低滲透油田超前注水開發(fā)規(guī)律及后期調(diào)整對策研究

田振茂，曹 偉，馬歲贊

（長慶油田分公司第七采油廠，陜西西安 710000）

目前，我國低滲透油田的數(shù)量不斷增加，為了推動(dòng)我國石油產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，必須加大低滲透油田的開發(fā)力度。在對低滲透油田進(jìn)行開發(fā)的過程中，一般都會采取注水采油方案，但是在進(jìn)行注水作業(yè)的過程中，工作人員很難對注水壓力和注水量進(jìn)行嚴(yán)格的把控，以至于非常容易出現(xiàn)油層水淹問題[1]。如果可以采取超前注水方案，則可以對地層的能量進(jìn)行很好的補(bǔ)充，進(jìn)而使得地層壓力升高，以此防止出現(xiàn)地層滲流能力降低的問題，這對于低滲透油田的初期生產(chǎn)作業(yè)而言十分有利。針對低滲透油田的超前注水開發(fā)問題，本次研究首先對超前注水開發(fā)的規(guī)律進(jìn)行研究，對后期的調(diào)整對策進(jìn)行探討，為保障超前注水效果奠定基礎(chǔ)。

1 低滲透油田超前注水開發(fā)規(guī)律

我國某區(qū)塊屬于低滲透油田，其含油面積達(dá)到了9.34km2，共分布有251口油井和注水井，其中注水井的數(shù)量為73口，油井的數(shù)量為178口。為了對超前注水開發(fā)規(guī)律進(jìn)行深入研究，選取20口井采取了超前注水開發(fā)方案，其中20口油井采用了傳統(tǒng)的注水方案，以此對超前注水開發(fā)效果進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn)，隨著超前注水時(shí)間的逐漸增加，累計(jì)注入的水量也在不斷增加，單井的產(chǎn)量出現(xiàn)了上升趨勢，如果地層的壓力可以恢復(fù)到初始壓力的120%時(shí)，此時(shí)單井的產(chǎn)量達(dá)到了最高的狀態(tài)，當(dāng)?shù)貙訅毫Τ^該數(shù)值以后，單井的產(chǎn)量不但不會升高，反而會出現(xiàn)降低的趨勢。一般情況下，超前注水方案采取的越早，則在相同的時(shí)間內(nèi)，地層原油的采出程度就越大，但是并不是超前注水方案采取的越早越好，注水存在最佳的時(shí)間，通過對超前注水油井和普通注水油井的開發(fā)效果進(jìn)行對比后發(fā)現(xiàn)，采取超前注水方案的地層中壓力相對較高，采油強(qiáng)度也相對較大，兩項(xiàng)數(shù)據(jù)均高于普通注水油井，同時(shí)，在油井生產(chǎn)的初期階段，采用超前注水方案以后油井的產(chǎn)量相對較高，產(chǎn)量的遞減速度也相對較慢。通過對兩種類型油井的含水情況進(jìn)行對比后發(fā)現(xiàn)，對于超前注水的油井而言，區(qū)塊內(nèi)的含水量上升速度相對較快，每年的綜合含水量上升速度比普通注水油井的含水量上升速度高7.6%，導(dǎo)致含水量上升速度相對較快的原因相對較多，例如滲透率變化以及液體的粘度等，在其它條件保持不變的前提下，如果滲透率下降，則地層的啟動(dòng)壓力梯度就會升高，進(jìn)而使得地層中的含水量升高，盡管對20口油井都采取了超前注水方案，但是注水強(qiáng)度不同，通過對注水強(qiáng)度和含水量的升高趨勢進(jìn)行對比后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)初期的注水強(qiáng)度相對較高時(shí)，地層內(nèi)初期階段的含水量也相對較高，含水量的上升速度也相對較快。通過進(jìn)行巖心實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對于采取超前注水方案的油井而言，當(dāng)驅(qū)動(dòng)壓力梯度增加時(shí)，油相內(nèi)的滲透率也會有所提升，水相的滲透率基本沒有出現(xiàn)變化，油相與水相之間的滲透率區(qū)間范圍相對較大，進(jìn)行巖心室內(nèi)研究后發(fā)現(xiàn)，對于采取超前注水方案的油井而言，其滲透率小于10mD，壓力系數(shù)的最大值為0.8，地飽和壓差的最大值為1.5MPa，在進(jìn)行原油開發(fā)的過程中，最佳的地層壓力為原始壓力的120%，同時(shí)，隨著滲透率的增加，注入的孔隙體積會有所減低，當(dāng)滲透率達(dá)到8mD時(shí)，地層的壓力就可以達(dá)到原始壓力的120%，此時(shí)需要注入的孔隙體積為0.020PV。

本次研究的低滲透油田地質(zhì)環(huán)境相對較為復(fù)雜，油層的發(fā)育也沒有固定的規(guī)律可言，經(jīng)過多年的原油開發(fā)以后，層位之間的連通性相對較大，相同區(qū)塊位置處的鄰井不能使用同一項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，某些油井在不同的層位也無法使用同一項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，需要使用多種類型的開發(fā)技術(shù)才能取得良好的開發(fā)效果，通過對超期注水油井的樣品進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，油水兩相之間的驅(qū)跨度相對較高，原油的采收率也明顯提升，對于低滲透油田而言，油藏內(nèi)孔道的直徑相對較小，孔道的大小也不規(guī)則，非均質(zhì)性相對較強(qiáng)，在采取超前注水方案的過程中，如果只注不采，則注入的水會沿著注水井的邊緣向四周內(nèi)擴(kuò)散，進(jìn)而使得地層內(nèi)的驅(qū)替壓力得到升高，隨著油藏孔隙內(nèi)壓力的逐漸升高，驅(qū)油效率也會得到一定的提升，在孔隙內(nèi)流體壓力升高的初期階段，驅(qū)油效率的漲幅相對較大，在孔隙內(nèi)流體壓力升高的中后期階段，驅(qū)油效率的漲幅相對較小[2]。

2 低滲透油田后期調(diào)整對策研究

2.1 確定合理的流壓范圍

對于低滲透油田而言，其采油指數(shù)相對較小，為了使得原油的產(chǎn)量可以保持穩(wěn)定，此時(shí)可以適當(dāng)?shù)慕档土鲃?dòng)壓力，提高生產(chǎn)壓差，但是在流動(dòng)壓力相對較低的前提下，如果繼續(xù)降低流動(dòng)壓力，會使得油井內(nèi)的脫氣半徑增加，油相內(nèi)的滲透率不斷下降，此時(shí)的原油產(chǎn)量不但得不到增加，反而會出現(xiàn)降低的趨勢，因此，在這里需要引入油井的啟動(dòng)壓力，通過建立油井內(nèi)流體流動(dòng)方程的方式，確定油井流動(dòng)壓力、地層飽和壓力以及地層壓力三者之間的關(guān)系，然后在根據(jù)前期階段的試井?dāng)?shù)據(jù)資料，最終確定超前注水過程中的合理流體壓力。目前的研究成果表明，地層的壓力、飽和壓力、原油的基本性質(zhì)以及含水情況都會對流動(dòng)壓力產(chǎn)生一定的影響，一般情況下，可以將流動(dòng)壓力確定在飽和壓力的2/3左右，根據(jù)這一基本原則，低滲透油田的工作人員首先需要對地層內(nèi)的飽和壓力進(jìn)行測算，然后確定最佳的流動(dòng)壓力范圍，對開發(fā)中后期階段的低滲透油田流動(dòng)壓力進(jìn)行合理的調(diào)整，全面保障油井的產(chǎn)量。

2.2 確定采油強(qiáng)度

在確定了合理的流動(dòng)壓力以后，工作人員還需要根據(jù)相應(yīng)的公式對采油強(qiáng)度進(jìn)行合理的計(jì)算，對于本次研究針對的區(qū)塊而言，在采取超前注水開發(fā)的前期階段，其采油強(qiáng)度為0.30t/（d·m），在油井進(jìn)入到穩(wěn)產(chǎn)階段以后，可以將采油強(qiáng)度調(diào)整為初期采油強(qiáng)度的70%，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采油強(qiáng)度調(diào)整以后，原油產(chǎn)量的下降趨勢有所減低，這對于低滲透油田實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)十分關(guān)鍵[3]。

2.3 注水調(diào)整模擬方案

在采取超前注水開發(fā)方案的過程中，在初期階段的注水量相對較大，因此，油藏內(nèi)的含水量上漲速度也相對較快，為了保障中后期階段油井基本保持在高產(chǎn)狀態(tài)，必須對注水方案進(jìn)行調(diào)整。注水方案的調(diào)整需要進(jìn)行全面的模擬，主要是對注水量、注水周期以及注水方案調(diào)整時(shí)間進(jìn)行模擬，一般情況下，注水方案的調(diào)整與低滲透油藏所處區(qū)塊、原油的性質(zhì)等條件都具有一定的關(guān)系，工作人員需要制定多套注水調(diào)整方案，然后采用實(shí)驗(yàn)的方式對多套方案分別進(jìn)行模擬，有必要的前提下可以進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，然后優(yōu)選出最佳的注水調(diào)整方案，并在所在區(qū)塊內(nèi)推廣，注水方案的調(diào)整是保障油田處于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)狀態(tài)的最佳方式。

3 結(jié)論

通過本次研究可以發(fā)現(xiàn)，對于低滲透油田而言，由于地層中的滲透率相對較低，因此進(jìn)行原油開發(fā)的難度相對較大，在采取超前注水方案以后，原油的產(chǎn)量可以保持在較高的狀態(tài)，原油產(chǎn)量的遞減速度相對較小，但是地層中的含水量上升速度相對較快，超前注水方案采取的越早，含水量的升高速度越快，這對于油田中后期的生產(chǎn)作業(yè)而言十分不利，因此，在后期階段需要對油田的生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行合理的調(diào)整，使得油井始終處于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)狀態(tài)。