李國新

中國石油大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠地質(zhì)研究所（黑龍江大慶 163513）

聚合物驅(qū)（以下簡稱聚驅(qū)）作為最主要的化學(xué)驅(qū)提高采收率方法，在礦場上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用[1]。在聚驅(qū)開發(fā)過程中，注采壓差的大小影響聚驅(qū)的開發(fā)效果，如何利用流壓值來提高聚驅(qū)效果是聚驅(qū)開發(fā)的工作重點。林德章[2]對于流壓的研究主要根據(jù)聚合物驅(qū)油機理研究聚驅(qū)不同開發(fā)階段的合理壓力系統(tǒng)。殷代印等[3]雖提出了分階段調(diào)整壓力系統(tǒng)改善油層動用程度，但研究對象是均質(zhì)的概念模型，不能全面指導(dǎo)非均質(zhì)油層。聚驅(qū)開發(fā)的二類油層（河道鉆遇率20%～60%，單層碾平有效厚度大于1 m，有效滲透率250×10-3～350×10-3μm2）具有河道砂發(fā)育規(guī)模小、層數(shù)多、單層厚度薄，平面及縱向非均質(zhì)嚴(yán)重的特點[4-6]。在改善聚驅(qū)開發(fā)效果上，很多學(xué)者做了研究，其中張曉芹[7]總結(jié)了細(xì)分層系，縮小井距，完善注采系統(tǒng)以及優(yōu)化注聚方案等方式。本文以二類油層A 塊為例，根據(jù)油層發(fā)育特征及動態(tài)變化，研究分類井不同注聚階段的合理流壓界限，并對壓裂時機和壓裂層位研究論證，為后續(xù)推廣的聚驅(qū)區(qū)塊提供開發(fā)管理經(jīng)驗。

1 區(qū)塊概況

聚驅(qū)A 塊采用五點法面積井網(wǎng)開采，注采井距120 m，平均單井射開砂巖厚度12.12 m，有效厚度8.20 m，平均滲透率316×10-3μm2，滲透率變異系數(shù)0.739，非均質(zhì)性嚴(yán)重。目前區(qū)塊處于含水回升后期，已累計注入聚合物溶液748.39×104m3，注入地下孔隙體積的0.875倍，階段采出程度11.63%，階段提高采收率11.02%。

2 分類井劃分

關(guān)于流動壓力對驅(qū)油效果的研究，候雨辰等[8]認(rèn)為流壓調(diào)整需要考慮聚驅(qū)油墻富集和層內(nèi)物性等因素的影響?；谶@一理論，本文利用井間剖面沉積相控制的方式優(yōu)化河道砂連通厚度比例，結(jié)合平面注采關(guān)系，以采出井為中心劃分3種類型井，見表1。I類井以1類河道發(fā)育為主，占比40.5%，具有發(fā)育連通好、縱向厚度大的特點；II類井以1、2類河道發(fā)育為主，占比43.5%，具有發(fā)育連通較好、層數(shù)多的特點；III 類井以3、4 類河道發(fā)育為主，占比42.1%，具有發(fā)育連通差的特點。

表1 不同井組類型靜態(tài)數(shù)據(jù)對比

3 不同注聚階段合理流壓的確定

在把控分類井不同注聚階段動態(tài)特征的基礎(chǔ)上，按照“注聚初期調(diào)整注入壓力、含水下降期提高油層動用、含水低值期保持注采能力、含水回升期控制含水回升速度”的思路，確定不同類型井的合理流壓界限。

3.1 注聚初期合理流壓

在注聚初期，注入端通常采用注入高黏聚合物溶液作為前置段塞來封堵高滲透層，驅(qū)替前緣可形成高飽和度油墻，從而起到擴大波及體積的作用[9]。結(jié)合已開發(fā)聚驅(qū)區(qū)塊經(jīng)驗，注聚初期的含水低值時間應(yīng)保持在8 個月以上才能保證初期噸聚增油效果，以8 個月為受效臨界點論證合理流壓界限。不同類型井組的含水低值時間隨著流壓值的增大呈先上升后下降的趨勢，如圖1 所示。其中，I 類井合理流壓界限5.5～7.2 MPa，最佳流壓6.4 MPa；II 類井合理流壓界限4.5～7.6 MPa，最佳流壓5.3 MPa；III 類井合理流壓界限3.5～5.5 MPa，最佳流壓4.3 MPa，含水低值時間長達(dá)12 個月，含水低值時間波動較大。聚驅(qū)開發(fā)過程中，合理的聚合物用量直接關(guān)系聚驅(qū)提高采收率的大小和經(jīng)濟(jì)效益[10]，為防止聚合物沿高滲透層突破，實現(xiàn)擴大波及體積的作用，采出端應(yīng)控制采液速度，減小注采壓差，保持較高流壓水平生產(chǎn)。

圖1 不同分類井流壓與含水低值時間

3.2 含水下降期調(diào)整對策

隨著聚合物的注入，高滲透層滲流阻力增大，聚合物溶液開始進(jìn)入低滲透層[11]，部分井組見到驅(qū)油效果，但含水降幅存在一定差異。一是流壓高含水降幅小，平面上采出井發(fā)育差而連通注入井發(fā)育好，受注采關(guān)系影響，聚合物溶液能順利注入但很難驅(qū)替同一井組采出井的剩余油。只有對采出井實施壓裂措施，才能提高注采井組間的滲流能力，保證采出井及時見到聚驅(qū)效果。二是流壓低含水下降幅度小，平面上采出井發(fā)育好而連通注入井發(fā)育差，聚合物溶液很難注入或者注入水平低，驅(qū)替前緣的油墻未形成或形成差，只有對注入井實施壓裂措施改造，建立注采關(guān)系，提高注入能力，保證采出井按時見到聚驅(qū)效果。

3.3 含水低值期合理流壓

由于聚合物的增黏、吸附、捕集作用，使高滲透層的相滲透率下降，流體黏度增加，阻力系數(shù)增加，中、低滲透層剩余油富集區(qū)將得到有效動用，在含水變化曲線上出現(xiàn)最大降幅點，如圖2 所示。I 類井的含水最大降幅整體高于II 類井，兩者的趨勢基本一致。I 類井流壓5.2 MPa 時，含水最大降幅為18 %；II 類井流壓5.0 MPa 時，含水最大降幅為15 %；III 類井流壓4.3 MPa 時，含水最大降幅為17%，高于II 類井。除III 類井外，流壓越高，含水下降幅度越小。不同類型井的累計增油與最大含水降幅的趨勢基本一致，說明整體受效時間基本同步，累計增油效果排序為I 類井＞II 類井＞III 類井。

圖2 不同分類井不同流壓與含水最大降幅、累計增油

為保證含水低值階段的采液能力，流壓水平不宜過低，若流壓水平過低，注采壓差將增大，滲流能力增強，采出液中聚合物的濃度將增加，造成抽油機的負(fù)荷增大，采出井會出現(xiàn)結(jié)蠟、桿斷、泵漏的問題，降低抽油泵的使用壽命[12]。結(jié)合已開發(fā)聚驅(qū)區(qū)塊經(jīng)驗，流壓小于3 MPa 的抽油機井抽油泵損壞的井?dāng)?shù)占總檢泵井?dāng)?shù)的45%。為保證抽油泵正常運轉(zhuǎn)，含水低值期分類井的合理流壓界限應(yīng)控制在3.0～6.0 MPa。針對流壓低于3 MPa的井根據(jù)注采連通關(guān)系及時進(jìn)行壓裂措施改造。

3.4 含水回升期合理流壓

含水回升期，流壓越高，含水回升速度越慢，如圖3所示。I類井流壓4.8 MPa、II類井流壓4.3 MPa、III 類井流壓3.9 MPa 時，含水回升速度最快。為有效控制含水回升速度，防止聚合物過早突破，保證注采能力，不同類型的采出井需采取間抽或調(diào)小抽汲參數(shù)的方式保持高流壓生產(chǎn)。一旦出現(xiàn)聚合物濃度突升的情況，要通過產(chǎn)液剖面，判斷突破層位，及時進(jìn)行堵水，進(jìn)而驅(qū)替低含水層段的剩余油，提高聚驅(qū)效果。

圖3 不同分類井不同流壓下流壓變化

3.5 壓裂時機和壓裂層段優(yōu)選

關(guān)于聚驅(qū)油層改造時機的研究，候雨辰等[13]認(rèn)為采出井的壓裂時機應(yīng)結(jié)合單井注入的聚合物用量。但從礦場應(yīng)用效果看，壓裂時機的確定還應(yīng)結(jié)合井組間的注采連通關(guān)系以及動態(tài)變化特征。結(jié)合不同階段合理流壓界限，重新優(yōu)化分類井的壓裂模式，見表2。含水下降期的壓裂層段以3、4類河道發(fā)育為主，且流壓小于4 MPa，產(chǎn)液降幅大于30%的井；含水低值期的壓裂層段以1、2類河道發(fā)育的中、低滲透層為主，且流壓小于3.5 MPa，產(chǎn)液降幅大于30%，采聚濃度小于400 mg/L及斷層或區(qū)塊邊部剩余油多的井；含水回升期的壓裂層段以1、2類河道發(fā)育中的薄差層及動用差層為主，且流壓小于3 MPa，采聚濃度小于500 mg/L的井。在壓裂選井上要結(jié)合井組注入壓力水平，注入壓力越高，在一定程度上表明油墻形成的越厚，采出端壓裂后的效果越好。

表2 不同發(fā)育類型井壓裂模式

4 開發(fā)效果對比

不同分類井壓裂后采液指數(shù)均呈先上升后下降的趨勢，如圖4所示。I類井壓裂后的采液指數(shù)上升84.7%，升幅最大，說明采液能力提升最快，隨著采出時間的延長，采液指數(shù)逐步下降，下降幅度的快慢反映了壓裂有效時間的長短。I類井采液指數(shù)下降到0.85 t/（d·MPa），仍高于壓裂初期水平，下降幅度最小，壓裂有效期最長，達(dá)13個月；II類井在壓后的第11個月，采液指數(shù)下降到初期水平；III類井采液指數(shù)下降最快，壓裂有效期最短，僅9個月。將分類井的合理流壓應(yīng)用到區(qū)塊的開發(fā)調(diào)整和壓裂措施改造工作中，預(yù)測聚驅(qū)階段的采出程度高于數(shù)模0.5%。

圖4 壓裂井采液指數(shù)曲線

5 結(jié)論與認(rèn)識

1）二類油層在聚驅(qū)開發(fā)過程中，不同類型井的動態(tài)變化特征研究表明：注聚初期I 類井合理流壓界限5.5～7.2 MPa，II 類井合理流壓界限4.5～7.6 MPa，III 類井合理流壓界限3.5～5.5 MPa；含水低值期合理流壓界限應(yīng)控制在3.0～6.0 MPa，不同類型井的累計增油與含水最大降幅的趨勢基本一致，I類井的累計增油效果要好于II、III類井；含水回升期的流壓越高，含水回升速度越慢，因此，采出井應(yīng)保持較高流壓生產(chǎn)，控制含水回升速度。

2）通過對不同發(fā)育類型井的壓裂層段優(yōu)選，能夠延長壓裂井的有效期，提高聚驅(qū)壓裂效果。壓裂層段選擇上，含水下降期以壓裂3、4類河道為主，全井壓裂，實現(xiàn)壓裂促效；含水低值期以壓裂1、2類河道的中、低滲透層為主，實現(xiàn)壓裂增效；含水回升期以壓裂1、2 類河道中的薄差層及動用差層為主，實現(xiàn)壓裂提效。