極復雜斷塊單井注水吞吐采油機理研究

倪 俊，霍軼偲

（西安石油大學，陜西西安 710065）

極復雜斷塊單井注水吞吐采油機理研究

倪 俊，霍軼偲

（西安石油大學，陜西西安 710065）

本文以我國東部某斷塊油藏為例，通過CMG軟件模擬，研究極復雜斷塊單井注水吞吐采油機理。單井注水吞吐提高極復雜斷塊采收率主要是通過提高注入水的波及系數實現的。單井注水吞吐采油過程分為注水、燜井和采油三個階段：在注水階段，井底壓力高于地層壓力，在壓差作用下注入水由井底流向地層四周，滲流場逐漸擴大，提高注入水波及系數；在燜井階段，注入水與中、小孔喉或基質中的油氣發生置換，使地層中的流體飽和度重新分布；采油階段，注入水由地層四周流向井底，將原油驅入井底一起開采出來。

極復雜斷塊；單井注水吞吐；提高采收率機理

極復雜斷塊由于斷塊面積小，油藏儲量僅由單井控制，由于斷層封閉，開發過程中無有效的能量補充，故開發效果極差。該斷塊由單井控制，故無法形成注采井網，而新鉆一口井的成本較高，不符合經濟效益，所以常規的注水開發方案在這類油田并不適用，采用單井注水吞吐采油技術能解決這一問題[1，2]。

單井注水吞吐采油過程分為注水、燜井和采油三個階段[3]。本文以我國東部某斷塊油藏為例，通過CMG軟件模擬，根據注水吞吐各階段地層壓力及含油飽和度等參數的變化，分析研究注水吞吐技術提高極復雜斷塊采收率機理。

1 注水階段機理

注水階段即人工補充能量階段，這是注水吞吐過程中最關鍵的一步。在注水階段，通過注水補充地層能量，井底壓力高于地層壓力。隨著注水量增加，注入水在壓差作用下向地層四周流動，地層壓力逐漸恢復，滲流場逐漸增大，將原來波及區域之外的原油納入波及區內，提高油藏水驅波及系數，從而提高采收率（見圖1）。

在注水階段中，隨注水量的增加，地層中流體飽和度重新分布，總趨勢表現為近井地帶含油飽和度下降，而地層邊界附近含油飽和度則稍有上升。這是因為注入水在壓差作用下由井底流向地層時對原油具有驅替作用，將原油驅向地層四周，而注入水大量聚集在近井地帶。因此在開采初期含水率較高，隨開采時間增加逐漸下降，然后再緩慢上升（見圖2）。

注水階段影響開采效果的主要因素是注水量和注水速度[4，5]：

（1）注水量。注水階段地層能量的恢復程度與注水量有關，注水量越大，則地層能量的恢復程度越好，有利于注入水向四周流動，達到增大水驅波及體積的目的，也有助于燜井階段油水之間的相互置換，周期增產油量就會增大。但是如果注水量過高，在井底就會聚集大量注入水，開井生產時含水率就高，不利于生產。選取合適的注水量是注水吞吐技術實施的關鍵。在實際施工中，注水量的增加必須有一定的限制，注入后恢復的地層壓力不能超過地層的破裂壓力。

圖1 注水階段地層壓力變化

圖2 注水階段地層含油飽和度的變化

圖3 燜井階段含油飽和度的變化

（2）注水速度。注水速度主要影響了地層能量的恢復快慢，注水速度越高，地層恢復到同一壓力水平所需的時間越短，相應的吞吐周期也會縮短。并且注水強度較大可以提高洗油效率，有利于油的采出。在注水設備限定范圍內，注水速度越大，開采效果越好。

2 燜井階段機理

燜井是油水滲吸置換的過程。在重力、彈性力、毛細管力等的作用下，注入水在隨地層壓力擴散的同時與中、小孔喉或基質中的油氣產生置換，使油層內的油水重新分布，以利于原油的采出。

燜井一段時間之后，地層含油飽和度重新分布，近井地帶含油飽和度稍有上升，而地層邊界含油飽和度則略有下降。這表明在燜井階段地層含油飽和度重新分布，有利于原油的產出（見圖3）。

由于油水置換過程相當緩慢，因此一定的關井時間有利于提高油藏采收率。這是因為燜井時間越長，地層流體飽和度的重新分布就會越趨向于平衡，開采效果就越好。對于不同類型的油藏，注水吞吐采油所需的燜井時間也不同。對于主要依靠重力分異作用進行油水置換的油藏，所需燜井時間就較短；而對于主要依靠毛細管力的吸水排油作用來進行油水置換的油藏，所需的燜井時間就較長。總的來說，原油采出程度與燜井時間長度是正相關關系，但是燜井時間過長會導致吞吐周期的延長，使經濟效益降低。

3 采油階段機理

開井采油階段是能量釋放的過程，地層壓力不斷下降，在井筒附近形成壓降漏斗。

在采油階段，隨著開采時間的延長，地層壓力不斷下降，近井地帶含油飽和度有所上升，而地層邊界地帶含油飽和度則稍有下降。這是因為井底壓力始終低于地層壓力，在壓差作用下注入水從地層四周流向井底，同時將原油驅入井底（見圖4、圖5）。

圖4 采油階段地層壓力變化

圖5 采油階段含油飽和度的變化

在采油階段，開采初期含水率較高，隨著開采的進行，含水率先逐漸下降然后上升，而日產油量則有一個先上升再逐漸遞減的過程。開采初期含水率高是因為注水階段的注入水大部分聚集在近井地帶，而原油則被驅向地層邊界。在開采階段，注入水由邊界流向井底，由于注入水對原油的驅替作用，近井地帶含油飽和度有所上升，因此出現含水率下降，產油量上升的現象。開采一段時間后，近井地帶原油大部分被開采出來，因此出現產油量下降，而含水率上升的趨勢。

4 結論

單井注水吞吐技術提高極復雜斷塊的采收率主要是通過提高注入水的波及系數實現的。

單井注水吞吐要分多個周期進行，每個周期又分為注水、燜井和采油三個階段。注水階段通過注水補充地層能量，恢復地層壓力，以維持油井正常生產，在該階段井底壓力高于地層壓力，在壓差作用下，注入水由井底流向地層四周，擴大滲流場，將原來波及區域之外的原油納入波及區內，提高油藏水驅波及系數，進而提高采收率；燜井階段，在重力、彈性力、毛細管力等的作用下，注入水在隨地層壓力擴散的同時與中、小孔喉或基質中的油氣產生置換，使油層內的油水重新分布，進一步提高注入水波及系數；采油階段，是能量釋放的過程，在井筒附近形成壓降漏斗，在壓差作用下，注入水由地層四周流向井底，同時將原油驅向井底隨注入水一起被開采出來。

［1］馮宴，胡書勇，何進，等.百色油田復雜斷塊油藏注水吞吐技術［J］.石油地質與工程，2007，21（1）：49-51.

［2］王建.注采耦合技術提高復雜斷塊油藏水驅采收率［J］.油氣地質與采收率，2013，20（3）：89-91.

［3］陳章順，王平平，楊博，等.安83區水平井第二周期注水吞吐采油試驗可行性分析［J］.石油化工應用，2015，34（7）：53-56.

［4］黃大志，向丹.注水吞吐采油機理研究［J］.油氣地質與采收率，2004，11（5）：39-43.

［5］張鈞濤.注水吞吐采油主要影響因素及其規律研究［J］.中國石油和化工標準與質量，2011，（2）：182-183.

長慶采氣四廠增產有道

進入2017年，采氣四廠在降本增效的基礎上，精心組織氣田產能建設，保證產能建設有速度、有質量；全力抓好老井穩產工作，實現產能建設和老井穩產雙豐收。截至目前，這個廠今年已開鉆207口、完鉆185口，其中水平井12口，產能建設超預期運行。

老井穩產方面，采氣四廠通過技術創新和工藝完善，總結形成以排水采氣、制度優化、帶壓修井等措施為主的挖潛技術系列，緊抓老井穩產“牛鼻子”。截至目前，采氣四廠今年已開展排水采氣1.15井次，增產2.57億立方米。今年采用側鉆水平井技術的兩口老井，已完鉆的蘇36-20-11CH水平段長度600米，砂巖鉆遇率約77%，有效儲層鉆遇率達48.3%，前景良好。

（摘自中國石油新聞中心2017-11-21）

Study on oil recovery mechanism of single well waterflood huff and puff in complicated fault-block

NI Jun，HUO Yicai
（Xi'an Shiyou University，Xi'an Shanxi 710065，China）

This paper takes a fault block reservoir which is in eastern China as an example to study the oil recovery mechanism of single well waterflood huff and puff through CMG software simulation.Single well waterflood huff and puff to improve the recovery of complex fault block is mainly achieved by increasing the sweep efficiency of injected water.The process of this technology is divided into three stages,water injection,well stopping and oil recovery.In the water injection stage,the bottom pressure is higher than the formation pressure.Under the pressure difference,the water flow from the bottom of the well to the surrounding area,consequently the seepage field and the sweep efficiency will increase.In well stopping stage,the injected water replace the oil and gas that in medium and small pore throat or matrix,so the fluid saturation is redistributing.In oil recovery stage,the water flow from the formation to the bottom of the well,the oil will be drived into the bottom together and exploited out.

extra-complex fault block；single well waterflood huff and puff；mechanism

TE357.62

A

1673-5285（2017）11-0043-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.11.010

2017-10-21

倪俊，男（1995-），西安石油大學在讀碩士研究生，研究方向為油氣田開發工程。