楊玉東，王雷，韓紅衛(wèi)，羅寶莉，張雁婷，安山

超前注水在五星莊油區(qū)長(zhǎng)8油藏應(yīng)用效果研究

楊玉東，王雷，韓紅衛(wèi)，羅寶莉，張雁婷，安山

（延長(zhǎng)油田股份有限公司定邊采油廠，陜西 榆林 718600）

針對(duì)鄂爾多斯盆地五星莊油區(qū)長(zhǎng)8油藏特低滲、低壓、低豐度以及常規(guī)注水開(kāi)發(fā)效果較差和采收率低的特點(diǎn)，通過(guò)實(shí)施超前注水開(kāi)發(fā)，提高了油藏的水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果，部分井組產(chǎn)量明顯增加。超前注水開(kāi)發(fā)技術(shù)的成功實(shí)施，對(duì)定邊油區(qū)類似區(qū)塊的開(kāi)發(fā)具有很好的適用性和指導(dǎo)性作用。

低滲透油藏；超前注水；長(zhǎng)8油藏；效果分析

在我國(guó)，大部分油田開(kāi)發(fā)一般采用早期注水、中晚期注水，近而用來(lái)補(bǔ)充地層能量，提高油田的最終采收率。但是對(duì)于特低滲、超低滲油田來(lái)說(shuō)，通過(guò)實(shí)施超前注水已經(jīng)在部分油田見(jiàn)到了很好的開(kāi)發(fā)效果。早期注水可以使油田保持較高的原始地層壓力，近而達(dá)到保持地層能量的目的。相對(duì)于地層的孔隙度、滲透率、原油黏度等物性參數(shù)變化較小，使油田具有維持較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)產(chǎn)期，達(dá)到注水增油的目的。

1 超前注水應(yīng)用機(jī)理分析

1.1 有效保持地層壓力，防止地層原油脫氣

低滲、特低滲透油藏儲(chǔ)層物性差，油藏滲流阻力較大，近井地帶泄油半徑小，壓力消耗相對(duì)較大，在油井正常生產(chǎn)一段時(shí)間過(guò)后，由于地層能量得不到有效補(bǔ)充，地層壓力開(kāi)始降低直至飽和壓力以下，地層中的原油開(kāi)始脫氣。脫出氣體在原油流動(dòng)時(shí)帶入井筒，少部分停滯在地層中。此時(shí)，原油的黏度、密度在地層壓力降低后都將增大，體積系數(shù)減小，滲流阻力明顯增大，在同一生產(chǎn)壓差下油井的產(chǎn)量將大大降低。

1.2 最大限度地保證原油滲流通道的暢通

一般情況下油井投產(chǎn)后，由于地層壓力下降低于飽和壓力時(shí)，地層原油開(kāi)始脫氣，低滲、特低滲透油層中孔喉半徑相對(duì)較小，脫出氣體不能順利通過(guò)狹窄的孔道，從而滯留在地層中，進(jìn)而造成“氣鎖現(xiàn)象”，無(wú)形中降低了油流的有效通道。因此，即使油井在同一的生產(chǎn)壓差下，原油產(chǎn)量也會(huì)逐漸降低。通過(guò)實(shí)施超前注水方式可以有效避免原油中溶解氣的溢出，近而達(dá)到提高油井的產(chǎn)量。

2 五星莊油區(qū)油藏特征分析

五星莊油區(qū)長(zhǎng)8油藏為典型的巖性油藏。長(zhǎng)81-1油藏是主力產(chǎn)層。長(zhǎng)81-1油層埋深約在2 535 ~2 596 m，整體上看單井鉆遇砂體有效厚度16.1 m，油層有效厚度約為6.5 m。油藏在成藏過(guò)程中主要受巖性控制，砂體在平面分布較廣、連片面積大，縱向上連通性較好。在定3130-3182-3182-4一線為河道的中心，砂體較厚，油水分異差，邊底水不發(fā)育，油藏受主砂帶控制，油砂體沿北西-南東向呈條帶狀分布。

此次超前注水井組共部署油井20口，注水井5口，油水井之比4∶1，按照正方形反九點(diǎn)法注水。

表1 油房莊五星莊長(zhǎng)8油藏超前注水區(qū)塊注水井組表

3 超前注水參數(shù)優(yōu)選

3.1 合理壓力的選擇

五星莊長(zhǎng)8油藏原始地層壓力為15.7 MPa，實(shí)施超前注水開(kāi)發(fā)方式，地層壓力保持在原始地層壓力的120％，因此地層壓力保持水平為120％左右，即五星莊長(zhǎng)8油藏18.8 MPa左右。

3.1.1 通過(guò)飽和壓力研究來(lái)確定油井的最低流壓

低滲透、特低滲油藏油井相對(duì)采油指數(shù)小，為了保持較高的油井產(chǎn)量，必須降低油井流動(dòng)壓力，近而加大生產(chǎn)壓差；針對(duì)飽和壓力相對(duì)較高的油藏，若流動(dòng)壓力相對(duì)于飽和壓力低的較多，引起油井近井地帶脫氣相對(duì)擴(kuò)大，液體在井筒中流動(dòng)條件近而變得較差，造成油井的正常生產(chǎn)不能順利進(jìn)行。

3.1.2 通過(guò)合理泵效來(lái)確定最小流動(dòng)壓力

通過(guò)對(duì)油層的深度、抽油泵的泵型、泵掛深度以及不同含水率條件下確保泵效所要的泵口壓力，通過(guò)對(duì)泵口壓力的計(jì)算得出油井的最小合理流動(dòng)壓力。

油井合理的泵效與泵口壓力的關(guān)系如下：

式中：—油井的泵效；

p —泵口的壓力，MPa；

go —?dú)庥捅?，m3/t；

—天然氣的溶解系數(shù)，m3/(m3·MPa)；

w —綜合含水率，小數(shù)；

t —原油體積系數(shù)（泵口壓力下）。

油井最小流動(dòng)壓力與泵口壓力的關(guān)系式為：

式中：wf —最小合理流動(dòng)壓力，MPa；

p —泵口壓力，MPa；

o—原油平均密度（動(dòng)液面以下泵口壓力以上），g/cm3；

m —油層的中部深度，m；

p —泵下入深度，m；

x —液體密度平均校正系數(shù)。

通過(guò)對(duì)抽油泵的泵口壓力與最小流動(dòng)壓力的計(jì)算關(guān)系得出油井的最小流動(dòng)壓力，最終得出最小流動(dòng)壓力與含水率關(guān)系指示圖。

3.2 合理注采比的確定

通過(guò)五星莊長(zhǎng)8油層的相對(duì)滲透率曲線，再參考姬塬油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)8注水時(shí)的合理油水井?dāng)?shù)比，同時(shí)結(jié)合目前樊學(xué)區(qū)塊的生產(chǎn)情況和目前的注采比，確定該區(qū)的合理注采比。

通過(guò)相滲曲線計(jì)算出注水開(kāi)發(fā)相對(duì)較為合理油水井?dāng)?shù)比的公式為：

式中:

通過(guò)以上公式可以計(jì)算出延長(zhǎng)組油藏在注水開(kāi)發(fā)時(shí)的相對(duì)合理油水井?dāng)?shù)比，考慮整體上儲(chǔ)層平面上具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性，物性變化比較大，同時(shí)結(jié)合目前的生產(chǎn)情況及注采比，故初步確定兩區(qū)注水開(kāi)發(fā)時(shí)的合理油采比均為1∶1左右。但由于本區(qū)還無(wú)較詳實(shí)的注水現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)資料，故應(yīng)在隨后的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)中，調(diào)整該區(qū)的合理注采比，完善注采井網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)該區(qū)的合理、高效開(kāi)發(fā)，為我廠實(shí)施超前注水，更加合理、高效、科學(xué)的開(kāi)發(fā)奠定一定的基礎(chǔ)。

3.3 注水量設(shè)計(jì)

前已論述，五星莊長(zhǎng)8地層壓力到達(dá)原始地層壓力的120%，即18.8 MPa時(shí)，可獲得較好的開(kāi)發(fā)效果。

五星莊油區(qū)長(zhǎng)8油藏儲(chǔ)層單井日注水量22.4 m3/d，考慮注水時(shí)間4.5個(gè)月，單井超前注水量累計(jì)月3 024 m3時(shí)，地層壓力近而達(dá)到原始地層壓力的約為120％，當(dāng)然在超前注水期間要每月測(cè)試壓力一次，以便及時(shí)觀察壓力變化速度。

表2 油房莊五星莊區(qū)超前注水水井配注量

4 實(shí)施情況及效果分析

4.1 實(shí)施情況

五星莊油區(qū)長(zhǎng)8油藏屬于低含水弱親油油藏，無(wú)邊水。油井在開(kāi)發(fā)初期主要依靠天然能量、溶解氣驅(qū)，油井投產(chǎn)必須采用壓裂工藝改造儲(chǔ)層。在油田開(kāi)發(fā)初五星莊油區(qū)長(zhǎng)81-1油層綜合含水較低，2009年5月左右，大規(guī)模投入生產(chǎn)，該時(shí)期綜合含水在20%~25%左右，后來(lái)含水隨著注水見(jiàn)效逐漸降落，目前含水穩(wěn)定在39%左右。通過(guò)11年的開(kāi)發(fā)，單井整體表現(xiàn)為初期含水相對(duì)高，后來(lái)隨著注采工作的推進(jìn)，波動(dòng)數(shù)次后趨于穩(wěn)定，目前含水率普遍較投產(chǎn)初期低。

綜上分析認(rèn)為，油田整體采出程度低，部分區(qū)塊開(kāi)采狀況效果差，調(diào)整挖潛潛力較大。目前油區(qū)開(kāi)發(fā)的主要問(wèn)題是停產(chǎn)井較多，急需對(duì)這些停產(chǎn)井恢復(fù)產(chǎn)能，對(duì)高含水井進(jìn)行措施改造，降低含水近而達(dá)到提高油井產(chǎn)量的目的。目前的重點(diǎn)工作是部分井組注水受益非常明顯，需要優(yōu)化注水，預(yù)防水淹。

4.2 應(yīng)用效果分析

（1）在低滲、特低滲油田采用超前注水可以提升原始地層壓力到 116 %。通過(guò)對(duì)油井的地層壓力監(jiān)測(cè)資料分析，超前注水過(guò)程中油井的地層壓力持續(xù)緩慢上升，在上升到 116 %左右以后，由于長(zhǎng)8油藏屬于超低滲儲(chǔ)層，壓力再繼續(xù)上升困難。

（2）由于地層中存在的各向異性，近而影響儲(chǔ)層不同水驅(qū)方向的壓力傳導(dǎo)速度不一致。由超前注水壓力監(jiān)測(cè)資料反映出，雙向水驅(qū)油井的壓力上升較快，壓力值相對(duì)較高，為地層原始?jí)毫Φ?08%；而側(cè)向水驅(qū)井壓力上升慢，為地層原始?jí)毫Φ?02.3%。

5 結(jié) 論

（1）實(shí)施超前注水能有效保持低滲、特低滲油藏壓力，有效地防止地層中原油脫氣；最大限度地保證油藏中穩(wěn)定的滲流關(guān)系；能提高注入水波及系數(shù)，以達(dá)到提高采收率的目的。

（2）通過(guò)理論數(shù)值計(jì)算出，油藏中壓力保持水平為 120 %左右，油井方可獲得較高的產(chǎn)量。

（3）通過(guò)總結(jié)實(shí)施超前注水開(kāi)發(fā)在五星莊油區(qū)取得的了較好的開(kāi)發(fā)效果，近而獲取了重要的各項(xiàng)參數(shù)、經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其他類似油田的開(kāi)發(fā)具有較強(qiáng)的指導(dǎo)性和借鑒意義，以便推動(dòng)整體的開(kāi)發(fā)效果。

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［2］王鵬.牛圈湖油田西山窯組油藏超前注水開(kāi)發(fā)實(shí)踐[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2005，27（4）：500-502.

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Application Effect of Advanced Water Injection in Chang8 Reservoir of Wuxingzhuang Oil Area

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（Dingbian Oil Production Plant,Yanchang Oilfield Co., Ltd., Shaanxi Dingbian 718600, China）

According to the characteristics of Chang8 reservoir in Wuxingzhuang oil area of Ordos basin, such as ultra-low permeability, low pressure, low abundance, poor development effect of conventional water injection and low recovery factor, through the implementation of advanced water injection development, the water drive development effect of the reservoir was improved, and the production of some well groups was increased significantly. The successful implementation of advanced water injection development technology can provide good guidance for the development of similar blocks in Dingbian oil area.

low permeability reservoir; advanced water injection; Chang8 reservoir; effect analysis

2019-10-09

楊玉東（1983-），男，工程師，黑龍江省賓縣人，2008畢業(yè)于大慶石油學(xué)院測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)，從事油田地質(zhì)研究工作。

TE357

A

1004-0935（2020）03-0258-03