增能吞吐選井模型及參數優選技術

喬志學 宮艷紅 鄭玉潔 潘成旭（大港油田公司第三采油廠）

1 增能吞吐機理研究

增能吞吐機理（圖1）可以概括為以下三方面：

1）注：大型泵車組高強度注水，注入水進入裂縫，在裂縫和基質間壓差的作用下驅替進入介質，制造微裂縫，建立地層滲流通道[3]。

2）燜：燜井吞吐，達到平衡條件后，裂縫中的注入水在毛細管力的作用下進入基質孔隙中，基質孔隙中的油實現油水置換，重新分布，從而實現驅替剩余油。

3）采：增能，基質中的流體在驅替作用下進入裂縫并通過井筒采出，達到低位平衡，實現補充地層能量的目的。

圖1 增能吞吐機理

2 增能吞吐參數優選

2.1 研究思路

燜井過程基質與裂縫中的滲吸產油量可表達為：

式中：σ為形狀因子；Vm為基質巖石體積，m3；Km為基質空氣滲透率，10-3μm2；μ0為原油黏度，mPa·s；Kro為油相相對滲透率；pcow為油水毛細管力，MPa；λ為啟動壓力梯度，MPa/m；Δx 為裂縫與基質間驅動距離，m；tm為燜井時間，d。

引入油相相對滲透率表征儲層的潤濕性，形狀因子表征裂縫發育情況，以公式（1）作為研究的基礎確定增能吞吐選井的相關參數[4-6]。

2.2 試驗研究

2.2.1 潤濕性研究

巖石親水程度影響注水吞吐的有效性，巖石親水性越強，毛細管滲吸能力越強，我們引入潤濕比，即束縛水飽和度( Swi)與殘余油飽和度( Sor)之比，表征油藏的親水程度。以潤濕比為變量，注入量等其他參數為常量，模擬試驗，潤濕比與采出程度見圖2，不同潤濕比的相滲曲線見圖3。驗證了親水油藏潤濕比越大，滲吸作用越強，而親油油藏滲吸作用微弱，相同相滲狀態下潤濕比越大，親水性越強。

（3）設定合理的收益目標。學校應結合投資建設成本回收周期等因素，綜合設定每年合理的收益區間預計，學校可以請第三方公司綜合評估測算學校的投資回報情況。

圖2 潤濕比與采出程度

圖3 不同潤濕比的相滲曲線

2.2.2 裂縫發育研究

增能吞吐過程中裂縫為主要的滲流通道，裂縫發育程度直接影響滲流能力[7]，引入形狀因子表征裂縫與基質的切割程度，以竄流系數描述巖石基質與裂縫基質流體交換量，以形狀因子為變量，注入量等其他參數為常量，模擬試驗，不同形狀因子下與采出程度關系曲線見圖4，形狀因子從0.001提高到1.0 時，采出程度由2.6 %增至15.6 %。由此可見，裂縫的發育程度對滲吸產油量影響較大，也是增能吞吐的主控因素，選井應考慮前期壓裂過且效果較好的油藏。

圖4 不同形狀因子與采出程度關系曲線

2.2.3 初期產能

油井初期生產情況在一定程度上反映吞吐潛力的大小，通過南部油田壓裂井數據分析，單井初期產能與吞吐增油量兩者趨勢一致，燜井前后壓降與初期產量遞減趨勢一致，所以優先選擇初期產能高且遞減穩定的油井，壓裂措施與初期產能關系見圖5。

圖5 壓裂措施與初期產能關系

2.2.4 注入量研究

注入量是影響地層能量補充強弱的直接因素[8]，通過模擬不同注入量下的油井產量變化確立注入量的合理范圍，根據數值模擬結果看，注入量在10 000～20 000 m3，增油幅度最大，效果最好。

綜合南部油田歷史壓裂放噴情況及轉采井統計分析得到增油量與注入量的關系，實際注入量在10 000 m3以上增油效果好，對于斜井和水平井應加大注入量，注入強度應大于50 m3/m，現場實驗結果見圖6。

圖6 現場試驗結果

2.2.5 燜井時間研究

燜井時間是增能吞吐置換效果的重要影響因素，通過模擬不同燜井時間下的油井產量變化確立燜井時間的合理范圍[9-10]，當燜井時間達到1 月時，初期日產油量達到最大值，超過3 月后，其下降速率明顯加快。當燜井時間達到6 個月后，無法滿足經濟效益開發需求，所以理論燜井時間為1～3月。

見油周期與燜井時間呈指數關系，具體見圖7，當燜井時間大于73 天時，見油較快。所以實際燜井時間2～3個月為最佳時間。

圖7 燜井時間與見油時間關系圖

3 選井模型與現場試驗

3.1 選井模型

通過試驗探究，確定了增能吞吐選井模型見表1及增能吞吐參數優選方法見表2。

表1 增能吞吐選井模型

表2 增能吞吐參數優選方法

3.2 現場試驗

根據研究結果，選擇大港南部油田官106 斷塊4 口油井開展增能吞吐試驗效果顯著，初期日增油14.16 t，截止目前累計增油4 913.68 t，按原油單價52.02 美元/桶計算，共增加效益1 213.13 萬元。區塊采油速度提高0.33 %，預測采收率提高1.59 %，驗證了選井和參數選擇的科學性，現場試驗效果統計見表3。

4 結束語

增能吞吐選井及參數優選技術在南部油田的成功試驗，證明了其實用性，按原油單價52.02美元/桶計算，共增加效益1 213.13 萬元。區塊采油速度提高0.33%，預測采收率提高1.59%，下步將在南部油田其他區塊推廣試驗，不斷完善研究成果，形成一套全面、普適的指導性結論，有助于增能吞吐技術更好的推廣應用于低滲透油藏，解決油藏開發難題，提高采收率，實現老油田的持續穩健發展。

表3 現場試驗效果統計