水階段達到95%時，提液后含水率較提液前有下降趨勢或保持穩(wěn)定；反之，若含水率較提液前上升，隨提液幅度加大，生產(chǎn)壓差增大（4～6 MPa），則含水上升速度及遞減率均呈下降趨勢。

（2）應(yīng)用壓降漏斗和廣適水驅(qū)理論對提液井生產(chǎn)機理進行了分析，驗證了油田提液井生產(chǎn)的合理性。

（3）選取兩口井實施換大泵提液，提液后日增油分別為19 m3和8 m3，效果較好。