低滲油藏中高含水期改善注水效果研究與實踐

王莉紅

（中油遼河油田公司冷家油田開發公司，遼寧 盤錦 7 828030）

不穩定注水是利用周期性的提高和降低注水量的辦法，使得油層內部產生不穩定的壓力降，引起不同滲透率層間或裂縫與基質塊間液體之間的相互交換，同時促進毛管滲吸作用，并增大其滲吸深度，擴大注入水的波及系數，降低含水，提高產油量。

低滲透油藏地層巖石覆壓的變化引起地層孔隙度、滲透率的變化的不可逆性以及啟動壓力梯度的存在，證實超前注水保持地層壓力水平對儲層物性的保護，可以大大提高油井的產能。

1 研究區概況

L35 區塊地處盤錦市盤山縣陳家鄉南2km 處。構造上位于冷家堡油田西南部北端，東以陳家逆斷層為界與冷家堡油田的主體部位相接，其南部與L46、L75 塊相接，是以3 條斷層所圍限的構造單元，總體構造形態是向北傾沒的鼻狀構造。油藏埋深2500-3200m，有效厚度15.5m，目的層S3 段從上到下分成2 個亞段5 個油層組，沉積體系包括滑塌濁積扇和軸向重力流水道相，儲層巖性變化大，從礫巖到砂巖、粉砂巖，縱向上以中、細砂巖為主，黏土礦物含量較低，在4.14%～12.22%之間，平均7.71%，儲層有效孔隙度18%，滲透率7.43×10-3μm2，50℃地面脫氣原油粘度25.5mpa.s，20℃密度0.883g/cm3。

2001 年常規射孔+壓裂250m 正方形井網投入開發，經歷上產、穩產、遞減、注水開發四個階段，目前共有油井43 口，注水井19 口，注水方式為相控線性注水，注采井數比1：2.2，區塊日產油59t/d，采油速度0.68%，采出程度19.2%，注水開發受低孔低滲儲層特征影響采液、采油指數低；注水壓力高；層內層間非均質性強，注水后期單向指進、含水上升快、縱向動用程度低等一系列開發矛盾。

2 不穩定注水機理研究及參數設計

不穩定注水通過周期性的改變注水量、注水方向，造成主力油層高低滲透部位之間的波動壓差，充分發揮毛細管吸滲作用，驅替出低滲區剩余油，從而提高注入水波及體積。周期注水：當注水井注水時，壓力升高，水流優先通過高滲油層驅替原油；停注時，壓力下降，油水重新分布，在毛管壓差作用下，低滲層原油流入高滲層；當再次注水時，繼續驅替高滲層，如此多周期后，低滲層也得到了較好的動用。如圖1-2 所示。

圖1 毛管滲吸作用示意圖

圖2 周期注水-油水交滲流動示意圖

依據理論注水半周期計算公式：T=L2/2α，

式中:L——注水井排與生產井排之間的距離,cm；

α——未注水時地層平均導壓系數,cm2/s；

T——注水半周期。上式說明地層的彈性越差,周期越短;油層滲透率越高,周期也越短。

導壓系數是表示彈性液體不穩定滲流時壓力變化傳遞快慢的一個參數，主要影響因素為儲層的滲透率和原油粘度。地層的導壓系數α 與地層的流度呈線性回歸關系，其表達式為：1/α=4325（Ke/μo）-0.9584，代入區塊縱向層位數據可以導出合理的注水半周期。見表1。

表1 L35 塊縱向分層導壓系數與注水周期統計

3 超前注水機理研究應用及參數控制

低滲透油藏地層巖石覆壓的變化引起地層孔隙度、滲透率的變化，應力敏感系數反映了初始應力與初始地層滲透性隨覆壓的變化關系，其表達式S=-lgK/K0(lgσ/σ0）-1，低滲透儲層敏感性強，初始滲透率越低，應力敏感系數越大，隨著覆壓的下降，有效應力下降，有效滲透率急劇下降，這種變化是不可逆的。

巖心滲透率與啟動壓力梯度之間呈冪函數關系，表達式為：G=cK0-n；式中G 為啟動壓力梯度，c 和n 為試驗系數，其中n 約為1。低滲透油藏存在啟動壓力梯度，隨著巖心滲透率的減小，啟動壓力梯度急劇增加。

所以超前注水就是針對低滲透油藏進行先期注水補充地層壓力改善儲層物性的一種高效注水開發方式，超前注水保持地層壓力水平對儲層物性的保護，可以大大提高油井的產能。如圖3-4 所示。

圖3 巖心初始滲透率與應力敏感系數關系

圖4 壓力分布曲線

超前注水參數包括：地層壓力保持水平、注水壓力、注水強度、累積注水量、注水時機控制。當最小驅替壓力梯度大于啟動壓力梯度時，該壓力為儲層條件的合理壓力，其表達式為η=130.4K0-0.1258；注水壓力受地層破裂壓力控制，一般不高于破裂壓力的90%；注水強度受啟動壓力梯度影響，一般低滲特低滲儲層低注水速度有利于油水前緣后的水由高滲透層向低滲透層滲吸；從水驅油效率曲線可以看出，當注入倍數超過1.5 時，驅油效率變化不大。所以應用注水強度計算公式計算出該低滲注水區塊注水強度合理值為0.51m3/（d.m），當累積注水量達到1.5pv，即為最佳注水時機。

4 效果分析

不穩定注水半周期平均178d，含水上升率由2.58%下降為-0.5%，保持區塊含水率平穩。通過控制最佳注水壓力、注水量、注水體積，優選非主力層超前注水成熟井實施補層壓裂，控制壓裂規模，至2020 年4 月實施7 口井，均取得很好的增產效果，目前平均單井增油5t，累增油12152t。

5 結論及建議

實踐表明，超前注水有利于建立有效的驅替壓力系統，提高單井產量和油田最終采收率。合理的注水參數直接影響低滲透油藏注水開發效果。