周期注水方法在油藏開(kāi)發(fā)中的適用性

趙輝

摘要：20世紀(jì)60、70年代，由前蘇聯(lián)專(zhuān)家提出并分析了周期注水的機(jī)理以及建立了數(shù)學(xué)模型。但是由于當(dāng)時(shí)科研限制，科學(xué)家只能通過(guò)模擬計(jì)算來(lái)得到周期注水對(duì)開(kāi)發(fā)形式的改善，但是很難從理論上來(lái)解釋周期注水對(duì)開(kāi)發(fā)的影響。在此基礎(chǔ)上，科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出周期注水的實(shí)質(zhì)是注水井停注的階段油層內(nèi)部孔隙中壓力動(dòng)態(tài)變化后所形成的竄流作用，將油從低滲透油層中驅(qū)替出來(lái)，降低高滲透油層的含水飽和度。由此可以得出結(jié)論：周期注水更適合水濕性油層?；诖耍酒恼聦?duì)周期注水方法在油藏開(kāi)發(fā)中的適用性進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：周期注水方法;油藏開(kāi)發(fā);適用性

引言

周期注水是利用注入水在不同滲透層中滲流速度不同，通過(guò)周期性的改變注水量大小，使儲(chǔ)層內(nèi)產(chǎn)生周期性的增壓和降壓過(guò)程，從而使不同滲透層間的流體產(chǎn)生流動(dòng)，從而更好的動(dòng)用低滲透儲(chǔ)層。注水會(huì)產(chǎn)生誘導(dǎo)裂縫，只有選擇適合的注水參數(shù)，才能達(dá)到最佳驅(qū)油效率。

1周期注水機(jī)理

（1）周期注水原理。通過(guò)周期性的改變水井注水量和注水壓力，在水井端形成不穩(wěn)定壓力場(chǎng)，引起不同滲透率的基質(zhì)與基質(zhì)或與裂縫間流體相互交換。（2）周期注水平面驅(qū)油過(guò)程。常規(guī)注水時(shí)，由于采用的注水方式和工作制度的影響，平面上的某些區(qū)域會(huì)形成死油區(qū)，出現(xiàn)剩余油，其滲流速度很低甚至為零。如果不進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整將會(huì)影響原油的采收率，但是，在周期注水過(guò)程中，由于彈性力的作用，這種現(xiàn)象將會(huì)得到改善。（3）周期注水儲(chǔ)層主要作用力分析。在周期注水增注時(shí)，其注采比大于1，高滲層的壓力傳導(dǎo)系數(shù)大，吸水量大，壓力上升速度快而較高，低滲層壓力傳導(dǎo)系數(shù)小，壓力上升速度慢而較低。因此，便產(chǎn)生了一個(gè)正向壓力差，流體在壓差下從含油飽和度低的高滲層驅(qū)向低滲層，且水多油少;當(dāng)周期注水停注或減注時(shí)，其注采比小于1，高滲層壓力下降速度快而較低，低滲層壓力下降速度緩慢而較高，因此便形成了相反的附加壓力差，流體將從含油飽和度高的低滲層流向高滲層且油多水少。這樣，從低滲透層流人到高滲透層中的原油將會(huì)在復(fù)注階段被采出，這就是彈性力提高縱向非均質(zhì)油層采收率的機(jī)理。

2周期注水影響因素

（1）儲(chǔ)層非均質(zhì)性。數(shù)值模擬表明，儲(chǔ)層的非均質(zhì)性越強(qiáng)，周期注水效果越好。周期注水效果與非均質(zhì)性不是一條嚴(yán)格的單調(diào)曲線;在高滲油層厚度相同的一組油層情況下，儲(chǔ)層的非均質(zhì)性越強(qiáng)，注水開(kāi)發(fā)后的累計(jì)采油量越大。（2）周期注水時(shí)期。數(shù)值模擬表明，相對(duì)于注水突破時(shí)間，周期注水實(shí)施越早，地層交互滲流發(fā)生越徹底，油田累計(jì)增油量越大;實(shí)施越晚，增油幅度下降。（3）層間連通性。各層滲透接觸面積與油層整個(gè)接觸面積的比例關(guān)系叫做垂向連通系數(shù)。小層之間的交滲流動(dòng)會(huì)受到隔層的影響，因此不滲透隔層范圍分布越大，周期注水的效果越不明顯。（4）原油粘度。原油粘度越小對(duì)于周期注水的效果就越顯著。反之，原油的粘度越大，水進(jìn)入儲(chǔ)層后形成的指進(jìn)現(xiàn)象就越明顯，這樣的話會(huì)導(dǎo)致油井更快速的見(jiàn)水。

3周期注水主要參數(shù)確定

3.1注水周期的確定

合理停注周期是周期注水的關(guān)鍵，影響著地層壓力重新分布的時(shí)間，根據(jù)前人理論分析，注水半周期如式（1）所示：

式中：L為注水井到采油井之間的距離（cm）;C為地層平均導(dǎo)壓系數(shù)（cm/s）。相關(guān)試驗(yàn)研究表明不同的油藏地質(zhì)條件，合理的停注周期不同，如果周期太短，蓄積的彈性能量弱，壓力變化幅度小，毛細(xì)管力作用時(shí)間短，層間交滲量小，效果差;如果周期太長(zhǎng)，對(duì)于飽和壓力較高的油田，地飽壓差較小，易造成油層脫氣，從而影響油田開(kāi)發(fā)效果。因此，周期長(zhǎng)度存在一個(gè)合理的界限值。根據(jù)注采平衡原理，停注期間以飽和壓力為下限，以停注前的壓力狀態(tài)為恢復(fù)界限，計(jì)算停注周期的界限值：

式中：Q為停注期間日產(chǎn)液量（m/d）;V為孔隙體積（m3）;Pr為地層壓力（MPa）;Pb為飽和壓力（MPa）。此外，注水井停注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易導(dǎo)致地面管線在冬季出現(xiàn)凍結(jié)、電泵井易欠載等管理難度大的問(wèn)題，因此，停注周期還要綜合考慮其他情況，保障油田正常開(kāi)發(fā)。

3.2周期注水量的確定

注水量的確定一方面要保障區(qū)塊注采平衡，保障完成年度區(qū)塊注水需求，但考慮到周期注水有效提高了注水利用率，因此可適當(dāng)?shù)陀诜€(wěn)定注水時(shí)的年度注水量;另一方面，注水量的變化對(duì)地層壓力的變化起主導(dǎo)作用，因此在確定注水量時(shí)既要保障地層壓力有明顯波動(dòng)，又要重視油藏能量的補(bǔ)充。一般情況下，周期注水水量為正常注水的80%左右。

4周期注水的適用條件

實(shí)踐表明，通常情況下油田實(shí)施周期注水需要滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件：（1）需要非均質(zhì)油層。周期注水能夠提高非均質(zhì)油層的波及系數(shù);（2）需要親水油層。地層巖石親水，滯留在低滲透層中的注入水可以將油從低滲透層中驅(qū)替出來(lái);（3）需要較小的原油黏度。當(dāng)原油黏度較小時(shí)，毛管力才能依靠原油的粘滯力將原油驅(qū)替出來(lái)。（4）需要合理的常規(guī)注水時(shí)間。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)常規(guī)注水5年后開(kāi)始進(jìn)行周期注水，增產(chǎn)效果比較明顯。

5周期注水開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)

（1）吸水剖面，注水強(qiáng)度變化會(huì)改變注水壓差，從而改善注水效果;（2）注入水波及體積，通過(guò)監(jiān)測(cè)油井產(chǎn)出水礦化度變化或示蹤劑測(cè)試結(jié)果，驗(yàn)證周期注水?dāng)U大波及體積、改善驅(qū)油效果;（3）地層壓力變化，周期注水期間地層壓力會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)的情況，要確保各項(xiàng)注水參數(shù)合理，保障地層壓力在合理的范圍內(nèi)波動(dòng);（4）預(yù)測(cè)水驅(qū)最終采收率，周期注水后，水驅(qū)效果提高，通過(guò)數(shù)值模擬方法對(duì)比預(yù)測(cè)實(shí)施前后采收率變化對(duì)開(kāi)發(fā)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

結(jié)束語(yǔ)

周期注水是常規(guī)油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中比較有效的措施，本文針對(duì)周期注水對(duì)采收率的影響進(jìn)行了分析，對(duì)周期注水的影響機(jī)理、適用條件以及影響因素進(jìn)行了分析。得出當(dāng)親水非均質(zhì)儲(chǔ)層中原油黏度較小時(shí)，對(duì)油田開(kāi)發(fā)的效果提升比較明顯，可以有效提高采收率。

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