延長(zhǎng)油田三勝區(qū)延9油藏注水開發(fā)效果評(píng)價(jià)

李旺東，劉建宏，雙 虎

(延長(zhǎng)油田股份有限公司 靖邊采油廠，陜西 榆林 718500)

延長(zhǎng)油田三勝區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中部，為一大型的西傾單斜，坡度為0.5°左右，每公里坡降7～10 m，內(nèi)部構(gòu)造簡(jiǎn)單，局部發(fā)育差異壓實(shí)形成的鼻狀構(gòu)造。主力開發(fā)層系為侏羅系延安組延9，三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)2、長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6。本次研究層位為延安組延9，主力小層為延913、延921，屬于三角洲平原沉積，發(fā)育三角洲分流河道砂體，為構(gòu)造-巖性油藏。

1 開發(fā)現(xiàn)狀

截至2023年2月底，延9油層共有油水井139口(其中采油井101口，開井63口)，日產(chǎn)液157.85 m3，日產(chǎn)油 68.63 t，平均單井日產(chǎn)油 1.09 t，綜合含水48.85%；注水井38口，水井開井31口，日注水平259.74 m3，單井日注 8.38 m3，月注采比1.63。如圖1所示。

圖1 延長(zhǎng)油田三勝區(qū)延9油層綜合開發(fā)曲線

2 注采井網(wǎng)評(píng)價(jià)

2.1 井網(wǎng)形式分析

三勝區(qū)域延9油層動(dòng)用面積7.43 km2，采油井101口，注水井38口，注采井?dāng)?shù)比1∶2.66，井距為150～250 m，排距 130 m。延9層以反七點(diǎn)注采井網(wǎng)為主，水驅(qū)控制面積 6.74 km2，從平面圖上看(圖2)，注采井網(wǎng)已成形，適合當(dāng)前開發(fā)需求。

圖2 延長(zhǎng)油田三勝區(qū)延9油層注采井網(wǎng)

2.2 注采對(duì)應(yīng)情況

統(tǒng)計(jì)延9的有效厚度，得到油井共射開油層厚度為 377.46 m，與水井對(duì)應(yīng)層厚為 297.96 m，注采對(duì)應(yīng)率78.94%。注采對(duì)應(yīng)主要以單向和雙向?qū)?yīng)為主，單向?qū)?yīng)占比34.22%，雙向?qū)?yīng)占比34.14%，三向及以上占比10.58%。延913、延921注采對(duì)應(yīng)率分別為85.29%，75.60%。其中，延913注采對(duì)應(yīng)率最好。如表1所示。

表1 延長(zhǎng)油田三勝區(qū)延9油層初產(chǎn)與現(xiàn)產(chǎn)統(tǒng)計(jì)表

2.3 井網(wǎng)密度

三勝區(qū)延9動(dòng)用含油面積 7.43 km2，總井?dāng)?shù)139口。其中，采油井101口，注水井38口，井網(wǎng)密度為18.71口/ km2。

科學(xué)合理的井網(wǎng)密度既要使井網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)層的控制程度盡可能大，又要能建立有效的驅(qū)替壓力系統(tǒng)。本次采用產(chǎn)能公式法和謝爾喬夫公式法進(jìn)行分析。

1)產(chǎn)能公式法

根據(jù)地質(zhì)和流體物性，計(jì)算在一定的生產(chǎn)壓差下，滿足合理采油速度要求所需的油井?dāng)?shù)和總井?dāng)?shù)，從而計(jì)算出所需的井網(wǎng)密度。該方法充分考慮了動(dòng)態(tài)資料，計(jì)算結(jié)果比較可靠，且不受地區(qū)和開發(fā)階段的限制，適于各類新老油田、高含水期油田、低滲透油田。計(jì)算公式為：

(1)

式中：S為合理井網(wǎng)密度，口/ km2；β為注采井?dāng)?shù)比；ν為采油速度；N為地質(zhì)儲(chǔ)量，t；qo為平均單井日產(chǎn)油，t/d；t為年有效生產(chǎn)時(shí)間，d；A為含油面積， km2。

三勝區(qū)延9動(dòng)用含油面積 7.43 km2，動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量236.54，注采井?dāng)?shù)比1∶2.66，采油速度0.69%，平均單井日產(chǎn)油 0.69 t/d，年有效生產(chǎn)時(shí)間 300 d，利用產(chǎn)能公式法計(jì)算的區(qū)域延9油層井網(wǎng)密度為 10.08口/ km2。如表2所示。

表2 產(chǎn)能公式法計(jì)算合理井網(wǎng)井距

2)謝爾卡喬夫公式法

根據(jù)蘇聯(lián)學(xué)者謝爾卡喬夫的研究，井網(wǎng)密度與采收率的關(guān)系為：

(2)

式中：S為合理井網(wǎng)密度，口/km2；K為平均滲透率，mD；μo為原油地層粘度，mPa·s；ED為驅(qū)油效率，%；ER為水驅(qū)采收率，%。

通過(guò)謝爾卡喬夫公式法計(jì)算的區(qū)域延9油層井網(wǎng)密度為26.70口/km2。如表3所示。

表3 謝爾卡喬夫公式法計(jì)算井網(wǎng)井距

綜合以上計(jì)算結(jié)果，三勝區(qū)域各含油層系目前的井網(wǎng)密度均在合理的計(jì)算范圍內(nèi)，說(shuō)明該區(qū)域井網(wǎng)基本完善，目前的分區(qū)分層開發(fā)政策能夠獲得較高的采油速度，基本滿足當(dāng)前開發(fā)需要，但存在注采不對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象，還需實(shí)施油水井補(bǔ)孔措施。

3 水驅(qū)效果評(píng)價(jià)

3.1 含水率與采出程度

根據(jù)延9油層的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，作出了該油藏綜合含水率與采出程度的關(guān)系圖，如圖3。

圖3 三勝區(qū)域延9含水與采出程度曲線圖

從圖3中看出：三勝區(qū)域注水時(shí)間較晚，延9油層初期依靠天然能量開采。2012年開始進(jìn)行注水開發(fā)，此時(shí)井網(wǎng)形式主要為點(diǎn)狀注水。2018年對(duì)三勝區(qū)域延9油層進(jìn)行井網(wǎng)調(diào)整，開始大規(guī)模注水，地層能量得到有效補(bǔ)充，含水率開始逐步下降，曲線開始向著采出程度軸偏移。隨著2020年井網(wǎng)調(diào)整完善，實(shí)際曲線開始下降向著30%的曲線靠近，表明水驅(qū)開發(fā)取得了較好的開發(fā)效果。

3.2 水驅(qū)指數(shù)

從延9油層水驅(qū)指數(shù)與含水率關(guān)系圖(圖4)及水驅(qū)指數(shù)變化與時(shí)間的關(guān)系圖(圖5)來(lái)看，由于延9油層注水時(shí)間較晚，注水井少，注水不足，地下虧空嚴(yán)重，所以區(qū)塊整體水驅(qū)指數(shù)偏低。隨著延9油層注采井網(wǎng)的完善，水驅(qū)指數(shù)逐步升高，水驅(qū)作用得到了加強(qiáng)，目前水驅(qū)指數(shù)保持在1.5左右，含水率趨于平穩(wěn)，說(shuō)明延9油層強(qiáng)化注水效果良好。

圖4 三勝區(qū)延9整體水驅(qū)指數(shù)與采出程度的關(guān)系

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3.3 存水率

從延9油層存水率和時(shí)間關(guān)系圖(圖6～圖8)看出，油田開發(fā)前期，階段存水率明顯偏低，為負(fù)值，主要原因是延9油層注水較晚，地下虧空嚴(yán)重，注入水被大量采出。隨著注采井網(wǎng)不斷完善和調(diào)整，注水規(guī)模逐漸增大，注水利用率逐漸加強(qiáng)，階段存水率逐漸增大向0靠近，油藏虧空得到彌補(bǔ)，開發(fā)效果逐漸向好。

圖6 三勝區(qū)延9油層階段存水率與含水率關(guān)系曲線

年份

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3.4 耗水率

從延9油層耗水率和含水率關(guān)系曲線(圖9～圖11)看出：延9油層開發(fā)初期耗水率低；隨著含水率上升，注入水不斷被采出，耗水率隨之增大，到2014年達(dá)到最大，之后呈逐年下降的趨勢(shì)；目前區(qū)域耗水率普遍高于2，反應(yīng)了目前注水利用率具有不斷向好的趨勢(shì)。

圖9 三勝區(qū)延9耗水率和含水率變化曲線

年份

圖11 三勝區(qū)延9耗水率和采出程度變化曲線

3.5 地層壓力保持水平

三勝區(qū)域延9油層，原始地層壓力為 9.41 MPa。根據(jù)低(特低)滲透性油藏確定法，合理的地層壓力保持水平應(yīng)大于 7.5 MPa。根據(jù)近年地層壓力測(cè)試情況，延9油層目前平均地層壓力 6.29 MPa，壓力保持水平66.84%。根據(jù)合理地層壓力保持水平評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以看出，目前三勝區(qū)域延9油層壓力保持水平較差，地層仍處于能量虧空狀況，下步需繼續(xù)加強(qiáng)注水，補(bǔ)充地層能量，并關(guān)注底水追進(jìn)問(wèn)題。

4 采收率預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)

應(yīng)用甲、乙水驅(qū)特征曲線(圖12～圖16)，對(duì)楊米澗三勝區(qū)域延9油層的累積產(chǎn)油、累積產(chǎn)水和累積產(chǎn)液量資料進(jìn)行了處理，并進(jìn)行曲線反演，對(duì)可采儲(chǔ)量進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

圖12 楊米澗三勝區(qū)域延9層甲型水驅(qū)特征曲線

圖13 楊米澗三勝區(qū)域延9層甲型水驅(qū)特征曲線反演圖

圖14 楊米澗三勝區(qū)域延9層乙型水驅(qū)特征曲線

圖15 楊米澗三勝區(qū)域延9層乙型水驅(qū)特征曲線反演圖

圖16 楊米澗三勝區(qū)域延9層含水與采出程度關(guān)系曲線

通過(guò)水驅(qū)特征曲線法、童氏圖版法，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式法，對(duì)楊米澗三勝區(qū)域延9油層采油率進(jìn)行預(yù)測(cè)，甲型、乙型水驅(qū)特征曲線預(yù)測(cè)的可采儲(chǔ)量分別為101.57×104t、103.78×104t。結(jié)合注水開發(fā)效果，認(rèn)為甲型水驅(qū)特征曲線預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)較為切合實(shí)際，最終技術(shù)采收率取值為28.74%，可采儲(chǔ)量為101.57×104t。如表4所示。

5 結(jié)論

1)研究區(qū)延9油藏采油井以單向、雙向受效井為主，多向受效井比例低。綜合考慮油水井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、油水井所處沉積相、油水井射孔等因素進(jìn)行了小層注采關(guān)系劃分。目前延9油藏動(dòng)用區(qū)水驅(qū)控制程度平均84.28%。

2)研究區(qū)延9原始地層壓力 9.41 MPa，目前為 6.29 MPa，與原始地層壓力相比，壓力減少了 3.12 MPa，地層壓力保持水平為66.84%。地層壓力保持水平較低，地層能量不足，需加強(qiáng)注水保持地層能量，但考慮到底水發(fā)育，井組注采比不宜過(guò)高。