低滲透油田超前注水開發規律及后期調整對策研究

田振茂，曹 偉，馬歲贊

（長慶油田分公司第七采油廠，陜西西安 710000）

目前，我國低滲透油田的數量不斷增加，為了推動我國石油產業的進一步發展，必須加大低滲透油田的開發力度。在對低滲透油田進行開發的過程中，一般都會采取注水采油方案，但是在進行注水作業的過程中，工作人員很難對注水壓力和注水量進行嚴格的把控，以至于非常容易出現油層水淹問題[1]。如果可以采取超前注水方案，則可以對地層的能量進行很好的補充，進而使得地層壓力升高，以此防止出現地層滲流能力降低的問題，這對于低滲透油田的初期生產作業而言十分有利。針對低滲透油田的超前注水開發問題，本次研究首先對超前注水開發的規律進行研究，對后期的調整對策進行探討，為保障超前注水效果奠定基礎。

1 低滲透油田超前注水開發規律

我國某區塊屬于低滲透油田，其含油面積達到了9.34km2，共分布有251口油井和注水井，其中注水井的數量為73口，油井的數量為178口。為了對超前注水開發規律進行深入研究，選取20口井采取了超前注水開發方案，其中20口油井采用了傳統的注水方案，以此對超前注水開發效果進行研究。研究發現，隨著超前注水時間的逐漸增加，累計注入的水量也在不斷增加，單井的產量出現了上升趨勢，如果地層的壓力可以恢復到初始壓力的120%時，此時單井的產量達到了最高的狀態，當地層壓力超過該數值以后，單井的產量不但不會升高，反而會出現降低的趨勢。一般情況下，超前注水方案采取的越早，則在相同的時間內，地層原油的采出程度就越大，但是并不是超前注水方案采取的越早越好，注水存在最佳的時間，通過對超前注水油井和普通注水油井的開發效果進行對比后發現，采取超前注水方案的地層中壓力相對較高，采油強度也相對較大，兩項數據均高于普通注水油井，同時，在油井生產的初期階段，采用超前注水方案以后油井的產量相對較高，產量的遞減速度也相對較慢。通過對兩種類型油井的含水情況進行對比后發現，對于超前注水的油井而言，區塊內的含水量上升速度相對較快，每年的綜合含水量上升速度比普通注水油井的含水量上升速度高7.6%，導致含水量上升速度相對較快的原因相對較多，例如滲透率變化以及液體的粘度等，在其它條件保持不變的前提下，如果滲透率下降，則地層的啟動壓力梯度就會升高，進而使得地層中的含水量升高，盡管對20口油井都采取了超前注水方案，但是注水強度不同，通過對注水強度和含水量的升高趨勢進行對比后發現，當初期的注水強度相對較高時，地層內初期階段的含水量也相對較高，含水量的上升速度也相對較快。通過進行巖心實驗發現，對于采取超前注水方案的油井而言，當驅動壓力梯度增加時，油相內的滲透率也會有所提升，水相的滲透率基本沒有出現變化，油相與水相之間的滲透率區間范圍相對較大，進行巖心室內研究后發現，對于采取超前注水方案的油井而言，其滲透率小于10mD，壓力系數的最大值為0.8，地飽和壓差的最大值為1.5MPa，在進行原油開發的過程中，最佳的地層壓力為原始壓力的120%，同時，隨著滲透率的增加，注入的孔隙體積會有所減低，當滲透率達到8mD時，地層的壓力就可以達到原始壓力的120%，此時需要注入的孔隙體積為0.020PV。

本次研究的低滲透油田地質環境相對較為復雜，油層的發育也沒有固定的規律可言，經過多年的原油開發以后，層位之間的連通性相對較大，相同區塊位置處的鄰井不能使用同一項技術進行開發，某些油井在不同的層位也無法使用同一項技術進行開發，需要使用多種類型的開發技術才能取得良好的開發效果，通過對超期注水油井的樣品進行驅油實驗后發現，油水兩相之間的驅跨度相對較高，原油的采收率也明顯提升，對于低滲透油田而言，油藏內孔道的直徑相對較小，孔道的大小也不規則，非均質性相對較強，在采取超前注水方案的過程中，如果只注不采，則注入的水會沿著注水井的邊緣向四周內擴散，進而使得地層內的驅替壓力得到升高，隨著油藏孔隙內壓力的逐漸升高，驅油效率也會得到一定的提升，在孔隙內流體壓力升高的初期階段，驅油效率的漲幅相對較大，在孔隙內流體壓力升高的中后期階段，驅油效率的漲幅相對較小[2]。

2 低滲透油田后期調整對策研究

2.1 確定合理的流壓范圍

對于低滲透油田而言，其采油指數相對較小，為了使得原油的產量可以保持穩定，此時可以適當的降低流動壓力，提高生產壓差，但是在流動壓力相對較低的前提下，如果繼續降低流動壓力，會使得油井內的脫氣半徑增加，油相內的滲透率不斷下降，此時的原油產量不但得不到增加，反而會出現降低的趨勢，因此，在這里需要引入油井的啟動壓力，通過建立油井內流體流動方程的方式，確定油井流動壓力、地層飽和壓力以及地層壓力三者之間的關系，然后在根據前期階段的試井數據資料，最終確定超前注水過程中的合理流體壓力。目前的研究成果表明，地層的壓力、飽和壓力、原油的基本性質以及含水情況都會對流動壓力產生一定的影響，一般情況下，可以將流動壓力確定在飽和壓力的2/3左右，根據這一基本原則，低滲透油田的工作人員首先需要對地層內的飽和壓力進行測算，然后確定最佳的流動壓力范圍，對開發中后期階段的低滲透油田流動壓力進行合理的調整，全面保障油井的產量。

2.2 確定采油強度

在確定了合理的流動壓力以后，工作人員還需要根據相應的公式對采油強度進行合理的計算，對于本次研究針對的區塊而言，在采取超前注水開發的前期階段，其采油強度為0.30t/（d·m），在油井進入到穩產階段以后，可以將采油強度調整為初期采油強度的70%，通過實驗發現，采油強度調整以后，原油產量的下降趨勢有所減低，這對于低滲透油田實現穩產十分關鍵[3]。

2.3 注水調整模擬方案

在采取超前注水開發方案的過程中，在初期階段的注水量相對較大，因此，油藏內的含水量上漲速度也相對較快，為了保障中后期階段油井基本保持在高產狀態，必須對注水方案進行調整。注水方案的調整需要進行全面的模擬，主要是對注水量、注水周期以及注水方案調整時間進行模擬，一般情況下，注水方案的調整與低滲透油藏所處區塊、原油的性質等條件都具有一定的關系，工作人員需要制定多套注水調整方案，然后采用實驗的方式對多套方案分別進行模擬，有必要的前提下可以進行現場實驗，然后優選出最佳的注水調整方案，并在所在區塊內推廣，注水方案的調整是保障油田處于高產穩產狀態的最佳方式。

3 結論

通過本次研究可以發現，對于低滲透油田而言，由于地層中的滲透率相對較低，因此進行原油開發的難度相對較大，在采取超前注水方案以后，原油的產量可以保持在較高的狀態，原油產量的遞減速度相對較小，但是地層中的含水量上升速度相對較快，超前注水方案采取的越早，含水量的升高速度越快，這對于油田中后期的生產作業而言十分不利，因此，在后期階段需要對油田的生產作業進行合理的調整，使得油井始終處于高產穩產狀態。