李春磊 謝 爽 杜 洋

(1.中國石油化工股份有限公司西北油田分公司勘探開發(fā)研究院， 烏魯木齊 830011；2.川慶鉆探公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院， 成都 610000)

塔河油田縫洞型油藏單元注水的機(jī)理主要有以下3個方面：一是補(bǔ)充地層能量作用，減緩由于能量不足造成的遞減，現(xiàn)場受效形式表現(xiàn)為油井含水穩(wěn)定，油壓、液面、液量的上升或遞減減緩；二是單元注水具有驅(qū)油作用，包括橫向和縱向驅(qū)油，現(xiàn)場受效形式表現(xiàn)為產(chǎn)液穩(wěn)定，產(chǎn)油量增加，含水大幅度下降；三是具有抑制底水錐進(jìn)的作用，能減緩含水上升或降低含水，現(xiàn)場受效形式表現(xiàn)為產(chǎn)液穩(wěn)定，產(chǎn)水量減小，含水下降，油量小幅上升[3]。而周期注水機(jī)理初步認(rèn)為主要是通過周期性改變注水量和注停時(shí)間比來改變地下壓力場(圖1、圖2)，使流體在地層中不斷重新分布，增大波及體積，使驅(qū)替效率最大化的同時(shí)，形成段塞式驅(qū)替，避免注入水在流動優(yōu)勢通道形成連續(xù)水相導(dǎo)致水竄，改善水驅(qū)效果。本文在全面分析塔河油田多井縫洞單元注水開發(fā)資料的基礎(chǔ)上，深入研究不同儲集體的注水開發(fā)機(jī)理，通過現(xiàn)場實(shí)踐及室內(nèi)數(shù)值模擬研究，進(jìn)一步優(yōu)化了不同儲集體類型下多井縫洞單元的注水開發(fā)模式及注采參數(shù)，為合理高效開發(fā)此類油藏提供參考。

圖1 周期性注水階段(升壓過程)

圖2 周期性注水階段(降壓過程)

1 優(yōu)化單元注水開發(fā)模式

針對塔河油田多井單元注水開發(fā)上的需求，根據(jù)縫洞儲集體分類描述和縫洞連通體刻畫的研究成果，結(jié)合現(xiàn)場注水實(shí)踐，加強(qiáng)了對風(fēng)化殼巖溶、斷控巖溶體和古河道(巖溶管道)的分類刻畫，提出并形成了不同類型儲集體發(fā)育模式下的單元注水方式。

(1)風(fēng)化殼巖溶發(fā)育區(qū)：構(gòu)造隆起區(qū)域，致密碳酸鹽巖陸塊內(nèi)部長期暴露地表，經(jīng)過多期巖溶疊加形成相對發(fā)育的儲集體(主要分布在塔河2區(qū)、4區(qū)、6 — 7區(qū))，風(fēng)化殼表層儲集體以似均勻的網(wǎng)狀裂縫-孔洞型(溶洞)為主，儲集體發(fā)育，單元注采井以“縫注孔洞采，小洞注大洞采”的注水開發(fā)模式為主，宜采用碎屑巖油藏的連續(xù)注水方式(圖3)，如塔河4區(qū)S48單元的TK430CX-TK429CX注采井組采用連續(xù)注水方式(圖4)，累計(jì)注水34.9萬m3，累計(jì)增油15.06萬t，注水效果較好。

圖3 風(fēng)化殼縫溶型儲集體

圖4 TK430CX-TK429CX井組注采曲線

(2)斷控巖溶發(fā)育區(qū)：裂縫溝通型縫洞儲集體連通模式主要發(fā)育在斷控巖溶區(qū)(特別是塔河上奧陶覆蓋區(qū)10區(qū)、12區(qū)南部以及托甫臺區(qū))，受主干斷裂影響伴生的次級斷裂和裂縫是不同規(guī)模溶洞連通的主要通道，儲集體以方向性的次級斷裂和裂縫連通的溶洞為主(圖5)。在斷控巖溶帶上的注采受效井組具有沿裂縫展布方向分布的特點(diǎn)，受效方式以單向受效為主，單元注采井以“縫注洞采”的注水開發(fā)模式為主。通過總結(jié)現(xiàn)場的注水效果認(rèn)為，該類型縫洞體的注水方式宜采用周期注水方式(圖6)，防止注入水過早水竄。如TH10301CH-TH10304注采井組，實(shí)施周期注水22個周期，含水56%，平均日產(chǎn)油52 td，累計(jì)注水增油達(dá)1.3萬t，實(shí)現(xiàn)了裂縫溝通縫洞體持續(xù)受效。

圖5 斷控巖溶型儲集體

圖6 TH10301CH-TH10304井組注采曲線

(3)古河道發(fā)育區(qū)：巖溶管道縫洞系統(tǒng)是受地表水系和地下暗河的雙重作用，沿河道展布方向上縱向發(fā)育多套儲層，且中深部一般以較大規(guī)模溶洞型儲層為主，淺部發(fā)育裂縫-孔洞型儲層。巖溶管道分為主管道和分支管道，主管道規(guī)模大，連通性好，分支管道規(guī)模小，局部連通，沿河道局部連通的注采井以“洞注洞采” 的注水開發(fā)模式為主(圖7)。通過現(xiàn)場實(shí)踐認(rèn)為，古河道(巖溶管道)縫洞規(guī)模較大，注水初期主要以驅(qū)油為主，需進(jìn)行連續(xù)注水，使其持續(xù)受效，失效(后期)后可轉(zhuǎn)為周期注水，提高波及體積，充分驅(qū)動巖溶管道周圍儲集體欠發(fā)育區(qū)滯留的剩余油。如TK440-TK449H注采井組，整體位于巖溶管道發(fā)育的區(qū)域，TK440注水TK449H受效，累計(jì)注水29.35萬m3，累計(jì)增油2.93萬t。早期采取大排量連續(xù)注水，見效后轉(zhuǎn)溫和連續(xù)注水，受效變差后轉(zhuǎn)為周期注水，注水效果有一定改善(圖8)。

圖8 TK440-TK449H井組注采曲線

2 選擇合理注采比

不同縫洞注采類型數(shù)值模擬研究表明：碳酸鹽巖縫洞型油藏注采比應(yīng)控制在0.4～1.2之間。低含水階段以溫和注水為主，注采比相對較低；中高含水階段注采比相對較高；高含水階段縫注洞采比宜控制在0.8～1.0(圖9)，縫注孔洞采比宜控制在1.2左右(圖10)，洞注洞采比宜控制在0.8左右(圖11)。儲集體發(fā)育程差井組應(yīng)溫和注水，縫洞發(fā)育程度高(洞注洞采)注采比有所增大[2]。

圖9 高含水階段縫注洞采不同注采比關(guān)系圖

圖10 高含水階段縫注孔洞采不同注采比關(guān)系圖

圖11 高含水階段洞注洞采不同注采比關(guān)系圖

3 優(yōu)化單元注采參數(shù)

由于縫洞型油藏的復(fù)雜性，不同類型縫洞單元及注采井組，儲集體發(fā)育狀況及連通狀況存在較大的差異，注采參數(shù)的建立是一個不斷完善優(yōu)化的過程[4]。近年來，通過室內(nèi)數(shù)值模擬研究并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)踐，初步建立了縫洞型油藏單元注水注采參數(shù)體系。

注水初期：溫和注水、控液生產(chǎn)，防止注入水快速竄進(jìn)，在生產(chǎn)井上采取溫和注水，風(fēng)化殼巖溶發(fā)育區(qū)注水速度控制在80～150 m3d，古河道(巖溶管道)發(fā)育區(qū)注水速度控制在150～200 m3d，特別是斷控巖溶區(qū)，要以低注水量、低注采比注水，注水速度控制在50～100 m3d，防止水竄造成油井水淹。但對于因能量不足遞減較快的單元，如果縫洞發(fā)育程度較高，注入水竄進(jìn)相對較慢，可適當(dāng)加大注水量，彌補(bǔ)虧空，通過連續(xù)監(jiān)測地層壓力，壓力下降減緩后，調(diào)小注水量。

注水中期：注水效果有一定程度下降，需適當(dāng)加大注采比提高水驅(qū)效率。風(fēng)化殼巖溶、古河道(巖溶管道)、斷控巖溶發(fā)育區(qū)的注水速度分別應(yīng)控制在150～200、200～400、80～150 m3d。

注水后期：注水后期效果變差，可加大注水量，增大壓力場波及范圍，進(jìn)行注采聯(lián)動調(diào)整，改變壓力場，改善水驅(qū)效果。對于低滲透井組應(yīng)提高注采比、高滲井組降低注采比、水竄井組立即停注或進(jìn)行周期注水；明顯長期受效井組控制液量、長期未受效井組提高液量、水竄井立即關(guān)井[5]。

對于周期注水階段，優(yōu)化注采周期，針對多次注水后水竄風(fēng)險(xiǎn)增大，小孔洞驅(qū)油速度慢的問題，開展非對稱不穩(wěn)定注水(周期注水一種方式)，根據(jù)示蹤劑峰值、衰減時(shí)間確定注水周期，可采用“短注長?！?的周期注水方式，改善周期注水效果[6]。

目前已初步完善了一套針對多井單元注水參數(shù)體系(表1)，通過對注水井和采油井的優(yōu)化調(diào)整，改善了水驅(qū)效果，保證注采井組的持續(xù)受效和增油。

表1 多井縫洞單元注水注采參數(shù)

4 結(jié) 論

經(jīng)過近年來的單元注水開發(fā)實(shí)踐，初步形成了針對塔河油田碳酸鹽巖縫洞型油藏的單元注水開發(fā)模式，進(jìn)一步完善了單元注采關(guān)系。通過現(xiàn)場應(yīng)用，達(dá)成以下幾點(diǎn)認(rèn)識：

(1)在選擇注采井的儲集體類型時(shí)，要實(shí)行縫注洞采、縫注孔洞采，整體上儲集體發(fā)育程度差的向發(fā)育好的注水，以提高驅(qū)油效率。

(2)在目前認(rèn)識的風(fēng)化殼巖溶、古河道(巖溶管道)和斷控巖溶體3種主要縫洞發(fā)育模式下，分別采取具有針對性的注水方式，實(shí)施注水開發(fā)，以提高水驅(qū)效率。

(3)在單元注水的初期、中期及低效失效期，分別采取不同的注水方式和不同的注水速度，實(shí)現(xiàn)階段性的效果，最終達(dá)到注水驅(qū)替效率和注水提高采收率的最大化。

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