特低滲厚層底水油藏精細注水研究

摘要：松滋油田復Ⅰ斷塊紅花套組油藏位于江陵凹陷區(qū)域性大斷層萬城斷層的升盤，其油藏類型獨特：為中深層、特低滲透、厚層砂巖底水油藏，紅花套組儲厚度大，平均120m，儲層內(nèi)部泥質夾層發(fā)育，夾層較薄，一般0.2-0.8m，平面上不連續(xù)，縱向上分布不穩(wěn)定，主要呈環(huán)帶狀分布在含油構造的東北冀。采用一套井網(wǎng)開發(fā)，表現(xiàn)出自然遞減大、能量嚴重不足的問題，在精細地質研究的基礎上，提出了細分小層研究，將一套厚層細分為三個小層，在此基礎上加強了水驅研究。首先針對其為底水油藏，通過研究合理的避水高度，充分利用邊底水能量，同時通過數(shù)值模擬研究，找出單井注水開發(fā)存在的主要問題，并通過改變注水方式、合理的注采比、水井酸化增注等調(diào)整方式實現(xiàn)區(qū)塊注水“量”的精細。在此基礎上，通過水型配伍性研究，引入自來水做補充水源，并增加了超濾膜裝置，實現(xiàn)分質分壓注水。

關鍵詞：紅花套組;特底滲底水油藏;精細注水;超濾膜

松滋油田復Ⅰ斷塊紅花套組油藏位于江陵凹陷區(qū)域性大斷層萬城斷層的上升盤，含油面積1.69Km²，地質儲量320.59×10⁴t，標定采收率26.0%。其油藏類型獨特：為中深層、特低滲透、厚層砂巖底水油藏，從油藏儲層物性和流體性質看屬于常溫常壓系統(tǒng)下低密度低粘油藏。紅花套組儲層空間展布北厚南薄、西厚東薄，儲層厚度大，平均120m，縱向上整體較均質，但上部物性相對較差，平面上中東部儲層物性最好，西部、北部儲層物性相對較差，儲層內(nèi)部泥質夾層發(fā)育，夾層較薄，一般0.2-0.8m，平面上不連續(xù)，縱向上分布不穩(wěn)定，主要呈環(huán)帶狀分布在含油構造的東北冀。

復Ⅰ斷塊紅花套組油藏自2008年投入開發(fā)，采用一套開發(fā)層系，表現(xiàn)出表現(xiàn)出自然遞減大、含水上升快等問題，本文從隔夾層作用、水驅影響因素、合理的生產(chǎn)壓差等最因素的研究入手，通過對松滋油田復Ⅰ斷塊紅花套組油藏內(nèi)在規(guī)律的深入認識，探索特低滲透油藏高效開發(fā)模式。

1.松滋油田復Ⅰ斷塊紅花套組油藏注水

松滋油田復Ⅰ斷塊紅花套組油藏開發(fā)表現(xiàn)出自然遞減大，含水上升快，分析認為主要問題有以下三點：①是平面上儲量控制狀況合理。但動態(tài)資料表明夾層具有封堵作用，導致夾層發(fā)育區(qū)縱向上儲量控制程度不夠。②是由于油井避水高度大，且物性較差，導致底水能量未充分利用，而由于物性差，注水水源不足，不能建立有效趨替，由于注入水和底水都未建立有效驅替，導致紅花套地層能量下降幅度大，能量下降是自然遞減大的主要影響因素。

2、開發(fā)調(diào)整研究

紅花套油藏類型特殊，針對其自然遞減大，穩(wěn)產(chǎn)形勢嚴峻的問題。我們首先加強了地質研究，根據(jù)地質研究的結果綜合調(diào)整，最終達到控自然遞減的目的。

2.1 細分小層提高儲量控制程度

紅花套初期設計為一套層系開發(fā)，由于隔夾層的發(fā)育以及物性較差，導致儲量縱向控制程度低，且由于動態(tài)監(jiān)測資料反應夾層對油水縱向運動具明顯的封隔作用。因此我們想通過隔夾層細分小層，提高紅花套儲量控制程度。

2.1.1夾層識別與分布研究

低滲透厚層底水油藏儲層中隔夾層既影響流體的垂向滲流，也影響水平滲流，并制約油田開發(fā)的注采層位和射孔層段。通過取心井建立隔夾層測井識別標準，對單井隔夾層進行系統(tǒng)識別，并做多井對比，從而得出隔夾層空間分布特征。

SH8-X18井取心證實有5層明顯的泥巖夾層，厚度0.2～0.8m，其孔隙度、滲透率與油層有明顯差異，還存在物性夾層（如圖2-1-1）。

夾層測井曲線識別：

本次研究中主要是應用巖心、錄井、測井資料來識別夾層，并以測井資料為主。通過對本區(qū)取心井巖心觀察和巖屑錄井描述表明，該區(qū)發(fā)育泥巖夾層和物性夾層兩種，兩種夾層具有不同的測井響應特征。

泥巖夾層：厚度一般大于0.5m，自然伽瑪≥65API，密度大于2.5g/cm3，聲波時差較上下地層明顯變小，典型值≤210μs/m，電阻率值明顯高于圍巖，微電阻率出現(xiàn)高尖峰（如圖2-1-3）。測井識別泥巖夾層厚度≥0.2m。

物性夾層：厚度一般小于0.5m，40API≤自然伽瑪<65API，密度大于2.4g/cm3，聲波時差較上下地層明顯變小，典型值≤220μs/m，電阻率值較圍巖略高，微電阻率低幅或高尖峰。

2.1.2精細小層對比

結合錄井、測井以及巖心分析，制定了紅花套組油藏細分層原則：

①、隔夾層發(fā)育區(qū)域高部位，選定大斜度井、水平井的導眼井（SH8-X18導和SK8-17導）為標準井;

②、單層厚度大于10m（考慮單小層挖潛的水平井鉆遇率和經(jīng)濟動用厚度）;

③、目前已投產(chǎn)大斜度井、水平井射開層位原則上單獨劃分為一個小層。

根據(jù)細分層標準，開展了全區(qū)小層精細對比。建立對比剖面骨架網(wǎng)，在全區(qū)開展地層對比。在隔夾層發(fā)育區(qū)域盡量依據(jù)隔夾層進行細分。隔夾層不發(fā)育區(qū)域，通過與東部井對比，硬性劈分厚層砂巖。最終將紅花套組分為3個層，并編制每個層的含油面積圖和夾層分布圖。夾層分布圖如圖2-1-4至2-1-5所示。

在完成了井區(qū)小層分層之后，對全區(qū)的井進行了歸位，通過以上工作就明確了各小層的潛力區(qū)。在潛力區(qū)提出了鉆新井和補孔措施，例如SH8-P25井，平面上距離SK8-17井僅60m，縱向上相距7.2m。在SK8-17井累積采油32257t的情況下，SH8-P25井投產(chǎn)后，氣大、井涌，日產(chǎn)油17t，截止目前累產(chǎn)2.2216萬噸，鄰井生產(chǎn)動態(tài)無變化，證實隔夾層具有良好的封堵作用，目前日產(chǎn)油量仍然穩(wěn)定在15t水平，含水為16.6%。

第二種措施是老井補孔，例如SH8-X18井，補孔層與原生產(chǎn)層間隔層僅0.6m，補孔后油量上升，含水下降幅度大，通過上面兩類措施可以看出細分層有效可行。

2.2 ?改善水驅開發(fā)效果

2.2.1 ?降低避水高度利用底水能量

首先從物模實驗中，我們可以看到由于隔夾層的存在，可以大大減緩含水上升的速度，如圖2-2-1所示。

紅花套底水體積為11.4倍，具有一定的底水能量，由于物性較差且避水高度較大，導致底水作用有限，改善水驅首先要利用好這部分能量。首先我們通過生產(chǎn)實際觀測到，對特低滲透底水油藏，其含水上升規(guī)律表現(xiàn)的中高滲底水油藏明顯不同，預防底水突破不是其主要面臨的問題。通過數(shù)值模擬研究當儲層厚度大于40m之后，避水高度對動態(tài)影響較小，避射厚度穩(wěn)定在20m左右。如圖2-2-2所示。在避水高度大的東南部鉆新井SH9-P15，投產(chǎn)后不含水，驗證避水高度大，物性差，底水無法上托補充地層能量，受泥漿污染初期日產(chǎn)油8噸，未獲預期產(chǎn)能。

2.2.2 ?加強人工注水研究

首先結合井區(qū)內(nèi)單井油井測壓資料、單井沉沒度、產(chǎn)量遞減規(guī)律，將全區(qū)分為三類，其中Ⅰ類為能量充足區(qū)、Ⅱ類為能量不足區(qū)，Ⅲ類為能量嚴重不足區(qū)，其中Ⅰ類區(qū)立足天然能量開發(fā)，Ⅱ、Ⅲ加強人工注水。

1.無水井對應的能量不足區(qū)

無水井對應的能量不足區(qū)，以井網(wǎng)完善為主，調(diào)整工作量：轉注1口，通過調(diào)整注采對應率從65.8%上升到68%;待轉注井1口，通過注采調(diào)整，形成了邊部注水+點狀注水相結合的注采井網(wǎng)。轉注后，縱向和平面井網(wǎng)完善程度提高。

2.有水井對應的能量不足區(qū)

通過數(shù)值模擬解剖，找出4個在注井組注水見效差的主要原因，通過數(shù)值模擬解剖，得出結論，影響注水不見效主要有兩個方面的的原因：一是欠注;二是底部注水不能形成有效驅替。

針對這兩個原因，主要做了以下調(diào)整：

①將底部上托改為層段對應注水

首先根據(jù)前面地質認識，將紅花套一套厚層細分為三個小層，后經(jīng)過數(shù)值模擬與生產(chǎn)實際的結合來看，底部上托注水效率低，難以形成有效驅替，因此我們將底部上托的注水方式改為層段對應注水。

②計算了單井的合理注采比

由于紅花套的井大部分為邊部注水，注入外外溢外溢量較大，且由于井網(wǎng)不規(guī)則，每個井組都有其特殊性，針對這一情況，我們對每個井組進行了模擬，計算了合理的注采比。

③引進超濾膜注水工藝，改善水質

根據(jù)合理的注采比的計算，得出紅花套合理的日注水平為140方，而紅花套的日產(chǎn)水僅70方左右，因此，需要引入補充水源。

針對紅花套為特低滲油藏，其儲層易受外來固體顆粒堵塞和外來液傷害的特點，首先開展了水型配伍性實驗。實驗結果顯示：紅花套組采出污水配伍性最好，其次是長江水或自來水。其它水源配伍性差，如圖2-2-3所示。在補充水源確定的情況下，結合區(qū)塊物性資料，提出了紅花套分質分壓注水系統(tǒng)改造流程，東部物性較好區(qū)域采用紅花套采出污水，在同興站集中處理;西南部物性較差區(qū)域采用自來水為主，中渠河水作為補充，實現(xiàn)分質分壓注水。

在解決水源的問題之后，針對紅花套為特低滲油藏，孔吼半徑小，易堵塞，特引進超濾膜過濾裝置，過濾后水質從A3級別上升到A1級別，滿足特低滲油藏注水需求。

3、調(diào)整效果

通過利用天然能量與加強人工注水相結合，紅花套開發(fā)趨勢逐漸向好，儲量控制程度從72.5%提高到80.4%，水驅控制程度從45%提高到70%，含水上升率從4.5%下降到2.5%，自然遞減維持連續(xù)4年維持在10%以下，含水穩(wěn)定，從含水與采出程度關系曲線看開發(fā)趨勢向好。

4、結論與認識

1、雖然紅花套夾層分布不穩(wěn)定，但仍可將一套層系細分為三套，通過細分提高儲量的控制程度。

2、對于特低滲透油藏，避水高度并不是越高越好，其避水高度穩(wěn)定在20米左右，降低避水高度能合理的利用底水能量。

3、超濾膜注水工藝能顯著的提升特低滲油藏水驅效果，可為該類油藏的開發(fā)提供借鑒方法。

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作者簡介：

祁久紅（1985-），女，工程師，碩士生，從事油氣田勘探開發(fā)方面的研究工作。