張吉昌，靳海龍，梁武全，于學(xué)軍

(中油遼河油田公司，遼寧 新民 110316)

多元注水技術(shù)在裂縫性古潛山油藏的探索與實(shí)踐

張吉昌，靳海龍，梁武全，于學(xué)軍

(中油遼河油田公司，遼寧 新民 110316)

針對(duì)大民屯凹陷古潛山油藏注水開發(fā)過程中遇到的水竄嚴(yán)重、水驅(qū)采收率低等問題，加強(qiáng)了古潛山內(nèi)幕研究，在對(duì)儲(chǔ)層特征及剩余油分布進(jìn)一步認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，將常規(guī)水驅(qū)方法與滲析采油機(jī)理相結(jié)合，發(fā)展出多種井型組合注水、古潛山分層注水、異步注采等多元化注水技術(shù)，在擴(kuò)大注水波及體積、提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度方面有良好效果。該研究對(duì)同類型古潛山油藏的開發(fā)有一定借鑒意義。

注水開發(fā);異步注采;古潛山分注;組合注采;滲析采油;裂縫性古潛山油藏

引 言

近幾年，大民屯凹陷古潛山油藏以“二次評(píng)價(jià)、二次開發(fā)、多元開發(fā)、高效開發(fā)、深度開發(fā)”理念為指導(dǎo)，在精細(xì)刻畫古潛山地質(zhì)體基礎(chǔ)上，利用水平井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、欠平衡鉆井等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低滲難采古潛山油藏開發(fā)動(dòng)用，老區(qū)古潛山油藏二次開發(fā)見到良好效果，新區(qū)古潛山實(shí)現(xiàn)了高效開發(fā)，盤活了油氣資源。在注水開發(fā)過程中，古潛山油藏暴露出如下問題：注入水易沿主裂縫突進(jìn)，注水波及系數(shù)小，水驅(qū)動(dòng)用程度低［1］;老區(qū)古潛山隨著注水開發(fā)時(shí)間的延長、轉(zhuǎn)注井的增多，地下油水接觸關(guān)系復(fù)雜;水平井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的注水開發(fā)。面對(duì)古潛山油藏注水出現(xiàn)的復(fù)雜情況，為改善該類油藏的開發(fā)效果，以“注好水、注夠水、精細(xì)注水、有效注水”為宗旨，開展了古潛山油藏注水新方式的探索與實(shí)踐，并形成了較為系統(tǒng)的古潛山油藏注水開發(fā)技術(shù)。

1 油藏概況

古潛山油藏是大民屯油田的重要組成部分。大民屯凹陷是下遼河凹陷3個(gè)主要生油凹陷之一，油氣資源豐富，是1個(gè)上有下第三系砂巖油藏、下有太古界花崗巖及中上元古界石灰?guī)r古潛山油藏的復(fù)合油氣田。其中，古潛山油藏探明含油面積為88.58 km2，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為 12 715 ×104t，占總探明儲(chǔ)量的39.2%。投入開發(fā)的太古界古潛山油藏有東勝堡古潛山、安1－安97古潛山、邊臺(tái)古潛山等，元古界古潛山油藏有沈625古潛山、靜北古潛山、沈257古潛山等。

2 生產(chǎn)中存在的問題

大民屯凹陷古潛山油藏類型多樣、開發(fā)方式多樣、開發(fā)階段各不相同，在注水開發(fā)過程中暴露出多種問題。

2.1 高滲透古潛山油藏注入水易沿裂縫突進(jìn)，注水波及系數(shù)小，水驅(qū)動(dòng)用程度低

靜北古潛山油藏1988年正式投入開發(fā)，1989年實(shí)施層內(nèi)低部位注水開發(fā)。由于古潛山裂縫發(fā)育的嚴(yán)重非均質(zhì)性，裂縫發(fā)育方向注水見效明顯，1994年主體部位的高產(chǎn)井相繼出現(xiàn)產(chǎn)液量下降、含水上升趨勢(shì)，油藏產(chǎn)量大幅度下降。同位素示蹤劑測試表明，注入水最大推進(jìn)速度達(dá)800 m/d，油井表現(xiàn)為無水采油期短，一般注水后油井平均生產(chǎn)2.8個(gè)月見水，且具有見水后含水迅速上升的特征［2］。

2.2 底水古潛山油藏地層能量充足，水淹現(xiàn)象嚴(yán)重，進(jìn)一步提高采收率手段匱乏

東勝堡古潛山是1個(gè)具有強(qiáng)底水能量的塊狀古潛山油藏，1986年正式投入開發(fā)，由于底水能量充足、錐進(jìn)嚴(yán)重，1988年位于高部位的部分高產(chǎn)井開始見水，1992年油藏進(jìn)入遞減階段。由于監(jiān)測資料錄取不足，對(duì)油水界面認(rèn)識(shí)不清，治理措施效果差，進(jìn)一步提高采收率手段匱乏。1994年實(shí)施全面停注的降壓開發(fā)，實(shí)施前油井見水井達(dá)到100%，綜合含水為85%，采油速度僅為0.2%。

2.3 水平井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井在古潛山油藏的廣泛應(yīng)用，加大了古潛山油藏注水開發(fā)難度

近幾年，隨著鉆井技術(shù)的不斷進(jìn)步，通過應(yīng)用水平井技術(shù)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井技術(shù)，提高了儲(chǔ)量動(dòng)用程度，實(shí)現(xiàn)了古潛山油藏的高效開發(fā)，但同時(shí)也加大了二次采油的難度。邊臺(tái)古潛山復(fù)雜結(jié)構(gòu)井井?dāng)?shù)為19口，占油藏總井?dāng)?shù)的22%，日產(chǎn)油為186 t/d，占總產(chǎn)量的52%;沈625古潛山水平井井?dāng)?shù)為17口，占油藏總井?dāng)?shù)的23%，日產(chǎn)油為142 t/d，占總產(chǎn)量的53%，如何補(bǔ)充該類油藏的地層能量成為油藏穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵問題。

3 多元化注水技術(shù)的提出及原理

3.1 古潛山分注

通過對(duì)大民屯凹陷古潛山內(nèi)幕的深入研究，發(fā)現(xiàn)無論是碳酸鹽巖古潛山油藏，還是變質(zhì)巖古潛山油藏，在巖性分布上均存在成層性，只是這種成層性因裂縫的發(fā)育程度不同表現(xiàn)得有強(qiáng)有弱，成層性的存在使古潛山油藏分層注水成為可能。

碳酸鹽巖儲(chǔ)層是巖性、沉積環(huán)境、成巖作用和構(gòu)造作用相互疊加的產(chǎn)物［3］。大民屯凹陷碳酸鹽巖古潛山油藏儲(chǔ)層巖性為海相碎屑巖和碳酸鹽巖，主要包括白云巖類。地殼的交替升降、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁、海水時(shí)進(jìn)時(shí)退造成中上元古界沉積具有明顯的旋回特征，巖石的礦物成分、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)在縱向上交替變化，在裂縫欠發(fā)育情況下，油藏儲(chǔ)層具有明顯的層狀特征。沈625古潛山、靜北古潛山補(bǔ)層效果證明，由于隔層的阻擋作用，儲(chǔ)層縱向上并不連通。例如，安22－32井初期投產(chǎn)g2儲(chǔ)層，3 a后不出補(bǔ)射g4儲(chǔ)層，獲得67.8 t/d的高產(chǎn)。

3.2 異步注采

從儲(chǔ)集能力上看，裂縫系統(tǒng)的地質(zhì)儲(chǔ)量所占比例比較小(小于30%);從水驅(qū)油效率上看，裂縫系統(tǒng)水驅(qū)油效率較高，注水開發(fā)后期一般可達(dá)到95%以上［4］，因此基質(zhì)巖塊系統(tǒng)成為裂縫性油藏剩余油富集區(qū)。對(duì)于基質(zhì)巖塊系統(tǒng)，其注水驅(qū)替對(duì)象為基質(zhì)巖塊細(xì)小孔隙及小縫小洞中的原油，主要依靠毛管力作用使裂縫中的水進(jìn)入基質(zhì)巖塊滲吸排油［5－6］，所以發(fā)揮好毛管壓力的滲吸作用，對(duì)提高裂縫性油藏采收率具有重要意義［7］。

異步注采是周期注水的一種，周期注水是非均質(zhì)油藏提高采收率的有效手段之一［8］，非均質(zhì)性越強(qiáng)，周期注水效果越好［9］。異步注采即注時(shí)不采，采時(shí)不注。在注水井注水時(shí)，關(guān)停油井，防止注入水沿裂縫水竄，注入水在驅(qū)替壓差、滲析作用下向基質(zhì)運(yùn)移，從而擴(kuò)大基質(zhì)巖塊的注水波及體積，提高驅(qū)油效率。注水井停注后，油井復(fù)產(chǎn)，裂縫壓力首先下降，基質(zhì)中的原油在壓差作用下流向裂縫。實(shí)際上，異步注采主要是進(jìn)一步強(qiáng)化基質(zhì)巖塊滲吸排油的速度與深度，改善周期注水的增產(chǎn)效果(圖1)。

圖1 異步注采原理示意圖

3.3 組合注采

為補(bǔ)充多井型開發(fā)油藏的地層能量，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)與開發(fā)的實(shí)際情況，以復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、重點(diǎn)井為中心，設(shè)計(jì)了直井+直井組合開發(fā)、直井+水平井組合開發(fā)［10］、水平井+水平井組合開發(fā)等多種組合注采模式。

4 技術(shù)應(yīng)用情況及效果分析

4.1 古潛山分注效果分析

沈625－12－26井是沈625古潛山油藏中部的1口注水井，在早期籠統(tǒng)注水過程中，對(duì)應(yīng)油井沈625－12－28井含水快速上升。吸水剖面測試顯示，該井主要吸水層位在下部。2008年對(duì)其實(shí)施油套分注，下部控制注水，日配注20 m3/d，上部加強(qiáng)注水，日配注30 m3/d，整體配注量由分注前的40 m3/d上調(diào)至50 m3/d。調(diào)整后，沈625－12－28井產(chǎn)液量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，由35.3 t/d上升至38.5 t/d，含水持續(xù)下降，由63%下降至27%。目前沈625古潛山油藏已實(shí)施分注7口井，分注前后吸水厚度比例提高了22.7個(gè)百分點(diǎn)(表1)。

4.2 異步注采效果分析

2010年在東勝堡古潛山南部整體實(shí)施異步注采。措施實(shí)施前該區(qū)油井開井11口，日產(chǎn)液為220.4 t/d，日產(chǎn)油為21.2 t/d，綜合含水為90.4%;觀察井2口，注水井5口，均未開井。注時(shí)不采階段，油井全部停止生產(chǎn)，5口注水井全部恢復(fù)注水，日增注441 m3/d，階段累計(jì)注水4×104m3。觀察井——靜深74井地層壓力由17.08 MPa上升至17.53 MPa。采時(shí)不注階段，油井根據(jù)液面恢復(fù)情況陸續(xù)開井，開井后含水均有不同幅度的下降，產(chǎn)油量明顯上升，井組日產(chǎn)液為231 t/d，日產(chǎn)油為42.5 t/d，含水為82.2%，對(duì)比措施前日產(chǎn)油上升了21.3 t/d。截至2011年7月，階段累計(jì)增油1 474 t(圖2)。

表1 沈625塊古潛山油藏吸水剖面對(duì)比

4.3 組合注采效果分析

4.3.1 直井注水+直井采油組合開發(fā)

在直井開發(fā)的古潛山油藏注水過程中，開展立體優(yōu)化注水。勝25－13井位于安1—安97古潛山油藏裂縫十分發(fā)育的中部，早期通過實(shí)施同步注采、完善注采系統(tǒng)、合理的動(dòng)態(tài)調(diào)配等措施，日產(chǎn)油量一直保持在45 t/d以上。2009年該井出現(xiàn)產(chǎn)液量下降情況，為實(shí)現(xiàn)該井的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，平面上采取“多井點(diǎn)強(qiáng)弱輪替”注水調(diào)配方式，縱向上立體優(yōu)化注水層位，平面與縱向相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了該井的再次穩(wěn)產(chǎn)。目前該井產(chǎn)量穩(wěn)定在40 t/d左右，穩(wěn)產(chǎn)期已長達(dá)13 a。截至2011年7月，累計(jì)產(chǎn)油達(dá)22.3 ×104t。

4.3.2 直井注水+水平井采油組合開發(fā)

圖2 東勝堡古潛山異步注采生產(chǎn)曲線

沈625古潛山在水平井井間加密區(qū)域采用直井+水平井組合注采。直井+水平井組合注水的實(shí)施有效補(bǔ)充了古潛山地層能量，控制了水平井含水上升速度，目前地層壓力穩(wěn)定在15 MPa左右，水平井含水明顯低于直井，2010年底水平井含水為55%，直井含水為72%，實(shí)現(xiàn)了油藏連續(xù)6 a穩(wěn)產(chǎn)。4.3.3 水平井注水+水平井采油組合注水開發(fā)

針對(duì)油藏開發(fā)井型日益多樣化、復(fù)雜化的現(xiàn)狀，率先在沈625塊古潛山油藏水平井開發(fā)區(qū)域開展了水平井注水試驗(yàn)。沈625－H11井于2008年12月轉(zhuǎn)注，實(shí)現(xiàn)注水開發(fā)后，井區(qū)地層壓力由19.8 MPa上升至22.1 MPa，上升了2.3 MPa;對(duì)應(yīng)3口水平井均見到注水效果，井組日產(chǎn)油由54.3 t/d最高上升至103.9 t/d，日增油49.6 t/d，累計(jì)增油1.8 ×104t。

5 結(jié)論

(1)在保證油藏高采油速度條件下，直井+水平井組合注水方式能夠控制油井含水上升速度。可結(jié)合水平井注水、古潛山分注等注水措施實(shí)現(xiàn)油藏的高效開發(fā)，但水平井注水井網(wǎng)部署還需進(jìn)一步研究探索。

(2)大民屯凹陷古潛山油藏儲(chǔ)層成因上均存在一定的成層性，開展古潛山分注能夠在一定程度上改善水驅(qū)效果，提高油藏采收率。

(3)異步注采是周期注水的1種方式，能夠更好地發(fā)揮滲吸采油作用，在控制油井含水上升速度、挖掘古潛山油藏基質(zhì)剩余油方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

［1］王西江，劉其成，王恩輝，等.雙重介質(zhì)油藏物模實(shí)驗(yàn)技術(shù)及滲流特征研究［J］.特種油氣藏，2007，14(2)：97－100.

［2］姚為中，朱寶龍，王京博.分單元量化注水技術(shù)在靜北古潛山油藏的應(yīng)用［J］.特種油氣藏，2002，9(12)：52－55.

［3］陳金勇，李振鵬.碳酸鹽巖儲(chǔ)層的主要影響因素［J］.海洋地質(zhì)動(dòng)態(tài)，2010，26(4)：19 －25.

［4］李富有.現(xiàn)代最新采油技術(shù)實(shí)用手冊(cè)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2007：833－834.

［5］王家祿，劉玉章，陳茂謙，等.低滲透油藏裂縫動(dòng)態(tài)滲吸機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究［J］.石油勘探與開發(fā)，2009，36(1)：86－90.

［6］李士奎，劉衛(wèi)東，張海琴，等.低滲透油藏自發(fā)滲吸驅(qū)油實(shí)驗(yàn)研究［J］.石油學(xué)報(bào)，2007，28(2)：109－112.

［7］吳應(yīng)川，張惠芳，代華.利用滲吸法提高低滲油藏采收率技術(shù)［J］.斷塊油氣田，2009，16(2)：80－82.

［8］傅家訓(xùn).不穩(wěn)定注水適應(yīng)性分析［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2005，30(1)：82 －83.

［9］王立芳.特高含水期不穩(wěn)定注水提高油田開發(fā)效果探索［J］. 內(nèi)江科技，2005，2(4)：67.

［10］龔姚進(jìn)，梁光迅.沈625塊裂縫型低古潛山油藏注水開發(fā)主要做法及效果評(píng)價(jià)［J］.特種油氣藏，2007，14(2)：93－96.

Research and practice of multiple water injection technology for fractured buried hill reservoirs

ZHANG Ji－chang，JIN Hai－long，LIANG Wu－quan，YU Xue－jun
(Liaohe Oilfield Company，PetroChina，Panjin，Liaoning 110316，China)

The buried hill reservoir in Damintun depression has experienced problems of severe water channeling and low recovery rate during water flooding process．This paper studies the interior structure of the buried hill reservoir，including reservoir characteristics and residual oil distribution，combines conventional water flooding with imbibition oil recovery，and proposes multiple water injection technology including multi－well type combination water flooding，stratified water flooding，and asynchronous injection–production．The technology has achieved good results in expanding waterflood swept area and increasing the producing degree of reserves．This research has guiding significance to the development of similar buried hill reservoirs．

water flooding;asynchronous injection－production;stratified water flooding;combination injection－production;imbibition oil recovery;fractured buried hill reservoir

TE349

A

1006－6535(2012)02－0086－04

20110715;改回日期：20110824

項(xiàng)目名稱：中石油遼河油田公司項(xiàng)目“高凝油油藏大幅度提高采收率技術(shù)研究與應(yīng)用”(2010B－1006－01)

張吉昌(1969－)，男，高級(jí)工程師，博士，1991年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)石油地質(zhì)專業(yè)，《特種油氣藏》第八屆編委，現(xiàn)從事油田開發(fā)研究工作。

編輯姜 嶺