高含水油田無(wú)效循環(huán)治理潛力分析及節(jié)能治理方法

張艷春（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

高含水油田經(jīng)過(guò)多年的注水開發(fā)，隨著注采規(guī)模的逐年加大，無(wú)效循環(huán)注采逐年加劇，厚油層內(nèi)存在嚴(yán)重的無(wú)效、低效循環(huán)，優(yōu)勢(shì)通道的孔滲參數(shù)發(fā)生變化，非均質(zhì)特征進(jìn)一步加大，導(dǎo)致注入段無(wú)效循環(huán)嚴(yán)重，采出端采收率低，開發(fā)效果受到影響。以某高含水油田為例，目前無(wú)效循環(huán)厚度比例為15.3%，無(wú)效注采量占總注采量的21.7%以上，按2020年注水產(chǎn)液計(jì)算，日無(wú)效注水達(dá)到7.2×104m3，日無(wú)效產(chǎn)液達(dá)6.6×104t，由此導(dǎo)致注采兩端耗電始終居高不下。2020年注水電力消耗8211×104kWh，機(jī)采電量消耗9213×104kWh，分別占油田總耗電量的33.59%、37.69%。

通過(guò)典型區(qū)塊的精細(xì)地質(zhì)解剖，研究無(wú)效循環(huán)場(chǎng)的精細(xì)識(shí)別方法，確定無(wú)效循環(huán)分布特征。通過(guò)不同點(diǎn)壩砂體組合模式條件下油水井封堵方法、產(chǎn)液強(qiáng)度、壓力等研究，開展綜合治理，堅(jiān)持控水與挖潛相結(jié)合能有效實(shí)現(xiàn)源頭的節(jié)能降耗[1-2]。

1 無(wú)效循環(huán)治理潛力分析

高含水油田實(shí)現(xiàn)厚油層控制無(wú)效循環(huán)，減少無(wú)效注水，增加有效采出，主要存在以下幾方面問(wèn)題。

1）水驅(qū)含水差異大，產(chǎn)液結(jié)構(gòu)需進(jìn)一步優(yōu)化。以某高含水區(qū)塊為例，水驅(qū)含水差異大，從小于60%到大于95%均有分布，導(dǎo)致各不同含水層級(jí)間產(chǎn)液、產(chǎn)油差異加大。尤其是含水大于95%的井有167口，占總開井?dāng)?shù)的38.1%，日產(chǎn)油占32.6%，但日產(chǎn)液占53.3%，產(chǎn)量結(jié)構(gòu)需進(jìn)一步優(yōu)化，某高含水油田水驅(qū)油井含水分級(jí)狀況見表1。

表1 某高含水油田水驅(qū)油井含水分級(jí)狀況

2）厚油層層內(nèi)動(dòng)用不均衡，挖潛與控水潛力較大。某上返區(qū)塊2m以上厚油層不同韻律部位水淹統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表2）表明：韻律段上部未水淹厚度比例為29.72%，低水淹厚度比例為42.37%，采出程度為24.63%，而高、特高水淹比例為3.84%，采出程度為50.1%；韻律段下部低水淹比例為3.76%，采出程度為24.18%，高水淹厚度比例為40.36%，采出程度為50.44%，韻律段上部的采出程度比下部低29.17個(gè)百分點(diǎn)。

表2 不同韻律部位水淹統(tǒng)計(jì)結(jié)果

歷年厚油層內(nèi)吸水狀況變化見表3，該區(qū)塊厚油層內(nèi)主要吸水部位吸水砂巖比例由1985年的60.57%到2006年的32.40%，2020年下降到29.64%。不吸水部位的厚度比例則由1985年的2.33%到2006年的16.75%，2020年上升到17.23%。表明厚油層內(nèi)注入矛盾突出。因此，厚油層內(nèi)控水與挖潛是調(diào)整的主要方向。

表3 歷年厚油層內(nèi)吸水狀況變化（有效厚度≥2m）

3）薄差層層間動(dòng)用差異大，層間調(diào)整仍有余地。某上返區(qū)塊高臺(tái)子油層水淹狀況見表4，有效厚度小于0.5m的自然層，水淹解釋為一個(gè)級(jí)別的厚度比例較大，占總厚度的97.0%，且以低、未水淹為主，占總厚度的80.5%；有效厚度大于1.0m的自然層，水淹解釋為兩個(gè)級(jí)別的厚度比例較大，占總厚度的50.3%，且以中、高水淹為主，占總厚度的42.3%。不同厚度級(jí)別油層，層間動(dòng)用差異大。

表4 某上返區(qū)塊高臺(tái)子油層水淹狀況

根據(jù)3口密閉取心井高臺(tái)子油層水狀況見表5，高臺(tái)子油層水洗層以中水洗為主，厚度比例為32.34%，驅(qū)油效率為44.07%。但是，還有42.77%的油層為低、未水洗，是水驅(qū)調(diào)整的主要對(duì)象。

表5 密閉取心井高臺(tái)子油層水洗狀況

4）平面壓力分布不均衡，注采系統(tǒng)調(diào)整仍具有潛力。壓力分級(jí)見表6，平面壓力不均衡，以一、二次加密井尤為突出。其中一次加密井高、低壓井點(diǎn)比例分別達(dá)到了22.73%和54.55%；二次加密井低壓井點(diǎn)比例達(dá)到了63.64%。因此，一、二次加密井的高、低壓井組的平面調(diào)整仍有較大潛力，是整個(gè)注水系統(tǒng)壓力治理的重點(diǎn)。

表6 壓力分級(jí)

2 無(wú)效循環(huán)節(jié)能治理的對(duì)策及效果

針對(duì)無(wú)效注采循環(huán)嚴(yán)重的矛盾，開展以“控制無(wú)效注采循環(huán)、提高有效注入”為調(diào)整原則，綜合調(diào)整為基礎(chǔ)，挖控結(jié)合為手段的節(jié)能降耗工作。

2.1 創(chuàng)新調(diào)剖封堵技術(shù)治理無(wú)效循環(huán)

1）井區(qū)規(guī)?；舛略囼?yàn)。通過(guò)試驗(yàn)研究不同點(diǎn)壩砂體組合模式條件下油、水井對(duì)應(yīng)封堵方法，達(dá)到控制無(wú)效產(chǎn)出、提高有效注入的目的。優(yōu)選出對(duì)應(yīng)封堵油、水井各15口，年控制無(wú)效注入10×104m3，控制無(wú)效采出8×104t。同時(shí)以河流相沉積的二類油層為試驗(yàn)區(qū)，開展深度調(diào)剖試驗(yàn)。受油層非均質(zhì)性影響，二類油層的平面、層間、層內(nèi)矛盾更突出，采取深度調(diào)剖以減緩三大矛盾，改善開發(fā)效果[3-5]。實(shí)施注水井深度調(diào)剖6口，周圍采出井31口，中心井6口，年控制無(wú)效注入5×104m3，控制無(wú)效采出12×104t。

2）“二三結(jié)合”試驗(yàn)區(qū)油水井封堵。通過(guò)井網(wǎng)加密縮小井距和現(xiàn)井網(wǎng)補(bǔ)孔縮小井距，利用現(xiàn)井網(wǎng)補(bǔ)孔完善結(jié)構(gòu)單元注采關(guān)系做法改變液流方向。將封堵原水驅(qū)井網(wǎng)中射開薩Ⅲ4-10油層的基礎(chǔ)井網(wǎng)井和其它井的薩Ⅲ4-10油層。優(yōu)選出水井32口，油井46口進(jìn)行對(duì)應(yīng)層系封堵。對(duì)應(yīng)封堵后，含水下降1.8個(gè)百分點(diǎn)，累計(jì)年控制無(wú)效注入10.3×104m3，控制無(wú)效采出11.2×104t。

2.2 通過(guò)綜合調(diào)整控制無(wú)效注水

1）注水井平面調(diào)整。針對(duì)油層間平面動(dòng)用差異較大的矛盾，以動(dòng)用差異大層為重點(diǎn)，以井組為單元，以注采平衡為原則，逐層分析各沉積單元注采關(guān)系，加強(qiáng)低壓井組、低含水層段注水量，控制高壓、高含水井組注水量[6]。實(shí)施注水井平面調(diào)整方案63口井，年控制無(wú)效注入29×104m3。

2）注水井細(xì)分。針對(duì)油層間縱向動(dòng)用差異較大的問(wèn)題，在合理細(xì)分組合注水層段同時(shí)，加大層內(nèi)細(xì)分注水調(diào)整。通過(guò)對(duì)油層性質(zhì)好、注水倍數(shù)高的高水淹部位控注，加強(qiáng)對(duì)注水倍數(shù)低、動(dòng)用較差油層有效注水，達(dá)到擴(kuò)大注水波及體積，提高動(dòng)用差部位驅(qū)油效率目的。細(xì)分調(diào)整方案9口井，年控制無(wú)效注入4×104m3，控制無(wú)效產(chǎn)出1×104m3。

3）注水井周期注水。在一次加密井及聚驅(qū)井綜合含水較高、地層壓力較高的區(qū)塊開展全井周期注水，通過(guò)數(shù)值模擬及油藏參數(shù)運(yùn)算，確定半周期為30天，執(zhí)行2個(gè)周期[7-9]。周期停注層段在恢復(fù)注水時(shí)根據(jù)周圍采油井的動(dòng)態(tài)變化適當(dāng)進(jìn)行水量調(diào)整。實(shí)施48口井，年控制無(wú)效注入22×104m3，控制無(wú)效產(chǎn)出8×104m3。

2.3 以挖控結(jié)合控制無(wú)效產(chǎn)出

1）采油井堵水。針對(duì)河道砂厚油層內(nèi)高滲透部位及油井厚油層發(fā)育層數(shù)多，多段高含水的情況，以厚油層內(nèi)精細(xì)解剖技術(shù)為指導(dǎo)，采取層內(nèi)與層間封堵相結(jié)合方法[10]。油井堵水33口，年控制無(wú)效注入28×104m3。

2）采油井壓裂、補(bǔ)孔措施。對(duì)于厚油層內(nèi)變差部位與薄差油層剩余油可通過(guò)選擇性壓裂與多裂縫壓裂方法改善連通狀況挖潛。對(duì)于結(jié)構(gòu)單元注采不完善部位剩余油可通過(guò)代用井補(bǔ)孔方法完善注采關(guān)系挖潛。

通過(guò)上述精細(xì)的綜合調(diào)整工作，年控制無(wú)效注水量80.6×104m3，控制無(wú)效產(chǎn)液量68.7×104t，增油2.242×104t，實(shí)現(xiàn)年節(jié)電877×104kWh。

3 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

1）通過(guò)注水端結(jié)構(gòu)綜合調(diào)整，實(shí)施多種控水調(diào)整技術(shù)，可以達(dá)到治理無(wú)效注入和無(wú)效采出的目的，是油田實(shí)現(xiàn)低成本節(jié)能開發(fā)的重要手段。

2）周期注水可以有效地緩解層間矛盾，提高油層動(dòng)用程度。在保證充足的地層能量的前提下，水量波動(dòng)幅度越大，能夠有效增大波及體積，提高驅(qū)油效率，取得的效果越好。

3）通過(guò)無(wú)效循環(huán)治理，可實(shí)現(xiàn)控制無(wú)效注水量80.6×104m3，控制無(wú)效產(chǎn)液量68.7×104t。