高月剛， 劉新菊， 王學(xué)生， 李新春， 高祥瑞， 梁棟斌

(中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司 第一采油廠，陜西 延安 716000)

安塞特低滲透油藏位于鄂爾多斯盆地一級(jí)構(gòu)造單元陜北斜坡的中東部,沉積相主要以水下分流河道微相、河口砂壩微相為主，表現(xiàn)儲(chǔ)層物性差、裂縫發(fā)育、啟動(dòng)壓力梯度高等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)30年的注水開(kāi)發(fā)，安塞油田已進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期，多年開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)顯示，動(dòng)用程度與開(kāi)發(fā)效果受天然裂縫與井網(wǎng)形式的雙重影響[1]。安塞油田主力區(qū)塊基本上采用菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)形式開(kāi)發(fā)，由于天然裂縫發(fā)育，隨著注水開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，導(dǎo)致水線溝通，主向井水淹[2],形成67°方向的水線，加劇了儲(chǔ)層非均質(zhì)性和注水開(kāi)發(fā)的矛盾，增加了油田開(kāi)發(fā)的難度，導(dǎo)致部分剩余油在裂縫側(cè)向富集。在當(dāng)前的直井井網(wǎng)開(kāi)發(fā)形式下，油藏的動(dòng)用程度有限，地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度低(9.26%)，采油速度低(0.57%)，局部井網(wǎng)適應(yīng)性差,影響了采收率的提高[3]。目前,國(guó)內(nèi)油田水平井加密只在高滲油田開(kāi)展過(guò)研究[4]，在低滲透油田研究較少，因此如何利用水平井加密動(dòng)用特低滲透油田井間剩余油，定量認(rèn)識(shí)特低滲透油田剩余油分布機(jī)理及提高采收率，是安塞特低滲透油田下步研究的主要方向。

1 水平井加密背景

(1) 常規(guī)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)手段缺乏連續(xù)性。安塞油田主力油藏采用菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)形式開(kāi)發(fā)，井距300～450 m，排距120～200 m，目前已進(jìn)入注水開(kāi)發(fā)中后期，主向油井水淹后，已形成排狀注水開(kāi)發(fā)。通過(guò)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)顯示，可以定性的認(rèn)識(shí)到注入水向水線兩側(cè)驅(qū)動(dòng)，剩余油主要分布在水線兩側(cè)，但不能定量識(shí)別水線兩側(cè)水驅(qū)前緣寬度，尤其是水線兩側(cè)水淹程度和漸變過(guò)程未掌握清楚[5]。通過(guò)水平井加密可以連續(xù)的監(jiān)測(cè)水驅(qū)變化規(guī)律，可以定量判斷剩余油分布范圍[6]，對(duì)指導(dǎo)后期技術(shù)開(kāi)發(fā)政策的調(diào)整具有重大意義。

(2)直井加密方式提高采收率空間有限。2010年,安塞油田開(kāi)始實(shí)施加密直井先導(dǎo)性試驗(yàn)，共加密直井62口，平均單井產(chǎn)能1.31 t，與老井相當(dāng)[7]。加密直井與水平井相比，泄油面積有限，加密直井對(duì)油層的控制程度為4.1×104t，提高采收率有限，預(yù)計(jì)為5%左右(見(jiàn)圖1)；且壓力降不像水平井是分散在較長(zhǎng)的泄油井段上，而是集中在一個(gè)點(diǎn)，導(dǎo)致加密直井見(jiàn)水速度快[8]。雖采取控制注水和注水井堵水調(diào)剖措施，但效果不明顯，含水率由2013年的46.4%(生產(chǎn)20個(gè)月)上升到2017年的64.7%(生產(chǎn)48個(gè)月)，提高采收率空間有限，見(jiàn)圖2。

圖1 安塞油田加密區(qū)塊含水率與采出程度關(guān)系曲線

Fig.1Curvesofwatercutandrecoveryfactor,Ansaioilfieldencryptionarea

圖2 安塞油田加密區(qū)加密直井單井產(chǎn)能和含水率曲線

Fig.2Curvesofsinglewellproductivityandwatercutofinfillwells,Ansaioilfieldencryptionarea

2 水平井加密部署的必要性及方案設(shè)計(jì)

2.1 必要性

2.2 方案設(shè)計(jì)

加密水平井部署不僅要考慮剩余油富集區(qū)，還要考慮水驅(qū)優(yōu)勢(shì)方向[13]。為確保水平井加密取得較好的開(kāi)發(fā)效果和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)增加可采儲(chǔ)量，最大幅度提高采收率的目標(biāo)，在結(jié)合剩余油分布規(guī)律的基礎(chǔ)上[14]，考慮后期儲(chǔ)層改造產(chǎn)生的影響，設(shè)計(jì)了水平段穿越水線和不穿越水線2種布井方式5種方案[15]，對(duì)比評(píng)價(jià)不同方位、不同水平段長(zhǎng)度水平井開(kāi)發(fā)效果。

2.2.1 水平段穿越水線方式 水平段穿越水線部署的主要目的是定量判斷水線兩側(cè)水洗寬度，能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)油層水淹變化過(guò)程，同時(shí)探索合理的布井方式。主要采取2種不同水平段長(zhǎng)度開(kāi)展試驗(yàn)：第1種為水平段穿過(guò)一條水線，水平段長(zhǎng)度為500～600 m；第2種是水平段穿過(guò)兩條水線，水平段長(zhǎng)度為900～1 000 m,見(jiàn)圖3。

2.2.2 水平段未穿越水線方式 水平段未穿越水線部署的主要目的是探索合理的布井方位，分別采取3種不同方位開(kāi)展試驗(yàn)：第1種水平段接近平行最大主應(yīng)力，水平段長(zhǎng)度300 m；第2種水平段與側(cè)向油井排斜交，水平段長(zhǎng)度500～600 m；第3種水平段垂直最大主應(yīng)力，水平段長(zhǎng)度300～400 m，見(jiàn)圖3。

圖3 水平井2種布井方式5種方案部署圖

Fig.3Infillhorizontalwellpatternsincluding5plansof2ways

3 水平井加密實(shí)施情況及效果

3.1 鉆井的情況

2012年以來(lái)，結(jié)合剩余油情況，在安塞油田進(jìn)行礦場(chǎng)試驗(yàn)7口井，完井方式為套管完井，平均完鉆井深1 450 m，平均水平段長(zhǎng)度532 m，油層厚度14 m左右，油層鉆遇率90.4%。其中水平段穿越水線4口，水平段基本與水線垂直，未穿越水線3口。水平段與水線的夾角在0°～35°。，穿越水線的水平井平均水平段長(zhǎng)度要大于未穿越水線的水平井(見(jiàn)表1)。

表1 加密水平井實(shí)施情況統(tǒng)計(jì)表Table 1 Basic drilling parameters of infill horizontal wells

開(kāi)采區(qū)域內(nèi)部經(jīng)過(guò)30年的注水開(kāi)發(fā)，地層能量充足，鉆井過(guò)程中井控工作難度大，容易出現(xiàn)地層壓力大于井靜液柱壓力，導(dǎo)致溢流情況的發(fā)生，尤其在鉆穿越水線水平井時(shí)，更容易出現(xiàn)溢流現(xiàn)象的發(fā)生。在鉆井過(guò)程中共出現(xiàn)溢流4口，除了通常采取提高泥漿比重進(jìn)行壓井以外，同時(shí)關(guān)停周?chē)⑺?水線上注水井800 m以內(nèi)、側(cè)向上為500 m以內(nèi))，取得了較好的效果。

3.2 儲(chǔ)層改造的情況

先期對(duì)WJP7、WJP2采取水力噴射分段多簇環(huán)空加砂的混合水體積壓裂方式進(jìn)行改造，同時(shí)配套井下微地震監(jiān)測(cè)其裂縫產(chǎn)狀。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，改造后裂縫網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度206 m，網(wǎng)絡(luò)寬度113 m，高度55 m，裂縫網(wǎng)走向北偏東60°，裂縫單翼平均寬度56 m，說(shuō)明兩個(gè)改造段點(diǎn)之間距離在50～60 m較為合理(見(jiàn)表2)。

在這兩口井改造試驗(yàn)基礎(chǔ)上，后期加密水平井均采取了水力噴射分段多簇環(huán)空加砂的混合水體積壓裂方式改造，平均改造4段，改造長(zhǎng)度278 m，水平段利用率59.4%，單段加砂量18.1 m3。

表2 加密水平井改造方式及效果對(duì)比Table 2 Contrast between changed patterns and effect of infill horizontal wells

3.3 水平井加密的實(shí)施效果

由于加密水平井首次在我國(guó)特低滲透儲(chǔ)層進(jìn)行實(shí)施，這7口加密水平井不以獲得高產(chǎn)油為目的，而是以礦場(chǎng)試驗(yàn)為主，在部署、鉆井及改造方面積累經(jīng)驗(yàn)，為后期大規(guī)模實(shí)施提供依據(jù)。7口加密水平井初期平均日產(chǎn)液9.68 m3，日產(chǎn)油2.87 t，含水率58.2%；產(chǎn)液量是周?chē)暇?.5倍，產(chǎn)油量是老井的2.5倍，雖然沒(méi)有獲得較高的產(chǎn)能，但取得了以下幾個(gè)方面的認(rèn)識(shí)。

(1) 通過(guò)水平井加密，可定量識(shí)別剩余油分布位置。通過(guò)對(duì)WJP2、WJP3、WJP7、WJP10加密水平井分析，穿越水線部位電阻異常明顯，呈中強(qiáng)水洗特征，強(qiáng)水洗寬度60～80 m，兩側(cè)水洗程度降低，表明加密區(qū)所在的長(zhǎng)6油藏剩余油在裂縫側(cè)向呈條帶狀分布的特征，注水開(kāi)發(fā)15～20 a裂縫側(cè)向強(qiáng)水洗寬度僅60～80 m(見(jiàn)圖4)。

圖4 WJP2剩余油與壓裂縫疊合圖

Fig.4AccumulationofremainingoilandpressurecracksofWJP2

例如,WJP2井穿越一條水線，垂直水線方向，水平段432 m，油層鉆遇率88.6%，測(cè)井顯示第四噴射點(diǎn)強(qiáng)水洗，寬度60 m。對(duì)第四噴射點(diǎn)改造試油來(lái)驗(yàn)證水洗狀況，試油結(jié)果為日產(chǎn)油1.4 t，日產(chǎn)水30 m3，顯示該噴射點(diǎn)段為強(qiáng)水洗段(見(jiàn)圖5)。并通過(guò)WJP2區(qū)域剩余油與壓裂縫包絡(luò)面疊合發(fā)現(xiàn)，平面近30%面積動(dòng)用水洗帶，隨著離水線距離越遠(yuǎn)，油層水洗程度逐漸減弱。

圖5 WJP2井壓裂縫監(jiān)測(cè)成果(平視圖)

Fig.5PressurecracksloggingresultsofWJP2 (flatview)

(2)剩余油被水線切割，水平井應(yīng)采用不穿越水線方式加密。注水開(kāi)發(fā)使剩余油被水線切割，7口加密水平井顯示穿越水線水平井見(jiàn)水風(fēng)險(xiǎn)較大，避開(kāi)水線改造一定程度上能降低含水率，但壓裂縫長(zhǎng)過(guò)大易導(dǎo)致水驅(qū)前緣快速波及，導(dǎo)致水平井后期見(jiàn)水速度加快，同時(shí)加密水平井水平段利用率大大降低。通過(guò)同一區(qū)塊對(duì)比分析，不穿越水線且水平段與最大主應(yīng)力有一定夾角的水平井開(kāi)發(fā)效果好于穿越水線的加密水平井，所以加密水平井宜采用不穿越水線方式。

例如,WJP1斜交側(cè)向油井排，角度為26.8°，未穿越水線，水平段長(zhǎng)度378 m，油層鉆遇率100%，為提高成功率，避開(kāi)離水線近的靶點(diǎn)，只改造2段，壓裂縫包絡(luò)面全部位于剩余油富集區(qū)。試油結(jié)果顯示，日產(chǎn)純油30 m3，產(chǎn)量是周?chē)本?.2倍，取得了較好的效果。

(3)老區(qū)地層能量充足，加密水平井重點(diǎn)是控制含水率。表3為加密水平井初期和目前動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表。通過(guò)對(duì)已實(shí)施的7口加密水平井分析，得出初期產(chǎn)能與水平段長(zhǎng)度關(guān)系不明顯，300～400 m水平段初期液量有保障(初期日產(chǎn)液可達(dá)10 m3)；注水開(kāi)發(fā)老區(qū)地層能量充足，重點(diǎn)是控制初期含水率。例如,PJP4水平井，水平段長(zhǎng)度較短為283 m，測(cè)壓資料顯示該井壓力保持水平為110%，但初期日產(chǎn)液量達(dá)到10 m3以上、含水率100%，說(shuō)明控制水平井初期含水率是重點(diǎn)。

表3 加密水平井初期和目前動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表Table 3 Initial production capacity and current capacity of infill horizontal wells

4 高含水率加密水平井治理措施

圍繞加密水平井高含水率問(wèn)題，通過(guò)水平井水淹層識(shí)別方法和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等手段[16]，采取注水井化學(xué)堵水和油井機(jī)械堵水等措施，來(lái)提升高含水率水平井單井產(chǎn)能[17]。共治理實(shí)施4口，含水率從93.8%降到75.3%，平均單井日增油2.1 t，累計(jì)增油1.5 萬(wàn)t，治理效果明顯。

(1)水平井機(jī)械堵水,單采未水淹段。利用測(cè)井綜合圖水淹層識(shí)別法、示蹤劑測(cè)試和機(jī)械分段找水等監(jiān)測(cè)手段，判斷水平井水淹改造點(diǎn)，采取機(jī)械堵水措施，封堵見(jiàn)水改造點(diǎn)，單采未水淹改造點(diǎn)，有效解決了部分水平井井筒出水的問(wèn)題。機(jī)械堵水有3種方式，機(jī)械橋塞卡封趾部、封隔器卡封中部、跟部的堵水管柱方式。共實(shí)施2口，有效2口，含水率從93.5%降到75.3%，平均單井日增油1.5 t。

(2)注水井化學(xué)堵水，封堵水線。安塞油田裂縫發(fā)育，水線長(zhǎng)度高達(dá)2.3 km。從2013年以來(lái)，采取長(zhǎng)周期、大劑量注水井化學(xué)堵水方法封堵水線上的改造點(diǎn)。對(duì)2口高含水率水平井進(jìn)行治理(堵劑用量平均為5 200 m3、干劑用量72 t)，有效2口，綜合含水率下降9.6%，平均單井日增油3.2 t，累計(jì)增油5 233 t，治理效果明顯，達(dá)到了長(zhǎng)效治理的目的。

5 結(jié)論

(1) 根據(jù)測(cè)井資料和測(cè)井響應(yīng)綜合分析水淹油層電性特征，定量定性評(píng)價(jià)油層水洗程度和水淹狀況，形成了安塞油田水淹層解釋方法，且符合率達(dá)到90%左右。

(2) 注水開(kāi)發(fā)15～20 a，裂縫側(cè)向強(qiáng)水洗寬度僅60～80 m，剩余油呈條帶狀分布在裂縫側(cè)向。

(3) 注水開(kāi)發(fā)老區(qū)地層能量充足，300～400 m水平段初期液量有保障，重點(diǎn)是控制含水率。

(4) 穿越水線水平井見(jiàn)水風(fēng)險(xiǎn)較大，避開(kāi)水線改造一定程度上能降低含水率，但壓裂縫長(zhǎng)過(guò)大易導(dǎo)致水驅(qū)前緣快速波及。

(5) 通過(guò)不同類型加密水平井試驗(yàn)，探索出了適合中高含水期的加密水平井方式，后期應(yīng)以不穿越水線、300 m左右短水平段與最大主應(yīng)力斜交方式為主。

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