加強(qiáng)水平井注水技術(shù) 提高油氣藏產(chǎn)量

曹勇

摘 要：水平井注水技術(shù)在挖掘油氣藏開(kāi)發(fā)潛能，增加油氣開(kāi)采經(jīng)濟(jì)效益方面作用顯著。實(shí)際工作中，部分油氣田缺乏對(duì)水平井注水技術(shù)適用條件的正確認(rèn)識(shí)，影響了水平井注水技術(shù)的進(jìn)一步推廣。文章圍繞水平井注水技術(shù)影響因素問(wèn)題進(jìn)行討論，總結(jié)出水平井注水技術(shù)適用條件，并對(duì)水平井注水技術(shù)應(yīng)用效果比較好的油氣藏類型進(jìn)行歸納。

關(guān)鍵詞：水平井；注水；油氣藏；儲(chǔ)層條件；適用范圍

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的日益提升，以石油為代表的能源需求量逐年增加。我國(guó)石油總儲(chǔ)量約為940億噸，其中可開(kāi)采量為160億噸，加強(qiáng)石油開(kāi)采能力，提高石油開(kāi)采水平，對(duì)于保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展具有舉足輕重的重大意義。在現(xiàn)有的石油開(kāi)采諸多技術(shù)中，作為新興油氣田增產(chǎn)技術(shù)的水平井注水技術(shù)，具有增加水驅(qū)波及系數(shù)和注水效率、提高油氣田壓力水平和最終采出程度的優(yōu)點(diǎn)，能夠大幅提升油氣田經(jīng)濟(jì)效益，因此獲得了廣泛的推廣與應(yīng)用。但在實(shí)際工作中，水平井注水技術(shù)的使用并非一帆風(fēng)順。部分使用水平井注水技術(shù)的國(guó)內(nèi)外油氣田，不但沒(méi)有增加產(chǎn)量，反而使得儲(chǔ)層受到破壞，給油氣田開(kāi)采工作帶來(lái)重大負(fù)面影響。其根本原因，是開(kāi)采單位對(duì)水平井注水技術(shù)的認(rèn)識(shí)和理解不夠深入，沒(méi)能清楚把握水平井注水技術(shù)的應(yīng)用條件，在不適合使用水平井注水技術(shù)的儲(chǔ)層地質(zhì)環(huán)境和流體條件下使用了該技術(shù)，從而導(dǎo)致開(kāi)采的失敗。加強(qiáng)油氣田水平井注水技術(shù)應(yīng)用的研究與探討，對(duì)于推廣水平井注水技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)油氣田開(kāi)采事業(yè)迅速發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 水平井注水技術(shù)應(yīng)用影響因素研究

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐，我們可以知道，水平井注水技術(shù)的應(yīng)用效果受油層厚度的影響很大，油層厚度越大，水平井注水效果越差。具體來(lái)說(shuō)，有以下幾方面的因素制約著水平井注水的效果。

（1）流度比。隨著流速比增加，水平井注水增產(chǎn)峰值不斷下降，與此同時(shí)，水平井注水穩(wěn)定增產(chǎn)期變得更長(zhǎng)，增產(chǎn)情況整體趨于平緩。

（2）油層非均質(zhì)性。在非均質(zhì)油藏，水平注水井和生產(chǎn)井間的位置關(guān)系對(duì)于水平井注水效果有著重要影響。當(dāng)二者在同一方向時(shí)效果最好。否則效果就差。

（3）垂向滲透率。隨著垂向滲透率的增加，水平井注采效果越來(lái)越好。為保障水平井注采效果，就必須采用不同的組合方式，以適應(yīng)不同的垂向滲透率條件。一般來(lái)說(shuō)，直井組合適用于較低的垂向滲透率，水平井組合適用于高垂向滲透率。

（4）井距。在所有井距下，水平井方案均比直井方案好。所有井距下的，增油峰值不差上下，隨著井距的增大，增油期更長(zhǎng)。

（5）注采井在油層厚度上的位置。水平井注采效果和水平井在油層中的位置沒(méi)有明顯聯(lián)系，但由于油層非均質(zhì)性的影響，水平注采井安排在油層厚度方向上效果最好。

2 水平井注水開(kāi)發(fā)的儲(chǔ)層條件研究

水平井注水技術(shù)是否適用于某個(gè)油氣藏，是有一定先決條件的。這些條件包括：儲(chǔ)層滲透率、油氣層厚度、水平滲透率與垂直滲透率的比值（kh/kv）、地層均質(zhì)性、井網(wǎng)密度和韻律性。在實(shí)際工作中，可以通過(guò)采取某些措施減少或消除上述某些因素的影響，但有些影響因素?zé)o法避免。下面著重對(duì)地層因素進(jìn)行說(shuō)明。

（1）油氣藏厚度。由于水平井注水效果受儲(chǔ)層厚度影響，一定范圍內(nèi)，儲(chǔ)層厚度越大，水平井注水效果越差。所以水平井注水技術(shù)一般應(yīng)用于油氣層厚度較小的油氣藏，不能用于厚度較大的油氣藏。大量研究數(shù)據(jù)顯示，隨著油氣層厚度增加，水平井注水效果下降，與直井注水越來(lái)越接近，當(dāng)油氣層厚度達(dá)到50m時(shí)，水平井注水效果與直井注水效果趨于一致。

（2）非滲透夾層。由于非滲透夾層會(huì)導(dǎo)致驅(qū)油效果大幅下降，降低水平井注采效果，所以在開(kāi)采含有非滲透夾層的油氣儲(chǔ)層時(shí)，使用水平井注水技術(shù)要非常小心。

（3）滲透率大小。儲(chǔ)層滲透率是水平井注水技術(shù)是否使用的一個(gè)重要影響因素。一般來(lái)說(shuō)，使用水平井注水的儲(chǔ)層，其地層滲透率應(yīng)位于l×10-3μm2和100×10-3μm2之間。滲透率高于100×10-3μm2，會(huì)導(dǎo)致油氣藏過(guò)早見(jiàn)水和水淹，滲透率低于l×10-3μm2注水對(duì)儲(chǔ)層影響微弱，達(dá)不到增加產(chǎn)能的目的。此外，如果儲(chǔ)層縱向滲透率呈規(guī)律性變化，或者水平滲透率與垂直滲透率的比值較小，則也不適合使用水平井注水技術(shù)。這是因?yàn)樵谶@種情況下，水會(huì)向高滲透區(qū)域流動(dòng)，從而導(dǎo)致水驅(qū)的波及系數(shù)大為降低。而非均質(zhì)的儲(chǔ)層滲透率對(duì)于水平井注水技術(shù)的應(yīng)用也具有制約作用。在實(shí)際工作中要特別注意，防止使用不當(dāng)帶來(lái)的油氣井過(guò)早見(jiàn)水和油氣藏水淹。

3 水平井注水開(kāi)發(fā)的流體性質(zhì)分析

地層流體的物理性能對(duì)于油氣藏能否應(yīng)用水平井注水技術(shù)也有著重要影響。流度比是表征地層原油稠度的一個(gè)物理量。相關(guān)研究表明，水平井注水技術(shù)效果受流度比影響很大。以某油藏為例，該油藏面積1.62×105m2，按照五點(diǎn)法布置水平井注采井網(wǎng)。對(duì)不同流度比下的采出和注入的孔隙體積倍數(shù)進(jìn)行測(cè)量。試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)流度比為0.3時(shí)，注水效果最佳，最后采收率幾乎達(dá)到100%，當(dāng)流度比為4時(shí)，注水效果一般，最后采收率略低于50%。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐總結(jié)，我們得出這樣一個(gè)流度比和注水效果間的規(guī)律。即流度比越大，采出孔隙體積越小，流度比越小，采出孔隙體積越大。所以，要采用水平井注水技術(shù)，油氣藏的流度必須低于某個(gè)定值，這樣才能保證注采效果。而且在這個(gè)定值以下，流度比越小，水平井注水的作用就會(huì)越大。

4 可用水平井注水開(kāi)發(fā)的油氣藏總結(jié)

通過(guò)長(zhǎng)期的分析研究和實(shí)踐檢驗(yàn)，作者對(duì)適用水平井注水技術(shù)的油氣藏類型進(jìn)行了初步總結(jié)。下面逐一介紹，以幫助我國(guó)油氣開(kāi)采企業(yè)更好地選擇開(kāi)采技術(shù)。

（1）裂縫性油氣藏。斷裂力學(xué)和彈性力學(xué)理論相關(guān)研究表明，地層深度達(dá)682m以上時(shí)，裂縫類型多數(shù)為垂直防偽裂縫。由于裂縫方向和分布上的差異，使得直井鉆探難以鉆遇天然裂縫，注水也不可能對(duì)其進(jìn)行波及。但如果采用水平井注水技術(shù)，卻可以形成較多的多重裂縫，由于穿透了很多地層裂縫，注水產(chǎn)生的開(kāi)發(fā)效果大幅提升，水驅(qū)波及系數(shù)增加，油氣井產(chǎn)量提升，開(kāi)采經(jīng)濟(jì)效益增幅明顯。所以，開(kāi)采裂縫性油氣藏應(yīng)采用水平井注水技術(shù)。

（2）薄層油氣藏。從上文討論可知，較薄的油氣藏可以使用水平井注水技術(shù)開(kāi)采。由于水平井注水技術(shù)的注入和采出長(zhǎng)度基本上無(wú)限，對(duì)比直井注水啟動(dòng)壓力和注水壓力高、注水能力差、隨著注水時(shí)間的延長(zhǎng)注采矛盾加劇，甚至注不進(jìn)去水、容易發(fā)生指進(jìn)等缺點(diǎn)，水平井注水技術(shù)性能優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)效益突出。

（3）枯竭油氣藏或中后期油氣田。現(xiàn)階段我國(guó)油田多數(shù)已經(jīng)進(jìn)入了開(kāi)發(fā)的中后期，地層壓力下降，待采油氣所在儲(chǔ)層的滲透率降低。在這種形勢(shì)下，很多油田才用了酸化壓裂、聚合物驅(qū)、蒸汽驅(qū)等二次開(kāi)采和三次開(kāi)采增產(chǎn)技術(shù)。但這些技術(shù)普遍存有成本高，操作難度大等缺點(diǎn)，難以在小型油田推廣。為妥善解決這個(gè)問(wèn)題，分支水平井注水技術(shù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。該技術(shù)具有成本低廉、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)水平井把老油井連接到新生產(chǎn)井上注水驅(qū)替的方法，有效地實(shí)現(xiàn)了老井新開(kāi)發(fā)，附加經(jīng)濟(jì)效益明顯。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述水平井注水技術(shù)的分析和討論，對(duì)水平井注水技術(shù)適用的地質(zhì)環(huán)境和流體條件有了比較清晰的認(rèn)識(shí)，明確了水平井注水技術(shù)在薄層油藏、相對(duì)均質(zhì)、流度較小條件下的適用性。總結(jié)出裂縫性油氣藏、薄層油氣藏、枯竭油氣藏及中后期油氣田等適用水平井注水技術(shù)的油氣藏類型。

參考文獻(xiàn)

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