北三東地區(qū)周期注水實(shí)踐與認(rèn)識(shí)

前言

前蘇聯(lián)學(xué)者蘇爾古切夫于50年代末第一次提出周期注水概念，自1964年先后在國內(nèi)外50余個(gè)油田進(jìn)行周期注水礦場試驗(yàn)或工業(yè)性開采，經(jīng)濟(jì)效益顯著。近幾年來大慶喇薩杏油田純油區(qū)也開展了周期注水，薩北開發(fā)區(qū)于1992年開始在油水過渡帶開展了周期注水先導(dǎo)性試驗(yàn)，取得了比較好的效果，采收率提高1.26％，獲純經(jīng)濟(jì)效益3144.90×104元。為了進(jìn)一步擴(kuò)大周期注水效果，2005年在北三東開展了周期注水試驗(yàn)。

1 周期注水的理論依據(jù)

根據(jù)數(shù)值模擬及核磁共振成像實(shí)驗(yàn)結(jié)果，周期注水過程中除毛細(xì)管力作用外，還通過壓力場的調(diào)整使油層內(nèi)產(chǎn)生了附加竄流，在雙重作用下使原來滯留狀態(tài)下的原油得到動(dòng)用。周期注水在地層中產(chǎn)生的壓力擾動(dòng)使得常規(guī)水驅(qū)殘余油的形狀、位置和大小發(fā)生一系列變化，使剩余油被逐步驅(qū)出。在非均質(zhì)地層中，毛管力和壓力擾動(dòng)使高低滲透區(qū)之間發(fā)生油水交滲，這一過程反復(fù)進(jìn)行，即可以提高驅(qū)油效率，也可以提高波及系數(shù)，改善水驅(qū)效果，提高水驅(qū)采收率。

均質(zhì)地層中交替周期注水的核磁共振成像實(shí)驗(yàn)表明，常規(guī)水驅(qū)過程油井見水后，隨著注水量的增加，兩口或以上注水井的壓力作用使生產(chǎn)井布井方向上有一明顯的剩余油帶。在周期注水過程中可以使地層中的壓力場重新分布，使得剩余油分布的形狀、位置和大小發(fā)生一系列變化。這樣，剩余油帶隨注水井周期性的開關(guān)而縮小，使剩余油被逐步驅(qū)出，達(dá)到擴(kuò)大波及系數(shù)，提高原油采收率的目的。其原因一是原油中壓力擾動(dòng)的傳播速度大于油水的流動(dòng)速度，這可以使壓力擾動(dòng)很快傳到油水前沿，啟動(dòng)原油流動(dòng)。二是油水前沿向前推進(jìn)，而減壓一方的油水前沿不易后退，油將沿著純油區(qū)的通道流向生產(chǎn)井底。

2 試驗(yàn)區(qū)塊概述

北三區(qū)東部位于大慶長垣薩爾圖油田北部純油區(qū)內(nèi)，含油面積20.2km2，地質(zhì)儲(chǔ)量10164×104t，薩、葡主力油層于1964年投入開發(fā)，后又經(jīng)過密井網(wǎng)、注采系統(tǒng)等幾次大的調(diào)整，已進(jìn)入特高含水開發(fā)階段。目前分五套層系開采，其中基礎(chǔ)、一、二次加密層系均采用行列井網(wǎng)，三次加密層系采用五點(diǎn)法面積井網(wǎng)。

北三東薩二組油層是中等能量沉積砂體，屬于三角洲平原相和三角洲內(nèi)前緣相沉積，砂體的沉積類型主要是大中型分流河道砂體，為中高滲透性油層。這類砂體分布面積大，疊合帶的寬度可達(dá)1.0－1.5km，平面連續(xù)性好，側(cè)向連通好，河間砂鉆遇井點(diǎn)比例小，因此平面上的非均質(zhì)性較弱，而在縱向上，砂體厚度多在4－8米，呈正韻律、多段多韻律沉積，在單一韻律段內(nèi)部頂?shù)诐B透率差異大，導(dǎo)致縱向非均質(zhì)強(qiáng)烈，由于受沉積作用的控制，厚層內(nèi)水淹不均勻，頂部仍有20％30％厚度未水淹，剩余油富集。在周期注水條件下，因厚油層內(nèi)壓降的迅速傳導(dǎo)，油水重新分布，提高波及體積，驅(qū)替剩余油潛力大。

葡二組和高一組大部分層段處于厚而穩(wěn)定的三角洲外前緣砂體上，以有效厚度大于0.5m小于2.0m的主體席狀砂為主，經(jīng)長期的注水開發(fā)，油層的縱向、平面非均質(zhì)性強(qiáng)，形成了不利于提高驅(qū)油效率的低效循環(huán)條帶，大量注入水做低效循環(huán)。這部分層段平面上看井間動(dòng)用狀況差異大，水淹分布不均衡，有一定的挖潛能力。在水驅(qū)開發(fā)條件下通過采用水動(dòng)力學(xué)方法提高這部分油層的驅(qū)油效率，對改善水驅(qū)開發(fā)效果具有重要意義。

3 周期注水方案及效果分析

3.1周期注水試驗(yàn)方案

結(jié)合北三東地區(qū)油層特點(diǎn)及目前油水井動(dòng)態(tài)反映現(xiàn)狀，在保證地層壓力在合理范圍內(nèi)的基礎(chǔ)上，選取地層壓力高、因?qū)娱g矛盾大而影響薄差層注水的12口注水井進(jìn)行周期注水。確定半周期為30天，采取三種周期注水方式：一是針對薩二、薩三組壓力較高基礎(chǔ)井區(qū)，通過對主要吸水層進(jìn)行間歇性周期注水；二是井間異步交叉注水，即在注水井排列方式上，采用注水井排相鄰注水井在同一周期內(nèi)交替的升高或降低注水量的方式進(jìn)行周期注水；三是井間同步注水，即在注水井排列方式上，采用注水井排相鄰注水井在同一周期內(nèi)同時(shí)升高或降低注水量的方式進(jìn)行周期注水。

3.2周期注水試驗(yàn)效果分析

本次試驗(yàn)共選取12口注水井分三組于2005年5月末進(jìn)行周期注水，前半周期日注水減少660m，后半周期日注水減少380m3。周圍30口采油井周期注水前日產(chǎn)液3662t，日產(chǎn)油181t，綜合含水95.06％，流壓5.38MPa，液面171m；周期注水后日產(chǎn)液3413t，日產(chǎn)油182t，綜合含水94.69％。周期注水結(jié)束后，試驗(yàn)區(qū)累計(jì)減少注水75122m3，累計(jì)少產(chǎn)液7403t，累計(jì)增油1153t，取得較好效果。其中以針對一次加密調(diào)整井的井間異步交叉注水的周期注水方式效果最為突出，周圍16口采油井平均單井日產(chǎn)液減少4t，日增油0.8t，綜合含水由93.44％下降到了91.94％，下降了1.5個(gè)百分點(diǎn)。

經(jīng)過分析我們得知，對壓力較高的基礎(chǔ)井的主要吸水層采取間歇性周期注水，不僅可增大波及體積，還有效的緩解了層間矛盾，起到了增油的作用。對一次加密調(diào)整井的井間異步交叉注水方式要好于井間同步注水方式，主要由于井間異步交叉注水方式可在厚而穩(wěn)定且非均質(zhì)性強(qiáng)的三角洲外前緣砂體上的油層中形成不穩(wěn)定壓降，增加水驅(qū)波及面積。

4 結(jié)論

(1)周期注水可以作為特高含水期改善純油區(qū)厚油層開發(fā)效果的手段。

(2)在周期注水方式的選擇及工作制度的確定要結(jié)合區(qū)塊的地質(zhì)特點(diǎn)開發(fā)狀況合理組合，充分考慮縱向上平面上矛盾，結(jié)合油層發(fā)育狀況，注采對應(yīng)關(guān)系，層系間的相互影響。

(3)采用井間異步交叉周期注水方式，適應(yīng)北三東油層非均質(zhì)性的特點(diǎn)，可增加水驅(qū)波及面積，有效控制低效無效循環(huán)條帶的形成，是特高含水后期改善水驅(qū)開發(fā)效果的有效方法。