安塞特低滲油田二次加密井網(wǎng)研究

安明勝，張洪軍，張 歡，閆海龍，兀鳳娜，劉 濤

（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司超低滲透油藏開(kāi)發(fā)部，陜西西安 710018；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第一采油廠，陜西延安 716000；3.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安 710065）

安塞油田位于鄂爾多斯盆地中部，主要開(kāi)采層位為三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)6 油層，以?xún)?nèi)陸淡水湖泊三角洲沉積為主。是典型的巖性油藏。油層平均埋深1 000～1 500 m，物性差，有效孔隙度11 %～15 %，平均有效滲透率0.49×10-3μm2，原始地層壓力8.1～10.0 MPa[1]。

安塞油田1989 年開(kāi)始大規(guī)模注水開(kāi)發(fā)，至今已開(kāi)發(fā)20 余年，綜合含水54.1 %，已進(jìn)入中高含水期。油田基礎(chǔ)井網(wǎng)井距約300 m，剩余油富集，整體加密調(diào)整具有較大潛力。井網(wǎng)加密調(diào)整是油田進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期改善開(kāi)發(fā)效果的重要措施[2]，是動(dòng)用剩余油和提高采收率的最直接有效手段。安塞油田自1996 年開(kāi)始進(jìn)行一次加密調(diào)整，截止2012 年12 月，已實(shí)施一次加密調(diào)整井791 口，取得了較好的效果。在此基礎(chǔ)上，研究二次加密井網(wǎng)對(duì)未來(lái)的油田開(kāi)發(fā)政策調(diào)整具有重要的指導(dǎo)意義。

1 縫網(wǎng)匹配

1.1 天然裂縫與人工裂縫特征

安塞油田長(zhǎng)6 油層中發(fā)育天然微裂縫，主要方向?yàn)榻鼥|西向和近南北向，次為北東向、北西向，裂縫面均直立。根據(jù)取心井巖心觀察，有1/3 的井見(jiàn)到天然微裂縫。密度通常為5 條/米，最高時(shí)達(dá)到10～20 條/米；在大于2 m 的厚層塊狀砂巖中明顯減小，一般小于1 條/米。在原始地層壓力條件下，上述微裂縫一般呈閉合狀態(tài)，對(duì)初期滲流影響不大。

安塞油田為典型的低滲、低壓、低產(chǎn)油藏，由于油層的低滲、低壓條件，油井自然產(chǎn)能極低，油井初產(chǎn)僅0.3～0.5 t/d。故常規(guī)鉆井、試油一般無(wú)自然產(chǎn)能，均須經(jīng)壓裂改造方可獲得工業(yè)油流。壓裂時(shí)，一般加砂量20～40 m3，單井產(chǎn)量可大幅提高，投產(chǎn)后初期單井產(chǎn)量基本能達(dá)到2～4 t/d。油層經(jīng)壓裂改造后，會(huì)形成人工裂縫，人工裂縫一般為垂直縫，單翼縫長(zhǎng)100 m 左右，延伸方向以NE 向?yàn)橹?，平均為NE68.9°。而且經(jīng)壓裂改造及注水補(bǔ)充能量開(kāi)發(fā)后，部分微裂縫開(kāi)啟，微裂縫與人工裂縫交錯(cuò)形成復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這些天然裂縫和人工裂縫對(duì)油田開(kāi)發(fā)起到重要影響。一方面壓裂縫、微裂縫與孔隙的良好搭配改善了儲(chǔ)層滲流條件，提高了吸水能力，有利于注水開(kāi)發(fā)；另一方面加劇了儲(chǔ)層非均質(zhì)性和注水開(kāi)發(fā)的矛盾，增加了油田開(kāi)發(fā)的難度。特別是經(jīng)過(guò)壓裂及注水開(kāi)發(fā)，局部井區(qū)注水壓力超過(guò)裂縫開(kāi)啟壓力，易沿人工裂縫主向形成裂縫水竄，形成條狀水線，造成主向油井水淹、側(cè)向油井見(jiàn)效程度低。

1.2 基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)井網(wǎng)優(yōu)化

隨著對(duì)裂縫規(guī)律認(rèn)識(shí)的深入，安塞油田的井網(wǎng)與裂縫匹配關(guān)系不斷優(yōu)化，以期最大地發(fā)揮油藏潛力，這種關(guān)系的變化引起不同井網(wǎng)針對(duì)不同油藏的適應(yīng)性的變化。

早期采用的井網(wǎng)形式以正方形反九點(diǎn)井網(wǎng)（見(jiàn)圖1）為主，油水井比例為3:1，井距300 m、排距300 m，井排方向與裂縫方向平行。這種井網(wǎng)的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)是裂縫側(cè)向油井見(jiàn)效緩慢，主向油井含水快速上升甚至水淹。安塞油田杏河區(qū)1993 年采取正方形反九點(diǎn)井網(wǎng)開(kāi)發(fā)，井網(wǎng)密度11.0 口/平方千米，油井總數(shù)為165 口，其中主向油井有64 口，主向油井含水上升很快，綜合含水由最初的2 %上升至目前的56 %。全區(qū)水淹32 口，水淹比例19.4 %，水淹比例較高，隨后對(duì)這部分水淹井陸續(xù)轉(zhuǎn)注，形成沿裂縫注水開(kāi)發(fā)模式。

從井網(wǎng)和裂縫匹配關(guān)系分析，正方形反九點(diǎn)井網(wǎng)匹配性較差，易造成主向油井快速水淹。根據(jù)這一特點(diǎn)，對(duì)井網(wǎng)進(jìn)行了優(yōu)化。安塞油田塞160 區(qū)1999 年采用了菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)（見(jiàn)圖2）開(kāi)發(fā)，油水井比例為3:1，拉長(zhǎng)對(duì)角線，加大井距至450 m，縮小排距至160 m，延長(zhǎng)主向油井見(jiàn)水時(shí)間，縮短側(cè)向油井見(jiàn)效時(shí)間，井網(wǎng)與裂縫匹配性有所提升。塞160 區(qū)井網(wǎng)密度11.0 口/平方千米，油井總數(shù)為311 口，其中主向油井有94 口，主向油井含水上升較快，綜合含水由最初的38.3 %上升至目前的62.4 %。全區(qū)水淹53 口，水淹比例17.0 %，水淹比例較正方形井網(wǎng)有所下降，隨后對(duì)這部分水淹井陸續(xù)轉(zhuǎn)注，形成沿裂縫注水開(kāi)發(fā)模式。

圖1 正方形反九點(diǎn)井網(wǎng)示意圖

圖2 菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)示意圖

圖3 矩形井網(wǎng)示意圖

雖然菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)與裂縫的匹配性較好，但仍然不可避免造成主向油井水淹。于是繼續(xù)對(duì)井網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。安塞油田塞130 區(qū)2002 年采用了矩形井網(wǎng)（見(jiàn)圖3）開(kāi)發(fā)，油水井比例為2:1，進(jìn)一步加大井距至520 m，縮小排距至120 m，裂縫主向沒(méi)有油井直接受效。這種井網(wǎng)大幅減少了油井水淹比例，提高了壓力梯度，增長(zhǎng)了油井穩(wěn)產(chǎn)期。塞130 區(qū)井網(wǎng)密度11.6 口/平方千米，油井總數(shù)為216 口，總體開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)平穩(wěn)，含水上升緩慢，已注水11 年，綜合含水一直保持在35 %以下。全區(qū)水淹12 口，水淹比例5.5 %，水淹比例較正方形、菱形井網(wǎng)大幅下降，開(kāi)發(fā)效果最好。

矩形井網(wǎng)的開(kāi)發(fā)效果好于正方形井網(wǎng)和菱形井網(wǎng)，說(shuō)明裂縫發(fā)育的特低滲透油藏更適合采用小排距的沿裂縫注水或排狀注水方式，因此后期一次、二次加密時(shí)應(yīng)把原基礎(chǔ)井網(wǎng)逐步調(diào)整為沿裂縫注水或排狀注水井網(wǎng)。

1.3 剩余油分布特征

剩余油是加密調(diào)整的物質(zhì)基礎(chǔ)[3]，剩余油的分布特征決定著加密井網(wǎng)的方式。安塞油田裂縫發(fā)育，裂縫對(duì)剩余油分布具有決定性影響。受裂縫的影響，注入水主要沿裂縫方向突進(jìn)，造成主向水淹，而側(cè)向因水驅(qū)程度低，剩余油豐富，多呈條帶狀分布。因此，在裂縫側(cè)向部署加密井，能最大限度動(dòng)用剩余油，提高采收率。

2 一次加密井網(wǎng)

安塞油田自1996 年開(kāi)始進(jìn)行局部加密調(diào)整，2010-2011 年開(kāi)展了大面積整體一次加密調(diào)整。主要針對(duì)正方形反九點(diǎn)井網(wǎng)、菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)、矩形井網(wǎng)采取了三種加密方式，加密井部署原則是避開(kāi)裂縫主向，在側(cè)向加密，同時(shí)擇機(jī)轉(zhuǎn)注主向油井，一次加密方式由常規(guī)井網(wǎng)向沿裂縫注水井網(wǎng)轉(zhuǎn)變。歷年共實(shí)施一次加密調(diào)整井791 口，初期平均單井日產(chǎn)液4.64 m3、日產(chǎn)油2.33 t、綜合含水40.3 %，累計(jì)產(chǎn)油160.8 萬(wàn)噸。

2.1 正方形反九點(diǎn)井網(wǎng)一次加密方式

正方形反九點(diǎn)基礎(chǔ)井網(wǎng)井排方向與裂縫方向平行，裂縫發(fā)育造成主向油井水淹，側(cè)向油井見(jiàn)效程度低。這類(lèi)區(qū)域一次加密采用縮小排距加密方式，將高含水的主向油井轉(zhuǎn)注，中低含水的主向油井繼續(xù)生產(chǎn)，加密后井距300 m 不變，排距由300 m 縮小為150 m，形成兩排注水井+三排油井的新井網(wǎng)（見(jiàn)圖4），油水井比例仍為3:1 不變。

圖4 正方形反九點(diǎn)井網(wǎng)一次加密示意圖

2.2 菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)一次加密方式

菱形反九點(diǎn)基礎(chǔ)井網(wǎng)井排方向與裂縫方向平行，這類(lèi)區(qū)域一次加密采用油井間縮小井距加密方式，將高含水的主向油井轉(zhuǎn)注，中低含水的主向油井繼續(xù)生產(chǎn)，側(cè)向油井間加密1 口，加密后排距160 m 不變，井距由450 m 縮小為225 m，形成一排注水井+一排油井的新井網(wǎng)（見(jiàn)圖5），油水井比例變?yōu)?:1。

圖5 菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)一次加密示意圖

2.3 矩形井網(wǎng)一次加密方式

矩形基礎(chǔ)井網(wǎng)井排方向與裂縫方向平行，這類(lèi)區(qū)域一次加密采用油井間縮小井距加密方式，油井間加密1 口，加密后排距120 m 不變，井距由520 m 縮小為260 m，形成一排注水井+一排油井的新井網(wǎng)（見(jiàn)圖6），油水井比例變?yōu)?:1。

總體來(lái)看，三種基礎(chǔ)井網(wǎng)經(jīng)過(guò)一次調(diào)整，都由常規(guī)井網(wǎng)向沿裂縫注水井網(wǎng)轉(zhuǎn)變，都達(dá)到了裂縫與井網(wǎng)的合理匹配，取得了較好的效果。

圖6 矩形井網(wǎng)一次加密示意圖

3 二次加密井網(wǎng)設(shè)計(jì)

安塞油田王窯、杏河、塞160 等區(qū)塊一次加密已基本結(jié)束，要保持油藏的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，后期還需進(jìn)行二次加密。二次加密井網(wǎng)需考慮注采系統(tǒng)的平衡，繼續(xù)在裂縫側(cè)向加密，所有主向油井全部轉(zhuǎn)注，同時(shí)實(shí)施加密注水井，強(qiáng)化排狀注水井網(wǎng)[4-9]。需要注意的是，二次加密時(shí)，原基礎(chǔ)井網(wǎng)的側(cè)向油井不可以轉(zhuǎn)注，否則，部分側(cè)向油井會(huì)在5～10 年內(nèi)水淹，損失較大?？傮w來(lái)看，二次加密由沿裂縫注水井網(wǎng)完全轉(zhuǎn)變?yōu)榕艩钭⑺W(wǎng)。

3.1 正方形反九點(diǎn)井網(wǎng)二次加密方式

正方形反九點(diǎn)基礎(chǔ)井網(wǎng)側(cè)向井排距離注水井排300 m，一次加密井排距離注水井排150 m，可見(jiàn)，基礎(chǔ)井網(wǎng)側(cè)向井排的水洗程度普遍會(huì)比一次加密井排的低，基礎(chǔ)井網(wǎng)側(cè)向井排的剩余油普遍會(huì)比一次加密井排的高。因此，二次加密采用側(cè)向井排油井間加密方式，在基礎(chǔ)井網(wǎng)兩口側(cè)向中間再加密一口井，加密后井距由300 m 縮小為150 m。同時(shí)，強(qiáng)化注采系統(tǒng)，在原注水井排加密注水井，仍然形成兩排注水井+三排油井的注采井網(wǎng)（見(jiàn)圖7），油水井比例變?yōu)?:1。

圖7 正方形反九點(diǎn)井網(wǎng)二次加密示意圖

3.2 菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)二次加密方式

菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)一次加密時(shí)形成了一排注水井+一排油井的注采井網(wǎng)，二次加密時(shí)繼續(xù)在油井排進(jìn)行加密，加密后井距由225 m 縮小為112.5 m，仍然形成一排注水井+一排油井的注采井網(wǎng)（見(jiàn)圖8），油水井比例變?yōu)?:1。

圖8 菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)二次加密示意圖

3.3 矩形井網(wǎng)二次加密方式

矩形井網(wǎng)一次加密時(shí)形成了一排注水井+一排油井的注采井網(wǎng)，二次加密時(shí)繼續(xù)在油井排進(jìn)行加密，加密后井距由260 m 縮小為130 m，仍然形成一排注水井+一排油井的注采井網(wǎng)（見(jiàn)圖9）。同時(shí)，強(qiáng)化注采系統(tǒng)，在原注水井排加密注水井，油水井比例為4:1。

圖9 矩形井網(wǎng)二次加密示意圖

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）安塞特低滲油田裂縫發(fā)育，裂縫與井網(wǎng)的匹配對(duì)于基礎(chǔ)井網(wǎng)的開(kāi)發(fā)效果和加密的實(shí)施效果至關(guān)重要?；A(chǔ)井網(wǎng)排距為120～300 m、井距為300～520 m，矩形井網(wǎng)的開(kāi)發(fā)效果最好，其次為菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)，再其次為正方形反九點(diǎn)井網(wǎng)。這說(shuō)明安塞特低滲油田更適合采用小排距的沿裂縫注水或排狀注水井網(wǎng)。

（2）根據(jù)基礎(chǔ)井網(wǎng)的開(kāi)發(fā)效果分析，針對(duì)三種基礎(chǔ)井網(wǎng)，一次加密采取了不同的加密方式。正方形反九點(diǎn)井網(wǎng)采取縮小井排距加密方式、菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)和矩形井網(wǎng)采取油井間縮小井距加密方式，同時(shí)轉(zhuǎn)注裂縫主向油井。一次加密后，排距為120～160 m、井距為225～300 m，均采取小排距的沿裂縫注水井網(wǎng)，均取得了較好的效果。

（3）油藏一次加密后，井距仍然具有進(jìn)一步縮小的空間，二次加密采取油井間縮小井距加密方式，排距為120～160 m、井距為112.5～150 m，同時(shí)在原水井排加密注水井，強(qiáng)化注采系統(tǒng)，原基礎(chǔ)井網(wǎng)完全轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨啪?、小井距的排狀注水井網(wǎng)。

［1］ 王元基主編.高含水儲(chǔ)層剩余油分布研究技術(shù)文集［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2009.

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