低滲透油藏多井間隔注采工作制度設計方法

程 銳，羅 國，于海洋

（1.中法渤海地質服務有限公司，天津 300452；2.中國石油大學（北京）油氣資源與探測國家重點實驗室，北京 102249）

目前特低滲透油田大多采用直井注水、水平井采油的五點注采井網或七點注采井網，這種注采井網開發過程中，注入水容易沿水平井壓裂縫快速突進，產量下降快，導致注水利用率低。近年來一些學者試圖解決這種注采方式存在的問題，程時清等首次提出了多級壓裂水平井同井縫間異步注采技術[1]，水平井同井段間/縫間注采技術[2]，于海洋等[3]討論了相鄰兩口水平井異井異步注采方法的可行性。

本文提出了直井多井間隔注水-多級壓裂水平井分段間隔采油方法，以某低滲透油藏為例，探討了這種注采方式的工作制度設計方法。

1 直井多井間隔注水-水平井分段間隔采油方法

水平井分段采油是通過在水平井段安裝封隔器和單向閥等裝置，實現水平井分段采油（見圖1）。針對注入水沿水平井個別裂縫段突進導致水平井水淹問題，考慮采用多口注水井輪換注水，改變注水方向。具體方法是：改變其中的1 口或多口注水井的注水量一段時間，然后將這些注水井關井，水平井分段采油。改變其他注水井的注水量，水平井另一段采油。以直井注水-多級壓裂水平井采油的五點法注采井網為例，間隔注采方法是：首先4 口注水井都停注，水平井停產，進入燜井階段。然后左側2 口注水井注水，水平井右端水平段采油，然后左側2 口注水井停注，右側2 口注水井注水，水平井左端水平段采油。

圖1 左側兩口注水井注水，水平井遠井段采油

這種方法通過注水井的輪注、水平井的燜井和分段采油，既考慮了改變水驅方向，也發揮了壓裂縫和基質的滲吸作用。主要增油原理有以下三點：

（1）改變水驅方向。改變了注入水滲流方向，抑制注入水沿高滲水力壓裂縫的竄進，促使注入水進入未波及區或弱水淹區域，進而提高平面驅油效率。

（2）滲吸作用。滲吸效應[4-7]是指在多孔介質中，一種潤濕相流體將另一種流體置換出來的現象。在燜井階段，注入水在滲吸作用下沿小孔喉侵入基質系統，然后將其中的原油置換出來。

（3）壓差解堵作用。通過異步注采在油藏中產生不穩定壓力降，造成對油層微觀脈沖的“震蕩”作用[8]，為附著在巖石顆粒表面的原油提供動力，促進原油在地層不同孔隙中的流動，最后通過裂縫流入井筒采出。

這種注采方法實現了注水井間輪換，注水方式靈活，同時伴隨水平井燜井、分段采油，可以多輪次動用不同的剩余油區域。具體實施時，也可采用1 口注水井停注、3 口注水井注水的方式，還可以考慮3 口注水井停注、1 口注水井注水。也可以考慮4 口注水井都注水，水平井也可分多段采油[2]。

2 間隔注采工作制度

實施間隔注水-分段間隔采油時，由于注水時間僅有原來的1/4，故考慮增大日注水量，適度降低產液量，通過降低水平井含水率來提高油井產量。

注采工作制度分為五個階段（見圖2）：

（1）第1 階段，注水井停注，水平井停產燜井；

（2）第2 階段，左側2 口注水井注水，右側2 口注水井停注，水平井右側水平段采油；

（3）第3 階段，4 口注水井都停注，水平井右側水平段采油；

（4）第4 階段，右側2 口注水井注水，左側2 口注水井停注，水平井左側水平段采油；

（5）第5 階段，4 口注水井都停注，水平井左側水平段采油。

實際油田實施間隔注采時，先期通過監測水平井產液剖面，確定水平井見水裂縫段和高產液位置，實施調剖堵水措施，同時，也可以考慮水平井二次壓裂，增大低產液段或不產液段的產液能力。

3 間隔注采方法實例設計

下面以長慶某低滲透油藏H 區塊為例，進行間隔注采工作制度設計，并預測開發指標。

H 區塊面積6.78 km2，原始地質儲量307×104t，2012 年投產。截止2017 年12 月，水平采油井15 口，直井41 口，其中采油井19 口，注水井22 口。由于H區塊儲層孔隙度和滲透率較低，非均質性強，油井產量低。動態監測表明注入水沿著壓裂縫突進使水平井較早水淹，含水率迅速上升至90 %以上，之后油井產量維持較低水平，注水開發效果差。

圖2 間隔注水-分段采油工作制度示意圖

HP8 周圍有3 口注水井（見圖3），附近地層孔隙度13 %，地層滲透率7.5 mD，產液量較高，但產油量遞減快，2017 年12 月HP8 井均產油量0.8 m3/d；周圍3口注水井平均日注水量分別為37.0 m3、43.0 m3、40.8 m3，經測算流向HP8 井的有效注水量約40 m3/d。HP8 井壓裂段數為8 段，通過測壓資料分析確定平均裂縫半長50 m，裂縫導流能力45×10-3μm2·m。采用油藏工程方法，計算了注水井和水平井之間的連通系數，具體連通情況（見圖2），根據連通程度設計注水量，避免注水量過大導致水平井水淹。

圖3 實施井位圖

為了完善注采井網，在HP8 井右下方設計再鉆一口新注水井，構成五點注采井網。設計注水期間單井注水36 m3/d，同時采液量控制在32 m3/d。間隔注采燜井時間設為10 d，一個工作周期為50 d（見圖4）。

根據區塊地質建模成果，利用petrel 軟件導入H區水平井區儲層數據和生產動態數據，生成擬合數據體，并將其導入CMG 軟件中，進行歷史擬合。

依照上述所制定的工作制度，模擬HP8 井10 年產油量和含水率變化（見表1）。

從10 年的模擬生產動態曲線（見圖4、圖5）看出：間隔注采第2 個周期時，日產油量由不到1 m3迅速上升至7.5 m3左右，并長期保持穩定，含水率由95 %下降至70 %左右，后又緩慢上升至80 %。預測生產10年累積增產22 350 t，增油效果明顯。具體實施時，推薦燜井時間10 d，周期注水量32 m3/d，采液量32 m3/d。

同理，HP2 井當前產油量3.9 m3/d，含水率90 %。間隔注采方法第2 周期后產油量上升至8 m3/d，含水率下降至72 %，預計生產10 年累積增油18 320 t。

表1 HP8 井異步注采模擬數據表

圖4 HP8 井異步注采模擬生產動態曲線圖

圖5 HP8 井異步注采模擬累產量隨時間變化曲線圖

4 結論

（1）本文提出的直井多井間隔注水-水平井分段間隔采油法既有助于擴大注水波及效率，提高剩余油動用程度，同時也發揮特低滲透油藏的裂縫-基質滲吸和驅油雙重作用。

（2）提出了1 個注采周期內5 個階段工作制度設計方法，某油藏實施方案模擬計算發現增油效果明顯，這種間隔注采方法為改善低滲透油藏注水開發效果提供了一種有效開發方式。