王建華 韓華峰 劉姣姣

延長油田股份有限公司富縣采油廠 陜西延安 727500

1 開發(fā)機(jī)理和模型分析

油藏注水吞吐基本工作原理為，吸滲產(chǎn)油機(jī)理，主要呈現(xiàn)為基質(zhì)孔隙和裂縫間，或基質(zhì)大小孔隙間實際流體交換，一般壓裂僅處于井筒周圍區(qū)域內(nèi)形成一定數(shù)量的裂縫，注水吞吐處于油田正式開發(fā)中做以輔助。油藏體積發(fā)生改造后，井筒周圍區(qū)域產(chǎn)生較為復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，針對基質(zhì)與實際裂縫接觸面積逐步增大，兩者內(nèi)部所含有的流體交換速度、數(shù)量均變化，吸滲能力持續(xù)性提高[1]。

體積改造油藏注水吞吐一個完整周期需歷經(jīng)多個環(huán)節(jié)，可將其劃分為注水期、悶井期、回抽期（圖1）。

圖1 體積改造油藏注水吞吐過程基質(zhì)和裂縫壓力變化

注水期（不穩(wěn)定補(bǔ)充地層能量階段）：針對體積改造油井而言，其長時間實施開采活動，超過衰竭后能量大幅度降低，其內(nèi)部自身滲透率顯著提升，但基質(zhì)滲透率較低，注入水通常初期進(jìn)入裂縫內(nèi)，其內(nèi)部壓力突發(fā)性升高，裂縫內(nèi)注入水處于裂縫與基質(zhì)間形成較大壓差，促使其進(jìn)入基質(zhì)，最初進(jìn)入基質(zhì)高滲透區(qū)域內(nèi)，隨著基質(zhì)量壓力逐步增高，該階段作為補(bǔ)穩(wěn)定性補(bǔ)充地層能量階段。

悶井期（滲吸產(chǎn)油階段）：該過程中已經(jīng)終止注水，前期注入大量水處于裂縫和基質(zhì)間形成較大的壓力，保證其最終入駐整個基質(zhì)，裂縫壓力隨著不斷降低，基質(zhì)壓力持續(xù)性升高，隨著時間的推移兩者壓力處于均衡性。親水性的油藏處于裂縫內(nèi)將大量水資源注入，導(dǎo)致其內(nèi)部壓力突發(fā)增高，其持續(xù)性入駐基質(zhì)孔隙內(nèi)，積極凸顯吸滲能效和作用，以滲吸生產(chǎn)油水的方式和形成機(jī)理，體積改造基質(zhì)滲吸速度計算公式見式（1）和式（2）。

從整個計算公式獲知，數(shù)值的增加，表明滲吸實際作用強(qiáng)化，驅(qū)動距離縮小，與之相吻合的驅(qū)動壓差減少，最終實際產(chǎn)油量增多。體積改造將地層進(jìn)行打碎，處于井筒周圍產(chǎn)生多個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為后續(xù)滲吸產(chǎn)油奠定良好的基礎(chǔ)。

回抽期（不穩(wěn)定驅(qū)替階段）：該階段油井開展回采操作，內(nèi)部流體以相應(yīng)的裂縫為核心途徑實施開采，雷鋒壓力實際降低耗損時間較短，基質(zhì)內(nèi)部壓力降低耗損時間較長，快速進(jìn)入裂縫內(nèi)通過井筒被采出。后期隨著開采活動的實施，整個產(chǎn)液量減少，裂縫壓力隨之降低，最終處于均衡狀態(tài)。該過程中將驅(qū)替作用為主，因其實際壓差缺乏可靠性、穩(wěn)定性，整個流體從裂縫向井筒及基質(zhì)量向裂縫的驅(qū)替，均作為不穩(wěn)定的過程。可將不穩(wěn)定過程劃分為兩個階段，其中一個為油井初期生產(chǎn)，但因裂縫滲透率較高，裂縫內(nèi)流體優(yōu)先選擇入駐井筒；另外一個階段是待油井生產(chǎn)保持一定時間周期后，隨著裂縫內(nèi)壓力降低，致使整個基質(zhì)、裂縫間壓力存在較大的差距，所以從壓力較低方轉(zhuǎn)變至較高方，發(fā)生基質(zhì)流體向裂縫發(fā)生的竄流計算公式見式（3）。

處于不穩(wěn)定驅(qū)替過程中，隨著油藏流體被持續(xù)性開采，油藏含油飽和度處于動態(tài)化波動，基質(zhì)油相對滲透率及基質(zhì)與裂縫壓力，隨著時間的波動持續(xù)性變更。

2 理論計算分析

具體實踐過程中，結(jié)合開發(fā)井型的不同，體積改造油藏注水吞吐方式不一，通常涵蓋兩種方式，即水平井體積壓裂注水吞吐、直井縫網(wǎng)壓裂注水吞吐，不同方式的選取最終開采效益存在差異性。選取專業(yè)的計算公式，分析整個注水吞吐開發(fā)成效，結(jié)合我國油藏流體自身特征，布設(shè)與之相吻合的模型，設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，其參數(shù)不僅包含地層原油年度、溶解汽油比，而且涵蓋水平井水平段長度、控制地質(zhì)存儲量等，整個油藏衰竭開采3a 后，逐步進(jìn)行注水吞吐，以2a 為周期進(jìn)行吞吐一次，水平井實際注水周期為2 個月，針對不同壓力系數(shù)，油藏注水吞吐10d 實際開采和衰竭開采比值保持在2∶1, 顯示選取體積改造的技術(shù)和方法，對整個油藏階段實際開采效果尤為凸顯[2]。

3 體積改造油藏注水吞吐有效補(bǔ)充地層能量開發(fā)主控因素分析

3.1 儲層滲透率

通過合理化確定不同儲層實際滲透率，科學(xué)掌握注水吞吐真實產(chǎn)油劑量，積極確定儲層滲透率與注水吞吐開采間關(guān)系（圖2）可獲知，常規(guī)下儲層實際滲透率不超過20md 時，其滲透率與注水吞吐量成正比，隨著滲透率的提高，其注水吞吐采出程度增加。伴隨儲層滲透率的提高，開采程度增長幅度持續(xù)性降低，主要因儲層滲透率升高，導(dǎo)致其毛管壓力降低，注水吞吐整體成效不佳，待其滲透率升高至特定數(shù)值時固定。通過上述分析可表明，儲層滲透率不同程度干擾整個注水吞吐開發(fā)效果，但對其產(chǎn)生干擾較少，所以儲層滲透率并非是核心控制因素。

圖2 儲層滲透率與注水吞吐采出程度關(guān)系

3.2 裂縫發(fā)育程度

利用形狀因素有助于高質(zhì)量分析裂縫、基質(zhì)具體切割水平，結(jié)合形狀因素與整個注水吞吐實際開采程度相互間的關(guān)系做好精細(xì)化分析，形狀因子與裂隙發(fā)育程度成正相關(guān)，隨著形狀因子的增大，其裂縫發(fā)育水平較高，最終注水吞吐采出水平較高。確保其他變量固定狀況下，形狀因子與多個指標(biāo)、因素存在聯(lián)動性，通常實踐中形狀因子小于1.0，表明滲吸產(chǎn)出油水發(fā)展入駐重要的環(huán)節(jié)，注水實際吞吐采油量速度降低，以此顯示裂縫實際發(fā)展程度對滲吸量產(chǎn)生的影響較為突出，作為一類主控因素。

3.3 儲層濕潤性

儲層濕潤性作為一類宏觀表現(xiàn)，最直觀的特征主要處于滲透曲線上，油與水相對滲透曲線銜接點含水飽和度接近于50%，儲層濕潤度臨近中性，超過50%儲層親水性提高，反之親油性提高。通過理論和實驗室研究結(jié)果表明，儲層潤濕性對注水吞吐實際效果干擾較為凸顯，作為主控因素[3]。

3.4 含油飽和度

含油飽和度與注水吞吐采出程度關(guān)系可獲知，兩者呈現(xiàn)為對數(shù)增加的關(guān)系，其中從圖中分析掌握，含油飽和度從40%增加至60%時，注水吞吐量實際增長幅度超過1倍，含油飽和度持續(xù)性升高時，井控存儲量加大，但其實際開采增長幅度降低。

4 實踐案例分析

4.1 水平井注水吞吐

某油田作為一類親水性油藏，含油飽和度約為60%，該油井主要是處于2019 年選取體積壓裂注水吞吐試驗，該油井選取體積改造技術(shù)和方法后，初期實際產(chǎn)油量約為14.9t/ d，主要耗損實際開采22 月后，實際產(chǎn)油量為3.8t/ d，注水12d 累計實際注水量為2133m3，保持悶井時長為1 月，產(chǎn)油量恢復(fù)最大數(shù)值為8.2t/ d，1a 后實際產(chǎn)油量穩(wěn)定于3t/ d；與注水井同一個井組內(nèi)油井選取體積改造方式，從初期產(chǎn)油量14.1t/ d，降低至5.2t/ d,在其內(nèi)部注水停產(chǎn)，保持悶井10 天后，實際產(chǎn)油量最大可恢復(fù)至12.2t/ d，1a 后實際產(chǎn)油量可穩(wěn)定保持于6t/ d。通過實踐結(jié)果表明，該油井實際選取注水吞吐方式后，油水井實際產(chǎn)油量顯著提高，分析產(chǎn)油實際主控因素，整個研究區(qū)域內(nèi)有利的地質(zhì)因素包含選取體積改造方式后，進(jìn)一步產(chǎn)生較為復(fù)雜的裂縫，導(dǎo)致整個裂縫、基質(zhì)間流體交換范圍較大；儲層潤濕性顯著增加，判定其為親水，為后續(xù)吸滲開采提供助力。

4.2 直井注水吞吐

充分按照油井實際開采狀況，通過對直井選取體積改造和優(yōu)化成功案例較少，積極選取注水井先完成注水，最終進(jìn)行開采。如以某油井為例進(jìn)行現(xiàn)場試驗，該油井從初期發(fā)現(xiàn)至今開采時間周期較長，1994 年選取一般壓裂的方式最終實際產(chǎn)油量為1.1t/ d, 對其確保投產(chǎn)后持續(xù)性10 月轉(zhuǎn)變?yōu)樽⑺?，注水周期約保持11a，由于整個井網(wǎng)做好調(diào)整和改造調(diào)整為油井反抽，內(nèi)部含水率顯著下降，單井產(chǎn)油量最大可處于8.5t/ d，于2014 年年底實際積累產(chǎn)油量共計9600t，遠(yuǎn)超過同區(qū)域內(nèi)油井實際產(chǎn)出量。

為分析注水井轉(zhuǎn)采開發(fā)原理，構(gòu)建相應(yīng)的模型，結(jié)合歷史實踐數(shù)據(jù)比對2 種狀況：其一，設(shè)定井筒周圍僅擁有正式投產(chǎn)過程中的壓裂裂縫，最終計算結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)抽后該井實際產(chǎn)油量降低，含水率較高，難以獲取較佳的產(chǎn)油量，實際開采效果不佳。其二，轉(zhuǎn)采井長時間通過高壓注水過程中，隨著地層自身壓力持續(xù)性增加，壓裂周圍形成大量次裂縫，最終實際壓裂效果與選用體積壓裂方式成果較為相似。由此顯示，針對注水井而言選取較高壓力注水實踐中，產(chǎn)生多個次生裂縫實際轉(zhuǎn)采過程中引發(fā)的危害轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)勢，顯著增強(qiáng)油藏滲吸產(chǎn)油能力，有利于提升單井產(chǎn)油量，降低含水率。注水吞吐理論和實踐結(jié)果表明，其自身具有一定的可行性，主控因素有利區(qū)域內(nèi)成效尤為顯著，相對注氣等媒介，注水吞吐周圍產(chǎn)生的成本較低，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良，最終投資整體收益較高，作為當(dāng)下及未來最具發(fā)展?jié)摿Φ捏w積改造油藏補(bǔ)充地層能量開發(fā)新方式。

5 結(jié)語

隨著近年來油田開發(fā)向更深層次發(fā)展，對其開采技術(shù)提出新的要求和挑戰(zhàn)，超低滲透和致密油油藏注水開發(fā)受滲透阻力高，但體積改造產(chǎn)生的復(fù)雜裂隙，為注水吞吐滲吸產(chǎn)油提供便捷，確保基質(zhì)與裂縫間實際面積增大，顯著提高滲吸產(chǎn)油作用。通過理論和實踐分析，有必要掌握其實際開發(fā)和應(yīng)用過程中主控因素，科學(xué)、合理使用該開發(fā)方式，以便于提高實際產(chǎn)油量，獲取較佳的經(jīng)濟(jì)效益。