喬志學(xué) 宮艷紅 鄭玉潔 潘成旭（大港油田公司第三采油廠）

1 增能吞吐機(jī)理研究

增能吞吐機(jī)理（圖1）可以概括為以下三方面：

1）注：大型泵車組高強(qiáng)度注水，注入水進(jìn)入裂縫，在裂縫和基質(zhì)間壓差的作用下驅(qū)替進(jìn)入介質(zhì)，制造微裂縫，建立地層滲流通道[3]。

2）燜：燜井吞吐，達(dá)到平衡條件后，裂縫中的注入水在毛細(xì)管力的作用下進(jìn)入基質(zhì)孔隙中，基質(zhì)孔隙中的油實(shí)現(xiàn)油水置換，重新分布，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)替剩余油。

3）采：增能，基質(zhì)中的流體在驅(qū)替作用下進(jìn)入裂縫并通過(guò)井筒采出，達(dá)到低位平衡，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充地層能量的目的。

圖1 增能吞吐機(jī)理

2 增能吞吐參數(shù)優(yōu)選

2.1 研究思路

燜井過(guò)程基質(zhì)與裂縫中的滲吸產(chǎn)油量可表達(dá)為：

式中：σ為形狀因子；Vm為基質(zhì)巖石體積，m3；Km為基質(zhì)空氣滲透率，10-3μm2；μ0為原油黏度，mPa·s；Kro為油相相對(duì)滲透率；pcow為油水毛細(xì)管力，MPa；λ為啟動(dòng)壓力梯度，MPa/m；Δx 為裂縫與基質(zhì)間驅(qū)動(dòng)距離，m；tm為燜井時(shí)間，d。

引入油相相對(duì)滲透率表征儲(chǔ)層的潤(rùn)濕性，形狀因子表征裂縫發(fā)育情況，以公式（1）作為研究的基礎(chǔ)確定增能吞吐選井的相關(guān)參數(shù)[4-6]。

2.2 試驗(yàn)研究

2.2.1 潤(rùn)濕性研究

巖石親水程度影響注水吞吐的有效性，巖石親水性越強(qiáng)，毛細(xì)管滲吸能力越強(qiáng)，我們引入潤(rùn)濕比，即束縛水飽和度( Swi)與殘余油飽和度( Sor)之比，表征油藏的親水程度。以潤(rùn)濕比為變量，注入量等其他參數(shù)為常量，模擬試驗(yàn)，潤(rùn)濕比與采出程度見(jiàn)圖2，不同潤(rùn)濕比的相滲曲線見(jiàn)圖3。驗(yàn)證了親水油藏潤(rùn)濕比越大，滲吸作用越強(qiáng)，而親油油藏滲吸作用微弱，相同相滲狀態(tài)下潤(rùn)濕比越大，親水性越強(qiáng)。

（3）設(shè)定合理的收益目標(biāo)。學(xué)校應(yīng)結(jié)合投資建設(shè)成本回收周期等因素，綜合設(shè)定每年合理的收益區(qū)間預(yù)計(jì)，學(xué)校可以請(qǐng)第三方公司綜合評(píng)估測(cè)算學(xué)校的投資回報(bào)情況。

圖2 潤(rùn)濕比與采出程度

圖3 不同潤(rùn)濕比的相滲曲線

2.2.2 裂縫發(fā)育研究

增能吞吐過(guò)程中裂縫為主要的滲流通道，裂縫發(fā)育程度直接影響滲流能力[7]，引入形狀因子表征裂縫與基質(zhì)的切割程度，以竄流系數(shù)描述巖石基質(zhì)與裂縫基質(zhì)流體交換量，以形狀因子為變量，注入量等其他參數(shù)為常量，模擬試驗(yàn)，不同形狀因子下與采出程度關(guān)系曲線見(jiàn)圖4，形狀因子從0.001提高到1.0 時(shí)，采出程度由2.6 %增至15.6 %。由此可見(jiàn)，裂縫的發(fā)育程度對(duì)滲吸產(chǎn)油量影響較大，也是增能吞吐的主控因素，選井應(yīng)考慮前期壓裂過(guò)且效果較好的油藏。

圖4 不同形狀因子與采出程度關(guān)系曲線

2.2.3 初期產(chǎn)能

油井初期生產(chǎn)情況在一定程度上反映吞吐潛力的大小，通過(guò)南部油田壓裂井?dāng)?shù)據(jù)分析，單井初期產(chǎn)能與吞吐增油量?jī)烧呲厔?shì)一致，燜井前后壓降與初期產(chǎn)量遞減趨勢(shì)一致，所以優(yōu)先選擇初期產(chǎn)能高且遞減穩(wěn)定的油井，壓裂措施與初期產(chǎn)能關(guān)系見(jiàn)圖5。

圖5 壓裂措施與初期產(chǎn)能關(guān)系

2.2.4 注入量研究

注入量是影響地層能量補(bǔ)充強(qiáng)弱的直接因素[8]，通過(guò)模擬不同注入量下的油井產(chǎn)量變化確立注入量的合理范圍，根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果看，注入量在10 000～20 000 m3，增油幅度最大，效果最好。

綜合南部油田歷史壓裂放噴情況及轉(zhuǎn)采井統(tǒng)計(jì)分析得到增油量與注入量的關(guān)系，實(shí)際注入量在10 000 m3以上增油效果好，對(duì)于斜井和水平井應(yīng)加大注入量，注入強(qiáng)度應(yīng)大于50 m3/m，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果

2.2.5 燜井時(shí)間研究

燜井時(shí)間是增能吞吐置換效果的重要影響因素，通過(guò)模擬不同燜井時(shí)間下的油井產(chǎn)量變化確立燜井時(shí)間的合理范圍[9-10]，當(dāng)燜井時(shí)間達(dá)到1 月時(shí)，初期日產(chǎn)油量達(dá)到最大值，超過(guò)3 月后，其下降速率明顯加快。當(dāng)燜井時(shí)間達(dá)到6 個(gè)月后，無(wú)法滿足經(jīng)濟(jì)效益開(kāi)發(fā)需求，所以理論燜井時(shí)間為1～3月。

見(jiàn)油周期與燜井時(shí)間呈指數(shù)關(guān)系，具體見(jiàn)圖7，當(dāng)燜井時(shí)間大于73 天時(shí)，見(jiàn)油較快。所以實(shí)際燜井時(shí)間2～3個(gè)月為最佳時(shí)間。

圖7 燜井時(shí)間與見(jiàn)油時(shí)間關(guān)系圖

3 選井模型與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

3.1 選井模型

通過(guò)試驗(yàn)探究，確定了增能吞吐選井模型見(jiàn)表1及增能吞吐參數(shù)優(yōu)選方法見(jiàn)表2。

表1 增能吞吐選井模型

表2 增能吞吐參數(shù)優(yōu)選方法

3.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

根據(jù)研究結(jié)果，選擇大港南部油田官106 斷塊4 口油井開(kāi)展增能吞吐試驗(yàn)效果顯著，初期日增油14.16 t，截止目前累計(jì)增油4 913.68 t，按原油單價(jià)52.02 美元/桶計(jì)算，共增加效益1 213.13 萬(wàn)元。區(qū)塊采油速度提高0.33 %，預(yù)測(cè)采收率提高1.59 %，驗(yàn)證了選井和參數(shù)選擇的科學(xué)性，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。

4 結(jié)束語(yǔ)

增能吞吐選井及參數(shù)優(yōu)選技術(shù)在南部油田的成功試驗(yàn)，證明了其實(shí)用性，按原油單價(jià)52.02美元/桶計(jì)算，共增加效益1 213.13 萬(wàn)元。區(qū)塊采油速度提高0.33%，預(yù)測(cè)采收率提高1.59%，下步將在南部油田其他區(qū)塊推廣試驗(yàn)，不斷完善研究成果，形成一套全面、普適的指導(dǎo)性結(jié)論，有助于增能吞吐技術(shù)更好的推廣應(yīng)用于低滲透油藏，解決油藏開(kāi)發(fā)難題，提高采收率，實(shí)現(xiàn)老油田的持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展。

表3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果統(tǒng)計(jì)