摘要:文章論述了斷塊注水油藏特高含水期注水利用率低、低速開(kāi)采等主要矛盾,深化剩余油規(guī)律研究,實(shí)施以改變地下滲流方向?yàn)橹行牡淖⒉山Y(jié)構(gòu)綜合調(diào)整,達(dá)到改善油藏注水開(kāi)發(fā)效果的目的。以錦16(東)塊興隆臺(tái)油層為例,在精細(xì)油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律及剩余油分布研究的基礎(chǔ)上,有針對(duì)性地開(kāi)展了注采結(jié)構(gòu)綜合調(diào)整,區(qū)塊采油速度從0.17%提高到0.3%,取得了較好效果,總結(jié)該塊的成功做法,對(duì)類似油藏開(kāi)發(fā)中后期改善注水效果具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞:斷塊油藏;特高含水期;注采結(jié)構(gòu)綜合調(diào)整;錦16(東)塊;精細(xì)油水運(yùn)動(dòng)

中圖分類號(hào):TE323

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-2374(2009)18-0046-03

錦16塊(東)興隆臺(tái)油層是歡喜嶺采油廠稀油主力開(kāi)發(fā)區(qū)塊,是遼河油田高效開(kāi)發(fā)的典型區(qū)塊之一。該塊動(dòng)用含油面積2.08km2,石油地質(zhì)儲(chǔ)量1462×104t,1979年1月投入注水開(kāi)發(fā),以2%以上的采油速度穩(wěn)產(chǎn)了13年,實(shí)現(xiàn)了高速、高效開(kāi)發(fā)。然而,進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期以來(lái),注水利用率低,油水關(guān)系日趨復(fù)雜,常規(guī)調(diào)整效果差等開(kāi)發(fā)矛盾,使油藏一直處于低速開(kāi)發(fā),最低采油速度只有0.17%。針對(duì)開(kāi)發(fā)矛盾,通過(guò)精細(xì)油藏描述,研究油藏潛力,實(shí)施注采結(jié)構(gòu)綜合調(diào)整,區(qū)塊日產(chǎn)油由69噸上升到最高132噸,取得了顯著效果。

一、油藏基本特征及開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

錦16(東)塊位于遼河盆地西部凹陷西斜坡歡喜嶺油田南端,儲(chǔ)層為新生界下第三系沙河街組沙一下至沙二地層(即興隆臺(tái)油層),位于西八千三角洲前緣河口砂壩壩核部位,動(dòng)用含油面積2.08km2,石油地質(zhì)儲(chǔ)量1462×104t。

錦16(東) 塊興隆臺(tái)油層為一套三角洲前緣河口砂壩沉積,巖性以厚層粉至粗砂巖和細(xì)礫砂巖為主,劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)油層組,17個(gè)砂巖組,33個(gè)小層,主力油層為Ⅱ、Ⅲ油層組,具有統(tǒng)一的油水界面。油層單層最大厚度20.8m,一般為5m左右,平均油層有效厚度36.2m,平均孔隙度29.1%,空氣滲透率2.201?滋m2,有效滲透率0.75?滋m2,為高孔高滲儲(chǔ)層。巖石固結(jié)程度差,泥質(zhì)膠結(jié)為主,泥質(zhì)含量12.4%。原油具有高密度(0.9317g/cm3)、高粘度(50℃時(shí)72.8MPa.s)的特點(diǎn),屬層狀邊水油藏類型。

該塊于1979年全面投入注水開(kāi)發(fā),經(jīng)歷多次開(kāi)發(fā)調(diào)整和綜合治理,目前已進(jìn)入特高含水開(kāi)發(fā)階段。實(shí)施調(diào)整前共有油井42口,單井日產(chǎn)油1.6t/d,綜合含水為高達(dá)97.6%,采油速度0.17%,可采儲(chǔ)量采出程度為87.2%。

二、開(kāi)發(fā)中存在的主要問(wèn)題

(一)注水利用率低,水驅(qū)效果明顯變差

錦16(東)塊已注水開(kāi)發(fā)近30年,注水井與油井之間已形成固定滲流通道,注入水在油水井之間形成無(wú)效循環(huán),造成注水利用率低,從F~R曲線及水驅(qū)特征曲線明顯看出,水驅(qū)效果變差。目前油藏注入倍數(shù)1.58,注入水波及體積系數(shù)達(dá)87.8%,驅(qū)油效率50.2%,宏觀可動(dòng)剩余油分布相當(dāng)零散,常規(guī)水驅(qū)油進(jìn)一步擴(kuò)大波及體積、提高驅(qū)油效率的難度越來(lái)越大。

(二)采油速度低,達(dá)不到標(biāo)定采收率

錦16(東)塊采出程度45.91%,已采出可采儲(chǔ)量的87.2%,綜合含水高達(dá)97.6%,按照綜合含水98%的標(biāo)準(zhǔn),區(qū)塊已經(jīng)瀕臨廢棄,采油速度低,僅為0.17%。按目前的開(kāi)發(fā)形勢(shì),通過(guò)F-R曲線、水驅(qū)特征曲線、含水與采出程度關(guān)系曲線以及日產(chǎn)油與累產(chǎn)油關(guān)系曲線四種方法預(yù)測(cè)[4],區(qū)塊的最終采收率在50%左右,達(dá)不到標(biāo)定采收率52.7%。

三、注采結(jié)構(gòu)綜合調(diào)整研究

(一)油藏潛力研究

剩余可采儲(chǔ)量:錦16(東)塊地質(zhì)儲(chǔ)量1462×104t,標(biāo)定收率52.7%,可采儲(chǔ)量770.5×104t,目前采出程度45.8%,剩余可采儲(chǔ)量100.8×104t,仍有較大的潛力。

剩余油分布狀況研究:研究表明,斷塊注水油藏剩余油按控制因素和成因類型分為三大類:靜態(tài)型剩余油、動(dòng)態(tài)型剩余油和復(fù)合型剩余油。在特高含水開(kāi)發(fā)階段,以動(dòng)態(tài)型和復(fù)合型為主。錦16(東)塊主要有以下三種剩余油分布形態(tài):

一是構(gòu)造高部位再富集型剩余油。這種類型是指在油層構(gòu)造高部位有油井生產(chǎn),由于強(qiáng)水淹而封堵停采該層,該區(qū)域就成為一個(gè)低勢(shì)閉合區(qū),周圍連續(xù)或零散的剩余油在浮力、低部位注水或邊水水勢(shì)的作用下,在一定的時(shí)間后,剩余油在構(gòu)造高部位重新聚集而成為潛力區(qū)。例如:錦2-4-005井是位于構(gòu)造高點(diǎn),1997年9月封堵興Ⅲ油層,封前單采興Ⅲ,日產(chǎn)油8.2t,含水82%;由于低部位注水,剩余油在4-005井區(qū)重新富集為潛力區(qū)。 2002年7月回采該層,日產(chǎn)油40t,含水20%。

二是側(cè)向遮擋與水勢(shì)復(fù)合控制型剩余油。這種類型是側(cè)向動(dòng)態(tài)水勢(shì)作用與側(cè)向遮擋條件(斷層或巖性)共同作用,在油井和斷層之間形成剩余油富集區(qū)。例如:歡2-20-206井于2005年4月水淹關(guān)井,關(guān)前日產(chǎn)液7m3,綜合含水99%。受歡2-20-06C、21-2106、20-207井持續(xù)注水和北斷層遮擋的共同作用,剩余油在歡2-20-206井與斷層邊聚集形成剩余油富集區(qū)。2005年6月歡2-20-206井向斷層邊側(cè)鉆,20-206C井投產(chǎn)初期日產(chǎn)油8.2t,含水20.4%。

三是井間低勢(shì)閉合區(qū)剩余油。這種類型指在2口及多口穩(wěn)定注水的水井之間,或穩(wěn)定生產(chǎn)的采油井之間,形成一個(gè)低勢(shì)閉合區(qū)(即所謂的壓力平衡區(qū)),剩余油在浮力、流體勢(shì)的作用下,在一定的時(shí)間后,在此區(qū)域重新聚集而成為潛力區(qū)。例如:錦2-5更-6興Ⅱ5小層1998年10月高含水(日產(chǎn)液90m3,含水98%),錦2-5-236井轉(zhuǎn)注4個(gè)月后,該井見(jiàn)效,日產(chǎn)油最高上升到30t以上,含水35.8%。

剩余油研究結(jié)果表明,平面上剩余油主要富集在微構(gòu)造高點(diǎn)附近,如錦2-4-005井區(qū)、5-316井區(qū)以及合采區(qū)北斷層附近的歡2-22-5井區(qū)和歡2-20-206井區(qū)。就層系而言,上層系普遍水淹嚴(yán)重,剩余油僅在微構(gòu)造高點(diǎn)零星分布;下層系較上層系水淹程度較弱,剩余油富集范圍相對(duì)較大,飽和度相對(duì)較高;合采區(qū)低部位水淹嚴(yán)重,剩余油主要分布于北斷層構(gòu)造高部位。

(二)滯留區(qū)剩余油開(kāi)采機(jī)理研究

1.優(yōu)勢(shì)運(yùn)移機(jī)理。石油二次運(yùn)移中存在優(yōu)勢(shì)運(yùn)移,即在運(yùn)移前緣處不斷出現(xiàn)細(xì)小的指進(jìn)分支,當(dāng)一個(gè)小分支變粗發(fā)展為一個(gè)小路徑,其它分支則停止不動(dòng)。而且運(yùn)移路徑一旦形成且條件保持不變,其形態(tài)和空間展布變化微小,一直到運(yùn)動(dòng)結(jié)束。這個(gè)機(jī)理告訴我們,當(dāng)一定的注水速率確定后,注水線總是沿著壓力變化最快的方向運(yùn)行,而且一旦某個(gè)分支到達(dá)油井,則“壓差”形成,這時(shí)只要條件保持不變,只有大于這個(gè)既定壓差的分支可以繼續(xù)運(yùn)移,其它分支驅(qū)油將中斷。當(dāng)把油井關(guān)掉,那么隨著運(yùn)移壓力的變化,將從新啟動(dòng)中斷的分支運(yùn)移。即將沿著原水驅(qū)曲線向周圍輻射,擴(kuò)大驅(qū)替體積,把水線滯留的剩余油驅(qū)替到其他水線上。

2.柱狀注水機(jī)理。當(dāng)油水井間存在大孔道后,注入水很快從相應(yīng)的采油井采出,起不到注水采油的目的。當(dāng)大孔道形成后,如果對(duì)應(yīng)油井封高竄水層或者關(guān)井,那么油水井之間就形成一條大孔道構(gòu)成水柱。如果繼續(xù)在注水井注水,就形成以這條水柱為“線”的現(xiàn)狀注水通道,它把“滯留區(qū)”油驅(qū)替周圍的注水井洗油區(qū)域,大大擴(kuò)大了以單井“點(diǎn)”狀注水形成的驅(qū)油波及體積。

(三)總體調(diào)整思路

針對(duì)各層系剩余油分布特點(diǎn),通過(guò)實(shí)施輪換注水、脈沖注水、強(qiáng)采強(qiáng)注等手段,改變平面、縱向的壓力分布,形成區(qū)域性壓力擾動(dòng),以此來(lái)改變地下液流方向,達(dá)到擴(kuò)大注水波及體積,提高水驅(qū)油效率的目的。

(四)調(diào)整可行性分析

1.改變液流方向是改善高含水注水驅(qū)油效果很有效的一種方法,實(shí)驗(yàn)室物理模型研究已表明,它主要是通過(guò)分析原有方法導(dǎo)致的殘余油的分布、存在形態(tài),通過(guò)改變工作制度、改變井網(wǎng)或井別,來(lái)引起油、水滲流方向的改變,在油層中形成新的壓力分布,達(dá)到擴(kuò)大面積波及系數(shù),改善水驅(qū)效果的目的。

2.錦16(東)塊為一個(gè)高流度比的油藏,隨著開(kāi)發(fā)時(shí)間延長(zhǎng),含水上升,采液指數(shù)上升。根據(jù)最佳合理排液量的研究,錦16塊平均單井排液量與總壓降呈直線關(guān)系:

ql=130.1-23.2△P總,(R=0.978)

該式表明錦16塊單井排液量隨總壓降減少而增大,但最大為130m3/d。目前平均單井排液量在70t左右,因此,具有較大的提液空間。

3.油藏具有較高的壓力水平,具備提液的條件。油藏一直保持較高的壓力水平,平均地層壓力在12.5MPa以上(原始地層壓力13.98MPa),具備提液的基本條件。

(五)綜合調(diào)整方案

1.調(diào)整原則。以層系為單元,針對(duì)剩余油分布特點(diǎn),圍繞潛力區(qū)進(jìn)行調(diào)整。

2.調(diào)整方法。下層系:通過(guò)油、水井的間采間注,實(shí)施輪換注水,調(diào)整平面水驅(qū)方向,動(dòng)用井間滯留區(qū)剩余油。實(shí)施油井轉(zhuǎn)注4口,生產(chǎn)井間開(kāi)5口,注水井輪換注水18井次;上層系:通過(guò)注水井增大注水量、油井下大泵、換螺桿泵放大生產(chǎn)壓差增排,達(dá)到既緩解層間矛盾,又加快地下滲流速度,提高水洗油效率,實(shí)現(xiàn)提液增油的目的。增大配注量9井次,日增注水量1160m3。放大生產(chǎn)壓差、換泵增排17口,日增液622t;合采區(qū):采用強(qiáng)弱脈沖方式注水,動(dòng)用北斷層附近剩余油。主要是在東部擴(kuò)邊區(qū)進(jìn)行調(diào)整,當(dāng)注水井加強(qiáng)注水時(shí),關(guān)掉一線高含水井,當(dāng)二線受效井效果變差時(shí),注水井限制注水,同時(shí)一線高含水井實(shí)行間開(kāi)生產(chǎn),在油水井之間形成“區(qū)域脈沖擾動(dòng)”,擴(kuò)大水驅(qū)油面積,改善開(kāi)發(fā)效果。注水井調(diào)整4井次,油井間開(kāi)5井次。

四、實(shí)施效果

通過(guò)以上工作,全塊日注水量從3231m3上升到3863m3,日產(chǎn)液從2853t上升到3485t,日產(chǎn)油從69t上升到最高132t,采油速度從0.17%提高到0.3%,綜合含水從97.6%下降到96.7%;自然遞減率從2005年的26.95%下降到2007年的-34.08%,階段累計(jì)增油1.99×104t。預(yù)計(jì)最終提高油藏采收率1～2個(gè)百分點(diǎn)。

五、結(jié)論

注采結(jié)構(gòu)綜合調(diào)整,以剩余油研究為基礎(chǔ),針對(duì)不同的剩余油存在形式,綜合實(shí)施輪換注水、脈沖注水和強(qiáng)注強(qiáng)采等措施,改變地下滲流方向,達(dá)到擴(kuò)大注水波及體積、提高注水利用率的目的。該方法明顯改善了錦16(東)塊的注水開(kāi)發(fā)效果,它是斷塊油藏高含水開(kāi)發(fā)后期改善注水開(kāi)發(fā)效果的有效方法之一,其特點(diǎn)是投入相對(duì)很小,經(jīng)濟(jì)效益可觀,因此,具有較廣泛的應(yīng)用前景。

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作者簡(jiǎn)介:符永江(1974-),男,中油遼河油田公司工程師,南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院在職研究生,研究方向:油田開(kāi)發(fā)。