注水吞吐提高特低滲油藏采收率研究

陳東明

(中國石油遼河油田分公司 勘探開發研究院，遼寧 盤錦 124010)

蘇北油區儲層以粉砂巖為主，平均孔隙度10.5%，平均滲透率1.2 mD，屬于低孔特低滲油藏，且油藏砂體厚度薄，橫向變化快，連通程度較差。因此，油藏注水開發困難，注不進采不出，主要依靠天然能量開發，采油井產量遞減快、采收率低[1]。目前，單井日產液量僅2.0 m3/d，單井日注水量僅3.0 m3/d，單井注入壓力高達37.0 MPa。針對這一類油藏，注水吞吐可以有效地保持地層能量，注入水優先充滿高孔隙度、高滲透帶、大孔喉或裂縫等有利部位[2]，悶井期間，利用油層的滲吸驅油機理，在毛細管力的作用下，注入水可以將基質中的原油驅替出來，從而提高油藏采收率[3-5]。利用ECLIPSE數值模擬軟件，針對低滲油田建立蘇北油區單井注水吞吐機理模型，通過潤濕性、滲透率、注水量、注水速度和悶井時間五個方面的研究，確定不同因素對蘇北油區注水吞吐井開發效果的影響。

1 注水吞吐模型的建立

蘇北油區1-5井儲層滲透率4.2 mD，為特低滲儲層，從砂體構型模式圖看(見圖1)，該井屬于孤立模式，注水無法見效，以該井為基礎，建立單井注水吞吐機理模型，X、Y方向劃分25組網格，平面步長為10 m，垂向劃分為6個模擬層，步長為0.5 m，網格系統為25*25*6。

為便于對比不同條件下注水吞吐井的開發效果，根據蘇北油區1-5井的儲層條件，建立一個基準模型。基準模型的滲透率為5 mD，孔隙度16%，含油飽和度0.65，采油井位于模型中心位置，采油井日產液4 m3，當井底壓力為泡點壓力時關井。

2 注水吞吐開發效果影響因素分析

2.1 潤濕性對注水吞吐的影響

由于組成巖石的礦物種類不同，同種礦物形成過程中的晶格缺陷及其他雜質浸入所產生的類質同象的影響，從而使不同礦物以及同種礦物的不同部位的潤濕性不盡相同[6]。而巖石的潤濕性是影響注水吞吐開發效果的重要因素。采用基準模型，模擬井底壓力下降到飽和壓力時，反向注水使地層壓力上升到38 MPa，悶井2個月后開井生產，吞吐5個輪次。通過調節相滲曲線改變模型儲層的潤濕性，模擬不同潤濕性對注水吞吐效果的影響，如圖2所示。

從圖2可以看出，注水吞吐采油對不同潤濕性油藏都有效。親水性越強，越有利于注水吞吐采油，開發效果越好，主要是由于儲層親水性能越強，越能更好地發揮毛細管力吸水排油的作用。

2.2 滲透率對注水吞吐的影響

儲層滲透率對于注水吞吐的開發效果具有直接的影響。采用水濕性儲層基準模型，模擬儲層滲透率為1 mD、3 mD、5 mD時對注水吞吐效果的影響，結果如圖3所示。

從圖3可以看出，滲透率越小，最終采出程度越低，但注水吞吐措施提高采出程度的幅度越大，注水吞吐井增油效果越好。

2.3 注水量對注水吞吐的影響

注水過程中地層壓力的變化分為兩個階段：1)注入水量彌補地下虧空，地層壓力上升較慢；2)累計注入水量大于地下虧空后，注入水量以壓縮狀態儲存于油層中，表現為地層壓力迅速上升。單一輪次的注水量決定著地層壓力的恢復程度，采用水濕性儲層基準模型，利用壓力控制注水量，模擬注水量大小對注水吞吐開發效果的影響，結果如圖4所示。

從圖4可以看出，提高單一輪次的注水量，可以延長吞吐周期內的采油時間，增加單一輪次吞吐的采油量，提高采油速度，因此，生產過程中在保證安全的前提下，應盡量提高注水量。

2.4 注水速度對注水吞吐的影響

注水速度影響地層壓力的恢復速度，注水速度越大，地層壓力恢復越快，從而達到同一壓力水平時所需注水時間越短。采用水濕性儲層基準模型，在注水量一致條件下，調節注水速度，注水完成后悶井2個月后開井生產，模擬注水速度對注水吞吐開發效果的影響，結果如圖5所示。

由圖5和圖6可以看出，高注水速度對同一周期內產油量無明顯影響，但是提高注水速度可以縮短吞吐周期，提高采油速度。

2.5 悶井時間對注水吞吐的影響

悶井平衡的目的是利用油層的親水性，發揮毛細管吸水排油的作用，使注入水隨地層壓力擴散的同時與地層原油發生交換，地下流體飽和度分布發生變化，以利于原油的采出。采用水濕性儲層基準模型，調節悶井時間，模擬悶井時間對注水吞吐效果的影響。

根據圖7不同悶井時間條件下采出程度和單輪次平均采油量對比可以看出，在該模型條件下，2～4個月的悶井時間對于單輪次采油量無明顯影響，但縮短悶井時間可以有效地提高采油速度。

3 現場應用實例

蘇北油區1-5井油層為親水性儲層，滲透率為4.2 mD，油層厚度2.8 m，與周圍油層連通程度差，該井投產初期日產油6.9 t，含水10.3%，由于滲透率低，投產后產液量迅速下降，僅生產6個月后轉注，轉注前累積產油365 t，累積產水51 m3，轉注后壓力迅速上升，注入壓力達到29 MPa停注，累積注水727 m3。轉為注水吞吐開采后，悶井3個月后采油，開井后該井由注水前的間開轉為連續生產，初期日產液20 m3，含水80%～96%，后期穩定生產日產液5.3 m3，日產油1.6 t，含水66%，單輪次增油量達到710 t，取得了較為明顯的增油效果。

4 結論及認識

1)注水吞吐采油對不同潤濕性油藏都有效，儲層親水性越強，越有利于注水吞吐采油，開發效果越好。

2)儲層滲透率越小，注水吞吐措施提高采出程度的幅度越大，增油效果越好。

3)注水速度可以加快壓力地層壓力恢復，縮短吞吐周期，增大單一輪次的注水量可以增加采油量，可以延長吞吐周期內的采油時間，提高采油速度。

4)注水吞吐可以有效地改善連通程度低的特低滲油藏開發效果。