殷 慧,崔秀青,丁玉強(qiáng),施木喜,洪建紅,劉占創(chuàng)
(中國石化河南油田分公司第一采油廠,河南南陽 473132)
魏崗油田斷層發(fā)育及油層的非均質(zhì)性嚴(yán)重,導(dǎo)致層間矛盾突出,部分井層注水推進(jìn)速度過快,強(qiáng)淹高含水,而另一部分井層注水效果差,低能低含水。
周期注水也叫不穩(wěn)定注水、間歇注水、脈沖注水等[1],它作為一種提高采收率的注水方法,起源于20世紀(jì)60-70年代的前蘇聯(lián)[2],由于其工藝簡單、投資少、風(fēng)險小、效益顯著,后逐漸在注水開發(fā)油田推廣應(yīng)用。
在20世紀(jì)70-80年代 我國多個油田先后運用周期注水技術(shù)改善開發(fā)效果也取得了成功,并根據(jù)不同油田的地質(zhì)特征和開發(fā)矛盾,創(chuàng)造出了各具特色的周期注水模式。
實驗資料證明,周期注水可以使油層注水波及效率提高10%~25%,采收率提高3%~10%[3-4]。
魏崗油田在南陽盆地的東南部,其基本構(gòu)造形態(tài)為一被多條斷層切割而復(fù)雜化的鼻狀構(gòu)造,發(fā)育有60多條斷層,其中6條北東向主干斷層將油田劃分為7個斷塊。主要產(chǎn)層為古近系核桃園組核二段及核三段,油層分布主要受斷層和巖性控制。地質(zhì)特征表現(xiàn)為:含油井段長,但各斷塊油層相對集中;油層多而薄,儲量相對集中;油層巖性細(xì),物性較好,滲透性變化大。
原油物性具有兩高兩低的特點:即原油含蠟量高(39%~52%),凝固點高(一般在46~47℃),原始油氣比低(在地層條件下每噸原油中含12~32 m3天然氣,說明彈性能量低),飽和壓力低(飽和壓力為1.2~3.2 MPa,開采過程中在井底脫氣)。原油密度為0.857~0.859 g/cm3,為中質(zhì)原油。
截止2011年12月,油井開井103口,日產(chǎn)油量212.2 t,采油速度0.83%,綜合含水92.32%,累計產(chǎn)油362.52×104t,采出程度39.32%;水井開井48口,日注水平2666.5 m3,月注采比0.92,壓力保持水平52.8%。
魏崗油田屬于復(fù)雜斷塊油田,部分區(qū)塊的井網(wǎng)難以完善,造成油井注水受效方向單一;另外由于油層的平面和縱向上非均質(zhì)性嚴(yán)重,高滲透層的層內(nèi)注水錐進(jìn)以及平面上單向指進(jìn)現(xiàn)象突出,導(dǎo)致注水波及體積降低。在油田進(jìn)入高含水開發(fā)后期,更是出現(xiàn)大孔道現(xiàn)象,剩余油分布零散,水驅(qū)油效率降低,因此有必要引入周期注水技術(shù)實施日常動態(tài)調(diào)整,改善水驅(qū)開發(fā)效果。
(1)油層非均質(zhì)性越嚴(yán)重,周期注水比連續(xù)注水改善開發(fā)效果越顯著。魏崗油田層間非均質(zhì)非常嚴(yán)重,沉積物源多,不同物源的砂體,巖性、物性有差別。同一物源的砂體,順著物源方向,物性差別也較大。儲層非均質(zhì)性主要體現(xiàn)在層間物性差異上,統(tǒng)計184口井的電測資料,計算滲透率平均變異系數(shù)范圍0.63~0.84,平均級差范圍26~61。
(2)實驗?zāi)M表明,巖石親油、親水實施周期注水都有效,但是親水效果更好。魏崗油田地層潤濕性為親水性,束縛水飽和度高、殘余油飽和度高、兩相共滲區(qū)間小顯示了較為明顯的親水和弱親水等特點。
(3)油藏封閉性較好,邊水不活躍。魏崗油田雖然為復(fù)雜斷塊油田,斷層多、分布復(fù)雜,但是油藏整體受斷層控制,局部因巖性逐漸變差滲透率降低封閉性較好。除個別小層外,整體邊水不活躍,能量弱。
(4)平面上注水單向突進(jìn)嚴(yán)重,常規(guī)注水效果差。由于受斷層、巖性、井網(wǎng)等因素制約,注水單向突進(jìn)嚴(yán)重,油井容易產(chǎn)生快速水淹,調(diào)整難度大。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,注水單向的層數(shù)占總層數(shù)的47.2%,表現(xiàn)較為明顯的井組為魏168井組、魏1171井組等。由于油井單向受效,統(tǒng)計10個井組2006年1月~2011年12月產(chǎn)量,階段遞減達(dá)到48.1%。
(5)吸水剖面不均勻,層間矛盾突出。同位素吸水剖面資料反映,有約三分之一的層段、厚度不吸水,統(tǒng)計34口井252層642.2 m厚度中,不吸水層段占39.9%,厚度占32.6%;吸水強(qiáng)度在0.1~10 m3/(d·m)的層段占52.6%,厚度占58.0%;而吸水強(qiáng)度大于10.1 m3/(d·m)的層段、厚度分別僅占7.5%和9.4%。
通過以上分析可以看出,魏崗油田目前存在的地質(zhì)和開發(fā)特點與實施周期注水的必要條件有較多切合點,因此可以引入周期注水技術(shù)進(jìn)行注采調(diào)整,改善開發(fā)效果。
層間周期注水較好考慮了單向?qū)?yīng)關(guān)系的實際情況,以注采井組為單元,以解決主要水淹單層注采矛盾為出發(fā)點,實施注水井對應(yīng)層段的停注-注水的周期注水制度。根據(jù)不同區(qū)塊,注采對應(yīng)狀況,分區(qū)實施層間周期注水。
在實施的過程中,根據(jù)不同油層的水淹特征、井網(wǎng)的控制程度,及平面上油水井的對應(yīng)關(guān)系,實施了不同周期和注水強(qiáng)度的四種類型層間周期注水技術(shù)。
(1)長周期周期注水。一個周期的時間一般在3~5個月,主要采取“長停短注”,這類油層主要適用于因長時間注水導(dǎo)致注水竄流嚴(yán)重的,層間矛盾突出的主力油層。
(2)短周期周期注水。一個周期的注水時間一般在1~3個月,主要采取“短停短注”,這類油層主要適用于局部井點控制的主力層,同時也存在單向突進(jìn)的現(xiàn)象。
(3)變水量周期注水。主要針對某些中心注水井對應(yīng)油井多,不適宜停注,則根據(jù)對應(yīng)油井的動態(tài)變化,不斷地改變周期注水量。
(4)輪換注采周期注水。針對注采對應(yīng)明顯,井距近,動態(tài)調(diào)整逐漸變差的井組,在實施周期注水的同時對主流線強(qiáng)水淹油井實施間開措施。
根據(jù)2006-2011年實施層間周期注水情況,統(tǒng)計其對應(yīng)油井增油量達(dá)到了6532.1 t。水驅(qū)動用程度由70%提高到75%,階段采收率提高了0.57個百分點,平均年控制綜合含水上升0.1個百分點。
(1)周期注水技術(shù)工藝簡單、投資少、風(fēng)險小,可以有效提高注水波及效率及油藏采收率。
(2)周期注水技術(shù)有一定適用條件,要根據(jù)油藏特點選擇性實施。
(3)注水周期和注水量要根據(jù)動態(tài)及時調(diào)整,確保產(chǎn)生新的不穩(wěn)定的壓力場來改善開發(fā)效果。
(4)周期注水與液量置換技術(shù)組合使用可提高開發(fā)效果。
[1]俞啟泰,張素芳.周期注水的油藏數(shù)值模似研究[J].石油勘探與開發(fā),1993,20(6):58-60.
[2]何芬,李濤.周期注水提高水驅(qū)效率技術(shù)研究[J].特種油氣藏,2004,11(3):16-18.
[3]夏文飛,高維衣,韓中英.周期注水原理與現(xiàn)場應(yīng)用[J].油氣田地面工程,2003,22(12):15-17.
[4]高鋒博,陶紅勝,田東恩,等.王家灣中區(qū)高含水期注水效果分析[J].石油地質(zhì)與工程,2012,26(4):71-72