多層砂巖油藏精細(xì)注水開發(fā)實踐

宋文娟，柳青馨，王志永(中國石油冀東油田分公司陸上油田作業(yè)區(qū)，河北 唐山 063200)

0 引言

經(jīng)調(diào)查分析可以了解到，多層砂巖油藏的石油存儲量相對較多，但不同的油藏有著不同的石油存儲方式?，F(xiàn)階段，為實現(xiàn)石油資源的有效開發(fā)利用，在石油資源的開采過程中，應(yīng)依據(jù)油藏的實際情況，選擇合適的開發(fā)模式，以便提升石油資源的開采效率。

1 油藏注水開發(fā)可能出現(xiàn)的問題

為切實滿足當(dāng)前人們對石油資源的需要，通過油田注水開發(fā)工作，提升石油的產(chǎn)量成為一項極為必要的工作。但使用這一技術(shù)方法進(jìn)行石油開發(fā)過程中，受產(chǎn)期注水工作會使得油田油層底部被反復(fù)沖刷但不能真正實現(xiàn)高效循環(huán)的影響。隨著當(dāng)前油田開采耗能不斷增長，為實現(xiàn)油田的可持續(xù)利用，石油資源的有效開采應(yīng)依據(jù)油田的實際情況，靈活選擇油田開采方法，實現(xiàn)多層砂巖油藏的精細(xì)開發(fā)。需要注意的是，在多層砂巖油藏的開采過程中，盡管在不同開發(fā)階段使用的石油開采技術(shù)有所區(qū)別，但隨著開采時間的不斷延長，注水量的不斷增加，油藏開發(fā)過程中仍會出現(xiàn)一些問題，對后續(xù)石油開采工作的順利進(jìn)行產(chǎn)生極為不利的影響[1]。

2 油藏多元注水工藝的應(yīng)用

2.1 分層注采

在多層砂巖油藏開采過程中，不同的油藏油田在發(fā)育過程中，會出現(xiàn)油層強(qiáng)弱分層的情況，這使得油井分布上將會出現(xiàn)一定的差異。具體來說，偏心分注技術(shù)就是一種較為常用的分層注采技術(shù)，在實際應(yīng)用過程中，這一技術(shù)可以通過配水器實現(xiàn)中心主道配有橋通道的方式，提升流量的穩(wěn)定性。同時，為了避免在使用這一技術(shù)時出現(xiàn)堵塞器堵塞的情況，需要通過壓力測試實驗對偏心分注技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行測試，明確注水工作的具體參數(shù)[2]。在領(lǐng)用偏心分注技術(shù)對油井進(jìn)行加壓處理時，應(yīng)滿足單車單層紙側(cè)精細(xì)注水的要求，并且對出現(xiàn)的頻率進(jìn)行控制，降低井下事故出現(xiàn)的可能性。

2.2 異步注采

異步注采是一種通過周期性注水的方式，提升多層砂巖油藏采收率的方式，在這一技術(shù)方法應(yīng)用過程中將會導(dǎo)致油井內(nèi)的非均質(zhì)性上升，從而達(dá)到提升注水工作效果的目的。需要注意的是，通過定時注水的方式，異步注采技術(shù)可以保證油井的穩(wěn)定性，降低裂縫出現(xiàn)的可能性，但不穩(wěn)定的注水工作可能會導(dǎo)致井內(nèi)壓力差升高，進(jìn)而出現(xiàn)安全隱患。同時，在這一技術(shù)的應(yīng)用過程中，為進(jìn)一步擴(kuò)大油藏注水體積，在進(jìn)行油井復(fù)查時，應(yīng)對原油的壓差進(jìn)行測量，以便更好地保證裂縫的下流以及排油速度能夠與實際情況相一致。

2.3 組合注采

組合注采方式是一種依據(jù)多層砂巖油藏實際情況，靈活選擇注采方式，實現(xiàn)油田的穩(wěn)定開采。當(dāng)前每個多層砂巖油藏的地層能量與信息均存在著一定的差別，在注采過程中，為保證采收工作效率的提升，可以采用組合的方式，實現(xiàn)以油井與重點(diǎn)井為中心的組合注采，在實現(xiàn)水平井與直井之間有效聯(lián)系的同時，盡可能地將油井組合到一起，提升注水工作的效率。

3 油藏精細(xì)注水開發(fā)實例

3.1 油藏概況

某油田為典型的復(fù)雜斷塊注水開發(fā)多層砂巖油藏，在石油資源開采過程中發(fā)現(xiàn)，油田主要含油層系為第三系。其中，淺層油藏儲層為河流相砂巖，有著高孔高滲、膠質(zhì)疏松的特點(diǎn)；中層油藏儲層為扇三角洲砂巖，有著中孔中低滲的特點(diǎn)；原始地層水為重碳酸氫鈉型，50 ℃原油的黏度為1.5 mPa·s。在油田開發(fā)時，發(fā)現(xiàn)單井鉆遇油層最高層數(shù)超過了60層，含油跨度超過了400 m，受油田地面條件的限制，油田開發(fā)方式為大斜度井開發(fā)，由于油井本身的結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，使得石油開采過程中，注水工作的難度大幅度上升[3]。

3.2 精細(xì)化注水方法

3.2.1 單砂體劃分法的應(yīng)用

為實現(xiàn)該油田多層砂巖油藏注采井網(wǎng)與注采關(guān)系的優(yōu)化完善，可以將單砂體劃分方法應(yīng)用到注采工作中。單砂體劃分法主要可以被分成剖面上單砂體劃分方法與平面上單砂體劃分方法兩種。其中，剖面上單砂體劃分法可以被用于單砂體間泥巖隔層分布相對穩(wěn)定的情況下。在使用這種劃分方法時，單砂體的地層厚度應(yīng)當(dāng)在0.5～1.0 m的范圍內(nèi)，砂體的分布應(yīng)比較穩(wěn)定，鉆遇率應(yīng)在40%以上，同時在泥巖隔層分布時，純泥巖的厚度應(yīng)在0.5 m之間，并且泥巖在隔層平面上的分布應(yīng)較為穩(wěn)定，可以實現(xiàn)全區(qū)內(nèi)的追溯對比。需要注意的是，在單砂體劃分過程中，有著不穩(wěn)定的泥質(zhì)或鈣質(zhì)夾層，那么可以將這部分夾層看作是單砂體的內(nèi)部夾層。平面上單砂體劃分法又可以分成等高程對比法、相控對比法與疊制及下切砂體側(cè)向連續(xù)對比法。

在使用單砂體單元對注采井網(wǎng)進(jìn)行完善時，可以先以單砂體為基礎(chǔ)，對油砂體展布和井間聯(lián)通關(guān)系進(jìn)行確認(rèn)，然后對采井網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)無效注水井的注采。同時，對注水壓力高的注水井組，可以通過單砂體研究的方式，明確砂體間的連通性，并對注采井網(wǎng)進(jìn)行重新調(diào)整。在借助單砂體單元對注采關(guān)系加以完善時，可以以單砂體對比研究情況為基礎(chǔ)，對油砂體展布關(guān)系與井間聯(lián)通關(guān)系進(jìn)行重新確認(rèn)，并對實施層系進(jìn)行完善，通過補(bǔ)孔的方式對注水不見效的水井注采關(guān)系加以完善。舉例來說，該油田共有5個注水井，在開展注水井組完善工作時，先對2口水井進(jìn)行了補(bǔ)孔完善操作，對1口水井進(jìn)行了細(xì)分重組操作，對3口油井進(jìn)行了完善補(bǔ)孔操作，在操作完成初期，石油開采量日增52 t。

3.2.2 大斜度多級細(xì)分注水技術(shù)

在石油開采過程中，面對注水井層間矛盾突出，生產(chǎn)井井段廠、井斜大等問題，可以通過精細(xì)分層注水操作的方式，實現(xiàn)石油的穩(wěn)定開采。在石油開采過程中，首先，用“層段縮小，進(jìn)攻主力段”的注水方式代替“層段過多、自下而上”的注水方式，以主力層為基礎(chǔ)，通過對分注井段進(jìn)行重新細(xì)分的方式，緩解層間矛盾，提升注水的驅(qū)動力。其次，提升大斜度多級分注技術(shù)的重視度，在進(jìn)行斜度在45度以上的油井或者分注段數(shù)超過3段的油井時，可以采用橋式同心測調(diào)一體化技術(shù)；在進(jìn)行斜度在45度以下，分注段數(shù)小于三段的油井時，可以采用橋式偏心定量分注法，提升注水工作的質(zhì)量。最后，為保證分層注水工作的質(zhì)量，需要在注水過程中加強(qiáng)油井的分層測試，并盡量縮短測試周期，提升注水工作的合格率。在開展該油田單井分注工作時，油田的平均單井分注層段為2.5層，最大單井分注層段為5級6段，分注層間距超過了2.0 m。在實施細(xì)分注水操作后，該油田的滲透率由原本的9.6降至了705，層段內(nèi)變異系數(shù)下降了0.06。經(jīng)過吸水平剖面測試發(fā)現(xiàn)，油田的吸水層數(shù)比例上升了7.1%，吸水厚度比例提高了6.0%[4]。

3.2.3 分段調(diào)剖技術(shù)的應(yīng)用

在進(jìn)行油田水淹層治理時，可以示蹤劑監(jiān)測、進(jìn)口壓降曲線對比、吸水剖面等技術(shù)方法，對水淹井與注水井之間是否存在高滲透條帶進(jìn)行分析。首先，在應(yīng)用示蹤劑監(jiān)測法時，可以通過在水井中投放適量示蹤劑，然后在油井上取樣化驗的方式，對出水驅(qū)速度進(jìn)行計算，了解兩者間是否存在高滲透條帶；在應(yīng)用井口壓降曲線對比法時，可以先對井口壓力降落曲線進(jìn)行測量，若發(fā)現(xiàn)某些注水井的壓力降落速度較快，那么將數(shù)據(jù)與斷塊的平均吸水指數(shù)進(jìn)行比對，若吸水指數(shù)更大，則可能存在高滲透條帶；最后，在使用吸水剖面法時，可以采用同位素吸水剖面測試的方法，若厚油層內(nèi)吸水不均現(xiàn)象嚴(yán)重，那么厚油層內(nèi)部可能存在高滲透條帶[4]。

在找出高滲條帶后，可以通過分段調(diào)剖的方式，對其進(jìn)行封堵。具體來說，為了實現(xiàn)水淹層的有效治理，可以在完成高滲條帶識別，水井細(xì)分工作后，對潛力段分層情況進(jìn)行調(diào)剖處理，并盡量提高調(diào)剖處理工作的半徑，擴(kuò)大水驅(qū)波的體積。具體來說，在該油井的水淹層治理時，一年間進(jìn)行深度調(diào)剖處理的井次為12，在調(diào)剖工作結(jié)束初期，增油量達(dá)45 t，階段增油量達(dá)3 380 t。

3.2.4 綜合性增注技術(shù)的應(yīng)用

為實現(xiàn)油藏的有效注水，面對該油田因儲層污染造成的底層堵塞、注水壓力偏高的現(xiàn)象，可以使用酸化降壓增注的方法。對該油田低滲油藏儲層物性差、無法進(jìn)行注水操作的情況，則可以采用水利壓裂的增注方法。第一，面對該油田儲層污染的問題，采用了“鹽酸-硝酸-微乳酸-多氫酸”的酸化解堵方法。同時，在酸化過程中，為避免因二次沉淀的出現(xiàn)，導(dǎo)致污染問題的反復(fù)，可以采用氮?dú)馀菽瓕崿F(xiàn)排酸。在一年間，該油田進(jìn)行酸化解堵降壓操作的井次為22，初期平均注水壓力下降了4.3 MPa，平均單井增注46 m3/d，增加水驅(qū)動用儲量達(dá)277×104t。第二，面對該油田低滲油藏儲層物性差的問題，該油田在一年間實施的壓裂增注井口為4，在使用水利壓裂操作的初期，平均注水壓力下降了8.3 MPa，平均單井增注98 m3/d。但需要注意的是，在使用壓裂增注操作后，油藏儲層的流動通道與滲流方式將會發(fā)生改變。為避免油井后續(xù)出現(xiàn)注水突進(jìn)的問題，需要以主力小層動用狀況為基礎(chǔ)，加強(qiáng)注水狀況、壓力、注采等情況的監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)問題時，及時對其進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，以便保證油藏開采工作的順利進(jìn)行。

3.2.5 加強(qiáng)層、限制層、穩(wěn)定層的精細(xì)化調(diào)控

在明確不同油層具體開發(fā)情況后，可以對注水情況進(jìn)行細(xì)分，然后依據(jù)各階段助力油層的具體情況，對注水層段地層壓力加以明確。并以此為基礎(chǔ)，將注水層劃分成加強(qiáng)層、限制層與穩(wěn)定層，依據(jù)其具體性質(zhì)，對其進(jìn)行精細(xì)化的注水操作。在進(jìn)行注水操作時，對一些虧空較大、累計采注比偏低的地層，可以將其劃分為加強(qiáng)層。在進(jìn)行注水操作時，為實現(xiàn)水驅(qū)波的提高，體積的增大，可以加強(qiáng)注水，控制日注采比超過1.2。對累計采注比較高、動用程度較高的中高滲層，可以將其劃分為限制層。為避免或者緩解油層水淹現(xiàn)象，需要加強(qiáng)注水控制，并盡量控制日注采比小于0.8。對壓力保持水平較好，油層動用狀況較好的注水層，可以將其劃分為穩(wěn)定層。并且在油藏開采過程中，為保證注采的相對平衡，需要盡量控制日注采比在0.8～1.2之間。在該油田的動態(tài)調(diào)控過程中，實施調(diào)控的井次為112，其中上調(diào)注水井次為70，上調(diào)注水量為10.4×104m3，控制注水井次為32，控制注水量為3.2×104m3，通過這種方式，能夠?qū)M中的含水量進(jìn)行有效地控制。

3.3 精細(xì)注水管理

在該油田精細(xì)注水過程中，為進(jìn)一步提升精細(xì)注水工作的質(zhì)量，一方面，需要對油藏開采組織機(jī)構(gòu)進(jìn)行健全，對人員的項目管理職能加以完善；另一方面，需要建立完善的水質(zhì)監(jiān)測體系，強(qiáng)化節(jié)點(diǎn)控制，提高水質(zhì)的合格率，在滿足當(dāng)前油藏開采工作需要的同時，避免對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。在該油田油藏開采過程中，為實現(xiàn)開采工作的有序進(jìn)行，首先，該油田以工程地質(zhì)工作人員為基礎(chǔ)，加強(qiáng)油藏開采工作保障體系的建設(shè)，組建了包括油藏管理、工藝技術(shù)、日常管理、綜合管理等小組為一體的組織機(jī)構(gòu)，在日常工作過程中，共同加強(qiáng)對注水工作的管理；其次，該油田的工作人員建立健全了注水例會制度，通過對注水工作進(jìn)行“三級”把關(guān)的方式，提升油藏開采工作方案制定、優(yōu)化與落實的質(zhì)量，保證了該油田注水工作能夠持續(xù)有效地進(jìn)行；再次，為避免水資源的污染，該油田建立了5座污水處理站，通過對污水進(jìn)行一級沉降、二級過濾工藝處理的方式，實現(xiàn)節(jié)點(diǎn)水質(zhì)綜合治理，改善水質(zhì)，在2018年，該油田的水景水質(zhì)合格率高達(dá)87.7%，比去年同期升高了6.2%，在滿足油田注水工作需要的同時，為當(dāng)?shù)丨h(huán)境安全提供了有效支持。

4 結(jié)語

總而言之，在當(dāng)前多層砂巖油藏精細(xì)化開采過程中，注水工序是極為重要的工作環(huán)節(jié)，其質(zhì)量與石油的開發(fā)效率之間存在著直接的聯(lián)系。為保證石油資源的穩(wěn)定增產(chǎn)，在進(jìn)行多層砂巖油藏開采過程中，應(yīng)盡量避免使用傳統(tǒng)的注水方式，在明確不同階段多層砂巖油藏實際情況的基礎(chǔ)上，選擇合適的注水技術(shù)，以便實現(xiàn)油田開采工作順利進(jìn)行的目的。