注水井井壓動態監測、數據解析與酸化效果預估的新方法研究

王鍇

(中石化勝利油田分公司石油工程技術研究院，山東 東營 257000)

注水井在注水一段時間后，由于地層中礦物質黏土膨脹與分散、水型不配伍等原因產生沉淀，細小的顆粒或繁殖的細菌就會隨注水移動、聚集而逐步堵塞滲流孔隙，降低注水層的滲透率，使得注水能效降低。目前最重要的增注措施之一就是基質酸化，恢復或擴大近井地帶巖層的孔隙度，提高地層滲透率，達到水井增注的目的[1～5]。筆者研究了一種新的注水井井壓動態監測、數據解析和酸化效果預估方法。

1 技術方案

方案1 由上位機遠程在線干預數據采集間隔設置具有無線通信功能的井口壓力采集終端，計算關井前、后井內壓力變化過程數據。

方案2 利用一種注水井關井前、后井內壓力變化曲線，獲取摩阻壓降與最終平衡井口壓力參數，從而得到地層壓力、注水時井底壓力，并計算得到酸化后摩阻壓降與酸化前注水摩阻壓降的關系系數；再利用注水井開發時取得的歷史數據，預估酸化效果。

方案3 開發一套Windows平臺應用軟件，安裝于上位機中，起到實時數據收集、用戶數據庫查詢、數據解析與酸化效果預估作用。

2 解析模型

2.1 摩阻壓降的分析與計算

由井口壓力換算得到井底壓力時，需要知道液體在井筒中的摩阻壓降。而一般來說，現場管柱的粗糙度并不能直接取得，在該情況下可以利用停泵后的瞬時壓力降落來估計摩阻壓降。在關井前后存在以下關系：

pwf=p+ph-pf

(1)

式中：pwf為井底壓力，MPa；p為井口壓力，MPa；ph為井內水柱壓力，MPa；pf為摩阻壓降，MPa。

2.2 地層壓力的分析與計算

關井后，井口壓力的變化將會變得很小,忽略注水層在注水壓力減小過程中的地層壓力或孔隙度等的微小變化，可以估算出地層壓力：

pe=pwf=pu+ph

(2)

式中：pe為地層壓力，MPa；pu為最終平衡井口壓力，MPa。

2.3 酸化效果預估方法

在酸化達到預期效果的情況下，預計酸化后日增注水量:

(3)

式中：Q為日注水量，m3/d；Bw為注入水體積系數，1；K為地層滲透率，D；h為注水層厚度，m；λf為水的流度，μm2/(mPa·s)；rf為注水半徑，m；rw為注水管半徑，m；s為注水井當前表皮因子，1；pA為A點注水壓力，MPa。

3 應用實例

以34J56注水井為例，實際日注水量95.2m3。注水井井壓動態監測如圖1所示，注水地層壓力pe=13.32MPa，壓力平緩下降，最終平衡井口壓力5MPa，計算得酸化后日注水量Q=104.6m3。該注水井井壓動態監測、數據解析和酸化效果預估新方法使用方便，具有一定應用價值。

圖1 34J56注水井的壓力-時間曲線