壓裂水平縫水平井鄰井注水補(bǔ)充地層能量機(jī)理研究

李陽(yáng) 王增 杜海軍 涂彬

1. 延長(zhǎng)油田股份有限公司七里村采油廠 陜西 延安 716000

2. 中國(guó)石油大學(xué)（北京） 北京 100000

蓄能增滲是轉(zhuǎn)變低滲透油藏常規(guī)注水開(kāi)發(fā)思路，將壓裂和注水吞吐、異步注采、油水井互換等多種滲吸采油為主要開(kāi)發(fā)方式的技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)大液量、快速、高效注入，有效補(bǔ)充地層能量，提高儲(chǔ)層毛管力作用，增加滲吸和滲流能力，最大可能地提高單井產(chǎn)量，快速提高階段累積產(chǎn)油量，盡快收回投資，實(shí)現(xiàn)油田規(guī)模效益開(kāi)發(fā)的一種新開(kāi)發(fā)模式[1]。QL油田長(zhǎng)6主力儲(chǔ)層埋較淺，油層發(fā)育情況主要受砂體分布影響，以灰色細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖為主，平均孔隙度9.18%；平均滲透率 0.79×10-3μm2。油藏是一常溫低壓低孔特低滲巖性油藏，無(wú)邊底水。儲(chǔ)層巖石水平應(yīng)力大于垂向應(yīng)力，大多數(shù)油井壓裂后形成水平縫而非垂直縫。2014年開(kāi)始，該油田開(kāi)展多水平縫-弓形水平井開(kāi)發(fā)試驗(yàn)，取得了較好效果。截止2020年底，全廠投產(chǎn)水平井74口，單井日產(chǎn)液6.48m3，單井日產(chǎn)油2.35t，綜合含水39.5%[2]。其中多數(shù)水平井采用天然能量開(kāi)發(fā)，目前存在以下問(wèn)題：（1）產(chǎn)量遞減快；（2）鄰井注水補(bǔ)充能量方法、技術(shù)缺乏，水竄后治理技術(shù)缺乏；（3）本井注水吞吐補(bǔ)充能量方法、技術(shù)缺乏，吞吐2-3輪后效果變差后續(xù)對(duì)策缺乏；（4）剩余油儲(chǔ)量大，采出程度低，水平井如何進(jìn)一步發(fā)揮作用需要研究與探討。

本文針對(duì)目標(biāo)淺油層壓裂水平縫水平井上述開(kāi)發(fā)情況與問(wèn)題，對(duì)其鄰井實(shí)施注水補(bǔ)充能量方法與技術(shù)開(kāi)展研究，基于油藏分析與油藏?cái)?shù)值模擬確定了其中關(guān)鍵因素的影響機(jī)理，并制定了鄰井注水補(bǔ)能的開(kāi)發(fā)原則與技術(shù)政策，為目標(biāo)區(qū)塊的精細(xì)注水、綜合調(diào)整提供寶貴技術(shù)支持。

目標(biāo)油田壓裂水平縫水平井鄰井補(bǔ)能實(shí)例分析

七平7水平井在原來(lái)150×150m常規(guī)七點(diǎn)法井網(wǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)行部署，1口水平井占據(jù)3-5口常規(guī)油井位置，周?chē)鸁o(wú)注水井。因開(kāi)發(fā)時(shí)間較早，該區(qū)為非注水區(qū)，無(wú)法滿足注水條件。為充分補(bǔ)充地層能量，完善井網(wǎng)，考慮配套轉(zhuǎn)注5口常規(guī)井。

七平7井區(qū)域于2021年12月22日完成現(xiàn)場(chǎng)蓄能增滲施工作業(yè)（圖1），鄰井設(shè)計(jì)各注入量1000方，實(shí)際注入5口，累計(jì)注入5066方；計(jì)劃燜井19天；因疫情和下雪影響，實(shí)際燜井68天。七平7井蓄能增滲措施前單井日產(chǎn)0.28噸，投產(chǎn)后初期日產(chǎn)0.97噸，效果較為明顯。綜合分析認(rèn)為：（1）水平井周邊直井快速注水補(bǔ)充地層能量在原理上具有先進(jìn)性；（2）直井累積注入量實(shí)踐效果顯著，具有試驗(yàn)價(jià)值；（3）注入速度實(shí)施效果尚可。建議改變注入速度，由慢到快，保持儲(chǔ)層滲流速度相等；同時(shí)滲流面積逐漸擴(kuò)大，因此建議注入量逐漸加快。

圖1 七平7水平井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)及鄰井注水補(bǔ)充能量特征

影響水平井鄰井注水補(bǔ)充能量的因素

基于以上目標(biāo)油田七平7壓裂水平井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)及鄰井直井注水蓄能實(shí)例，建立典型油藏模型（圖2），對(duì)以上水平井生產(chǎn)鄰井注水補(bǔ)充能量的影響因素（累計(jì)注水量/不同位置注入井的注入量配置等）進(jìn)行研究。

圖2 壓裂水平縫水平井鄰井注水補(bǔ)能油藏模型

（1）注水蓄能時(shí)機(jī)

首先對(duì)實(shí)施臨近井注水補(bǔ)能的實(shí)施時(shí)機(jī)進(jìn)行分析，先根據(jù)實(shí)際目標(biāo)井實(shí)際情況設(shè)計(jì)了油藏壓力衰竭到1MPa時(shí)，實(shí)施注水蓄能的方案（方案1），然后設(shè)計(jì)了油藏壓力衰竭到2.5MPa（方案2）和衰竭到1.5MPa（方案3），共3個(gè)方案，用以對(duì)比注入時(shí)機(jī)的影響。

由以上圖3可以看出：注水時(shí)間越晚，油藏壓力衰竭越厲害，油藏在較低的壓力下生產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，油藏壓力和累產(chǎn)油產(chǎn)液指標(biāo)都較低差；因此建議較早實(shí)施鄰井注水蓄能，提高油藏開(kāi)發(fā)壓力水平與產(chǎn)能。

圖3 不同時(shí)機(jī)下鄰井注水時(shí)累產(chǎn)油指標(biāo)對(duì)比

（2） 注入的壓力及注水時(shí)間

通過(guò)基礎(chǔ)注水蓄能方案的油藏壓力及注水量動(dòng)態(tài)變化曲線可知，在鄰井注水蓄能的過(guò)程中，生產(chǎn)井要保持關(guān)井狀態(tài)，這樣就導(dǎo)致階段產(chǎn)油停滯。因此本節(jié)測(cè)試分析了通過(guò)提高注水井注入壓力提高注水速度（在油藏安全壓力前提下），在較短的時(shí)間內(nèi)完成累計(jì)注入量指標(biāo)，盡快恢復(fù)生產(chǎn)井開(kāi)井生產(chǎn)的可行性，分別設(shè)計(jì)了注入壓力上限為13、15、18MPa這3種情況，開(kāi)展模擬。

由以上圖4可以看出：注水壓力越高，相同的注入量需要注入的時(shí)間越短，相應(yīng)的關(guān)閉生產(chǎn)井的時(shí)間越短，油藏越早獲得較高的產(chǎn)液、產(chǎn)油指標(biāo)，開(kāi)發(fā)周期較短，開(kāi)發(fā)效益較佳。

圖4 不同注入壓力下鄰井注水時(shí)累產(chǎn)油指標(biāo)對(duì)比

（3）不同位置鄰近注入井的配注

水平井生產(chǎn)過(guò)程中水平段不同位置的壓差存在較大差異，其中跟端壓差最大，然后沿著水平段向趾段逐漸變小。如果不同位置水井采用相同的注水量，則在跟端的注入水較容易竄進(jìn)到水平井。本節(jié)研究了2種情況：（1）不同位置注入井注入量相同；（2）水平井跟端位置鄰近注水井注入量較小（平均值0.6倍），而趾端位置鄰近注水井注入量較大（1.5倍）（圖5）。

圖5 水平井跟端、趾段不同配注方案產(chǎn)油指標(biāo)對(duì)比

由圖5可見(jiàn)：降低水平井跟端鄰井的注入量，同時(shí)提升趾端鄰井的注入量，相比各鄰井同注入量時(shí)增油、降水效果要好。

3 水平井鄰井注水補(bǔ)充能量參數(shù)設(shè)計(jì)方法

采用水平井關(guān)停情況下鄰井直井高強(qiáng)度補(bǔ)充能量方式的參數(shù)設(shè)計(jì)方法如下：

（1）直井注水期間注水井周邊相鄰水平井與直井油井全部關(guān)停；

（2）注水井高壓高排量注入，快速提升直井與水平井之間的壓力；

（3）由于注水井周邊相鄰水平井與直井油井全部關(guān)停，因此注入水主要賦存在注水井周邊，對(duì)于相鄰周邊的水平井與直井近井地帶含水飽和度影響不大，因此在生產(chǎn)過(guò)程對(duì)含水率影響不是太大；

（4）直井注水井完成注入后，根據(jù)其累積注水量確定悶井時(shí)間，如果注入1000方，通常悶井30-45天；

（5）在悶井5天后，周邊相鄰水平井與直井油井可以生產(chǎn)；

特點(diǎn)是：（1）地層能量補(bǔ)充快；（2）注入水主要在水井周邊，對(duì)生產(chǎn)井含水率影響較小；（3）可以多輪次實(shí)施異步注采。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）提出了水平井鄰井補(bǔ)充能量開(kāi)發(fā)的條件評(píng)價(jià)。水平井周邊300米以內(nèi)存在直井；水平井與直井間儲(chǔ)層非均質(zhì)性不要太強(qiáng)；擬注水直井原本可為注水井或?yàn)椴捎途粩M注水直井背向水平生產(chǎn)井方向的儲(chǔ)層不能有優(yōu)勢(shì)通道，避免影響流向目標(biāo)水平生產(chǎn)井的注水量；

（2）模擬分析表明：建議較早實(shí)施鄰井注水蓄能，提高油藏開(kāi)發(fā)壓力水平與產(chǎn)能；采用較高的注水壓力，注入速度快，相應(yīng)生產(chǎn)井關(guān)井時(shí)間短，油藏越早獲得較高的產(chǎn)液、產(chǎn)油指標(biāo)，效益較好。