姚軍朋，令狐松　(中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司油氣評(píng)價(jià)中心，陜西 西安 710077)

常琳　(中國(guó)石油青海油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，甘肅 敦煌 736200)

孫小艷　(新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830047)

季赟，鄧生青　(中國(guó)石油青海油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，甘肅 敦煌 736200)

?

LC砂礫巖油藏出水類(lèi)型及控水對(duì)策研究

姚軍朋，令狐松(中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司油氣評(píng)價(jià)中心，陜西 西安 710077)

常琳(中國(guó)石油青海油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，甘肅 敦煌 736200)

孫小艷(新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830047)

季赟，鄧生青(中國(guó)石油青海油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，甘肅 敦煌 736200)

[摘要]LC油藏是我國(guó)西部新投入開(kāi)發(fā)的砂礫巖油田，開(kāi)發(fā)過(guò)程中出水現(xiàn)象普遍，已經(jīng)成為制約產(chǎn)量的主要原因之一，油井控水是該油藏開(kāi)發(fā)的技術(shù)難題之一。在油藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料分析基礎(chǔ)上，研究認(rèn)為該油藏單井出水來(lái)源主要有4類(lèi)，根據(jù)各種資料采用逐步排除法建立了出水來(lái)源多因素綜合識(shí)別模式，利用該模式并結(jié)合生產(chǎn)數(shù)據(jù)開(kāi)展了單井產(chǎn)水類(lèi)型及變化特征研究，根據(jù)不同類(lèi)型井的出水狀況，通過(guò)深入分析出水機(jī)理和油藏出水分布規(guī)律，提出有效措施進(jìn)行分類(lèi)控水，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得良好效果。

[關(guān)鍵詞]砂礫巖；出水類(lèi)型；出水成因；出水識(shí)別模式；分類(lèi)控水對(duì)策

國(guó)內(nèi)外砂礫巖油田開(kāi)發(fā)實(shí)踐證明，砂礫巖油藏地質(zhì)特征往往比較復(fù)雜，包括儲(chǔ)集層沉積特性、常規(guī)物性和孔隙結(jié)構(gòu)以及縱橫向非均質(zhì)性，給砂礫巖油藏開(kāi)發(fā)帶來(lái)了很困難。雖然砂礫巖油藏的石油地質(zhì)特征、開(kāi)發(fā)技術(shù)與方法和砂巖油田有很多相似之處，但砂礫巖油藏存在著自身的許多特殊性導(dǎo)致開(kāi)發(fā)過(guò)程仍然存在很多問(wèn)題需要去研究。

LC砂礫巖油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中存在產(chǎn)液量變化大、見(jiàn)水早、含水上升快、產(chǎn)油量遞減快、出水類(lèi)型復(fù)雜、出水水源多樣等主要問(wèn)題。究其原因，主要是LC油藏既有構(gòu)造油藏特征又有巖性油藏特征，含油飽和度低，縱向油水間互，物性、含油性和電性層間差異大，油水層解釋符合率低，儲(chǔ)層薄、壓裂改造后產(chǎn)能低且易水竄。含水上升是產(chǎn)量下降的主要原因之一，油藏出水已成為影響油田穩(wěn)產(chǎn)、開(kāi)發(fā)調(diào)整的關(guān)鍵因素。因此，急需建立油藏出水來(lái)源識(shí)別模式，搞清油藏產(chǎn)水來(lái)源和分布規(guī)律，確定有的放矢的控水對(duì)策，為采取有針對(duì)性的開(kāi)發(fā)技術(shù)與綜合治理措施提供依據(jù)，對(duì)提高砂礫巖油藏采收率具有重要意義。

1油藏簡(jiǎn)況

LC砂礫巖油藏發(fā)現(xiàn)于2008年，油藏位于古近系路樂(lè)河組，是砂礫沉積物滑塌再搬運(yùn)而形成的近岸水下扇沉積。由于具有多物源、近距離、相變快、多期次沉積特點(diǎn)，表現(xiàn)出沉積粒度不均、空間展布復(fù)雜、儲(chǔ)層品質(zhì)差且縱向差異大、非均質(zhì)嚴(yán)重等特征。

該油藏于2009年5月進(jìn)入試采，2009年11月開(kāi)始試注水，2011年3月開(kāi)始進(jìn)入開(kāi)發(fā)階段。截至2013年12月，油藏共投入采油井91口(開(kāi)井58口)，平均單井日產(chǎn)油1.60t，年產(chǎn)油4.931×104t，綜合含水率76.4%。注水井43口(開(kāi)井39口)，平均單井日注水14.61m3，年注水22.816×104m3，累計(jì)注水77.92×104m3。2013年年注采比1.32，累計(jì)注采比1.27。油藏階段自然遞減率42.58%，綜合遞減率34.56%。油藏沒(méi)有無(wú)水采油期，含水上升速度快。

2單井出水類(lèi)型與特征

2.1油井出水來(lái)源及識(shí)別

1)返排工作液鉆井過(guò)程中泥漿濾液侵入地層，投產(chǎn)后井底壓力降低，產(chǎn)出的泥漿濾液進(jìn)入井筒；此外，各種措施作業(yè)過(guò)程中，壓井液、壓裂液等也會(huì)侵入地層，開(kāi)井后在壓差作用下從地層返排出來(lái)。

2)層內(nèi)水主要有層內(nèi)可動(dòng)水和層內(nèi)束縛水兩種。層內(nèi)可動(dòng)水是儲(chǔ)層內(nèi)大孔隙中的地層水，電性特征上表現(xiàn)為含水儲(chǔ)層，通常分布于受構(gòu)造控制的油水過(guò)渡區(qū)或水區(qū)，或受巖性、物性影響油驅(qū)水不徹底的儲(chǔ)層；層內(nèi)束縛水是指由毛細(xì)管兩端壓力差決定能否流動(dòng)的毛細(xì)管滯水，常因?qū)觾?nèi)孔隙壓力降低而膨脹，部分變?yōu)榭蓜?dòng)水。

3)層間水主要是指生產(chǎn)層射開(kāi)后由于某種原因產(chǎn)出鄰層的水，而本身不含水。層間水一種以單獨(dú)的水層存在于油層之間，另一種以束縛水形式存在于層間泥質(zhì)夾層中。

圖1　研究區(qū)砂礫巖油藏出水來(lái)源判識(shí)模式

4)注入水一方面是由于油藏本身發(fā)育微裂縫，注入水快速突進(jìn)導(dǎo)致油層產(chǎn)出；另一方面是油井常需要壓裂改造來(lái)獲得產(chǎn)量，因壓裂規(guī)模偏大，縱向或平面上溝通注水井或?qū)е伦⑷胨焖偻七M(jìn)，產(chǎn)出注入水。

研究區(qū)砂礫巖油藏既受巖性影響又受構(gòu)造影響，井型既有直井又有水平井，儲(chǔ)層改造既有壓裂又有酸化，單井出水來(lái)源十分復(fù)雜，油井出水現(xiàn)象普遍，出水來(lái)源識(shí)別成為綜合治理的關(guān)鍵。通過(guò)油井地質(zhì)特征、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征和不同水源的影響因素分析，采用逐步排除法得到了出水來(lái)源識(shí)別模式[2]，具體如圖1所示。

2.2單井出水類(lèi)型及變化特征

根據(jù)油井出水來(lái)源，依據(jù)單井生產(chǎn)數(shù)據(jù)及出水動(dòng)態(tài)變化特征，可以將研究區(qū)單井出水類(lèi)型分為4類(lèi)(表1)。從水源來(lái)看，油井出水主要包括層間水、層內(nèi)可動(dòng)水、層內(nèi)束縛水、注入水。

表1　單井出水類(lèi)型及變化特征

2.2.1初期短暫出水型

這種出水類(lèi)型見(jiàn)水井主要在投產(chǎn)初期1個(gè)月左右有水產(chǎn)出，隨后產(chǎn)水量會(huì)急劇下降，射孔投產(chǎn)井出水量一般小于3.0m3/d，壓裂、酸化措施井初期出水量較大。生產(chǎn)中表現(xiàn)為“水落油出”現(xiàn)象，隨排采時(shí)間的增加出水量在1～2月內(nèi)急劇減小，以至不再產(chǎn)水(圖2)。

2.2.2微產(chǎn)水緩慢下降型

這種出水類(lèi)型見(jiàn)水井主要分布在構(gòu)造邊部的高束縛水低含油飽和度巖性油藏區(qū)，油層天然能量不足，巖性多為礫狀砂巖，細(xì)砂以下粒度組分含量高，產(chǎn)層厚度在2～6m之間，儲(chǔ)層物性為低孔低滲，微孔隙系統(tǒng)十分發(fā)育，孔隙壁上被大量毛細(xì)管水占據(jù)，致使束縛水含量高達(dá)40%以上。該類(lèi)井投產(chǎn)后往往油水同出，總體產(chǎn)液量不高，有產(chǎn)量小于2m3/d的地層水產(chǎn)出，隨著生產(chǎn)時(shí)間的增加產(chǎn)水量有逐步減小的變化規(guī)律(圖3)。

圖2　初期短暫出水型見(jiàn)水井采油曲線(xiàn)(LA井)　　　　　圖3　微產(chǎn)水緩慢下降型見(jiàn)水井采油曲線(xiàn)(LB井)

2.2.3產(chǎn)水上升型

這種類(lèi)型見(jiàn)水井一方面是油藏主力油層下部存在水層或油水同層投產(chǎn)即產(chǎn)出地層水，而處于油水邊界附近的井，長(zhǎng)期開(kāi)采之后邊水沿某一方向某個(gè)層位突進(jìn)到產(chǎn)油層位，造成油井產(chǎn)出邊水。另一方面，因?yàn)楣こ淌┕ぴ驅(qū)е掠途鏊捎趦?chǔ)層縱向間距小、非均質(zhì)性強(qiáng)，措施改造時(shí)壓裂規(guī)模偏大，縱向上溝通相鄰的含水儲(chǔ)層或壓裂竄層，同時(shí)壓裂或酸化時(shí)也會(huì)解放鄰近儲(chǔ)層或泥巖層中的高束縛水，使其變?yōu)榭蓜?dòng)水，造成層間水產(chǎn)出。

該類(lèi)井一般開(kāi)井即見(jiàn)水，生產(chǎn)中出水一般較為穩(wěn)定，產(chǎn)水量一般大于2m3/d，或緩慢上升或波動(dòng)變化，隨著含水上升產(chǎn)能逐漸下降(圖4)。

2.2.4產(chǎn)水快速上升型

這種出水類(lèi)型為注水開(kāi)發(fā)后見(jiàn)水井，生產(chǎn)初期以產(chǎn)油為主，不見(jiàn)水或有小量水產(chǎn)出，有2～6個(gè)月的無(wú)水或低含水采油期，出水快速上升的主要原因是由于注入水快速突進(jìn)導(dǎo)致，含水率在短時(shí)間內(nèi)快速上升，部分油井表現(xiàn)出暴性水淹特征(圖5)。由于油藏本身發(fā)育微裂縫，加之生產(chǎn)的非主力油層的井常需壓裂改造來(lái)獲得產(chǎn)量，部分井壓裂規(guī)模偏大，縱向或平面上溝通高含水地層，加快了注入水的突進(jìn)，導(dǎo)致過(guò)早產(chǎn)出注入水，含水上升速度和原油產(chǎn)量下降速度主要取決于注入水突破生產(chǎn)層段中微裂縫的快慢程度，隨著含水率急劇上升，產(chǎn)能大幅下降。

圖4　產(chǎn)水上升型見(jiàn)水井采油曲線(xiàn)(LC井) 　　　　　　圖5　產(chǎn)水快速上升型見(jiàn)水井采油曲線(xiàn)(LD井)

3分類(lèi)控水對(duì)策與實(shí)施效果

井間及同井不同開(kāi)采層段之間，其出水特征和水源都存在差異[3]。綜合儲(chǔ)層物性、油水分布、水質(zhì)分析、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等資料，從出水分布規(guī)律研究入手，搞清出水油井分布特征[4，5]，最終采取分類(lèi)控水對(duì)策進(jìn)行綜合治理。

3.1出水分布規(guī)律研究

油藏單井出水來(lái)源主要為4類(lèi)：層間水、層內(nèi)可動(dòng)水、層內(nèi)束縛水、注入水；投產(chǎn)初期出水來(lái)源主要為層內(nèi)束縛水，其次為層內(nèi)可動(dòng)水與層間水。隨著油藏注水開(kāi)發(fā)的不斷推進(jìn)，加之措施改造和工程因素，油藏出水類(lèi)型不斷復(fù)雜化，逐漸有注入水產(chǎn)出或與地層水混合產(chǎn)出，規(guī)律如下：①構(gòu)造高部主力油層物性好，可動(dòng)油飽和度高，投產(chǎn)初期無(wú)水產(chǎn)出；非主力層物性差，束縛水飽和度高，普遍產(chǎn)出束縛水；②構(gòu)造邊部和西部?jī)?chǔ)層物性差，可動(dòng)水和束縛水含量高，投產(chǎn)初期油水同產(chǎn)，以可動(dòng)水和束縛水產(chǎn)出為主；③構(gòu)造高-中部物性好，為砂礫巖或含礫砂巖儲(chǔ)層，注入水突進(jìn)速度快，見(jiàn)水后為注入水產(chǎn)出，構(gòu)造中部注水見(jiàn)效后產(chǎn)水穩(wěn)定上升，構(gòu)造邊部注水見(jiàn)效慢、產(chǎn)水低；④構(gòu)造邊部?jī)?chǔ)層措施改造后易溝通縱向或平面含水層，主要為層間產(chǎn)水和注入水。

3.2分類(lèi)控水對(duì)策及應(yīng)用效果

不同類(lèi)型的井出水原因不盡相同[6～9]，投產(chǎn)初期出水來(lái)源主要為層內(nèi)束縛水，其次為層內(nèi)可動(dòng)水與層間水；注水開(kāi)發(fā)后儲(chǔ)層易形成水竄通道，加之人工裂縫和天然裂縫，使得注水見(jiàn)效后快速水淹，主要為注入水。根據(jù)每口井的出水原因和變化規(guī)律，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況采取不同的治理措施進(jìn)行分類(lèi)控水[10]，有利于提高單井產(chǎn)量和油藏采收率。

3.2.1加強(qiáng)測(cè)井精細(xì)解釋?zhuān)苊庹`射含水層

層內(nèi)可動(dòng)水產(chǎn)出主要是因?yàn)檎`射水層和含油水層。對(duì)研究區(qū)開(kāi)展測(cè)井二次精細(xì)解釋研究，有效避免誤射水層，經(jīng)研究共有11口井是由于儲(chǔ)層本身含水或測(cè)井認(rèn)識(shí)有偏差導(dǎo)致投產(chǎn)后高含水。因此，采取封堵水層、補(bǔ)射油層的針對(duì)性控水措施，共作業(yè)油井4井次，3口井見(jiàn)到好的效果，年增油1522t。

3.2.2控制生產(chǎn)壓差或進(jìn)行措施改造，抑制束縛水產(chǎn)出

圖6　抑制束縛水產(chǎn)出后的油井采油曲線(xiàn)(LE井)

毛細(xì)管滯留束縛水主要受毛細(xì)管兩端壓差大小的控制，隨著壓差由小到大變化，孔隙壁表面的部分束縛水就會(huì)變?yōu)榭蓜?dòng)水隨著油流一起產(chǎn)出。針對(duì)該類(lèi)出水井的控水措施，一方面是合理控制生產(chǎn)壓差，減小束縛水的產(chǎn)出；另一方面是采取酸化或壓裂措施，增加孔隙中油相的滲透率，無(wú)論哪種措施均是抑制孔隙壁上水的流動(dòng)，增大孔隙中油的產(chǎn)出。

圖6為研究區(qū)LE井采油曲線(xiàn)圖，該井位于構(gòu)造邊部巖性油藏區(qū)，屬低孔、高束縛水飽和度儲(chǔ)層，初期穩(wěn)定產(chǎn)出地層束縛水0.47m3/d、油0.24 t/d，2012年6月12日進(jìn)行壓裂措施后水落油出，平均產(chǎn)出地層束縛水0.24m3/d、油2.88t/d。該類(lèi)型見(jiàn)水井7口井采取了壓裂、酸化措施，4口井見(jiàn)到了良好的控水效果。

3.2.3進(jìn)行堵水和嚴(yán)控壓裂規(guī)模治理層間水

對(duì)該類(lèi)型油井采取有的放矢的綜合控水措施。首先，根據(jù)出水井產(chǎn)水特征、壓裂措施、鄰井(層)情況查找層間水來(lái)源，采取縱向或平面封堵出水層、補(bǔ)射油層。對(duì)3口直井進(jìn)行了封堵出水層、補(bǔ)射油層作業(yè)，均見(jiàn)到了好的效果，1口水平井因井段長(zhǎng)封堵措施效果不理想。

針對(duì)油水互層、層間距小的儲(chǔ)層，壓裂或酸化作業(yè)時(shí)采取小規(guī)模壓裂或酸化措施，控制壓裂、酸化規(guī)模，避免溝通鄰近水層或解放鄰層束縛水。2013年6月以來(lái)措施改造的10口井均取得了較好效果。

3.2.4多措施并舉減小注入水產(chǎn)出

對(duì)構(gòu)造高部?jī)?chǔ)層裂縫發(fā)育、強(qiáng)非均質(zhì)儲(chǔ)層采用周期注水措施，分配好各小層注水量，摸索合適的注水周期，改變優(yōu)勢(shì)水驅(qū)方向，提高水驅(qū)效果。對(duì)注入水未涉及區(qū)實(shí)施加密井網(wǎng)對(duì)策，調(diào)整水驅(qū)方向，提高驅(qū)油效率。對(duì)高水淹井采取油井轉(zhuǎn)注對(duì)策，保持地層能量，改變水驅(qū)方向，擴(kuò)大注水波及面積。針對(duì)低產(chǎn)液高含水井采用封堵后補(bǔ)層對(duì)策，保持單元注水，提高地層能量。該類(lèi)型井治理難度大，各治理措施還在摸索試驗(yàn)中。

總體上，由于產(chǎn)水機(jī)理明確，措施合理，效果較明顯。2013年綜合治理部署油井措施30井次，水井18井次，綜合治理措施日增油13.79t，年累計(jì)增油5508t。2012年油藏遞減率43.6%，經(jīng)綜合治理后，2013年油藏遞減率29.4%，油藏井網(wǎng)調(diào)整后控水增油效果顯著，含水上升速度減緩明顯。

4結(jié)論

1)根據(jù)出水情況將研究區(qū)出水來(lái)源分為4種類(lèi)型：返排的工作液、層內(nèi)水、層間水和注入水，這4種類(lèi)型是油井不同時(shí)期的出水來(lái)源，并建立了出水水源識(shí)別模式。

2)根據(jù)油井出水來(lái)源，依據(jù)單井生產(chǎn)數(shù)據(jù)將油井出水類(lèi)型劃分為4類(lèi)，研究了各種類(lèi)型見(jiàn)水井出水變化特征，為出水分布規(guī)律研究和分類(lèi)控水對(duì)策提供了基礎(chǔ)依據(jù)。

3)從單井到平面上查明了油藏出水井的分布規(guī)律，據(jù)此針對(duì)不同的出水類(lèi)型井提出了有針對(duì)性的單井、多井綜合治理對(duì)策。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施應(yīng)用后，日增油13.79t，年增油5508t，油藏遞減率由2012年的43.6%降到2013年的29.4%，含水上升速度減緩明顯，控水增油效果顯著。

[參考文獻(xiàn)]

[1]單高軍, 杜志敏, 敖科. 澀北一號(hào)氣田出水動(dòng)態(tài)分析[J]. 新疆石油地質(zhì), 2010, 31(1): 75～77.

[2] 雷登生, 杜志敏, 湯勇, 等. 疏松砂巖氣藏氣井出水模擬研究[J]. 石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)), 2010, 32(3): 143～146.

[3] 陳青, 王大成, 閆長(zhǎng)輝, 等. 澀北二號(hào)疏松砂巖氣田出水規(guī)律研究[J]. 西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012, 34(5): 137～144.

[4] 周源, 胡書(shū)勇, 余果, 等. 青西油田窿6區(qū)塊產(chǎn)水規(guī)律研究[J]. 重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012, 14(3): 39～42.

[5] 田建鋒, 劉池陽(yáng), 張昕, 等. 西峰油田西41井區(qū)特低滲油藏油水分布規(guī)律[J]. 西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012, 42(5): 794～800.

[6] 陳青, 王大成, 閆長(zhǎng)輝, 等. 碳酸鹽巖縫洞型油藏產(chǎn)水機(jī)理及控水措施研究[J]. 西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2011, 33(1): 125～130.

[7] 龍旭, 李鵬, 康志宏, 等. 塔河縫洞型油藏單井含水變化類(lèi)型定量評(píng)價(jià)[J]. 西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012, 34(4): 127～133.

[8] 劉林玉, 柳益群, 李文厚, 等. 碳酸鹽巖氣藏出水特征分析[J]. 石油與天然氣地質(zhì), 2004, 25(3): 324～327.

[9] 朱華銀, 陳建軍, 李江濤, 等. 疏松砂巖氣藏出砂機(jī)理研究[J]. 天然氣地球科學(xué), 2006, 17(3): 296～298.

[10] 朱蓉, 樓章華, 牛少鳳, 等. 塔河奧陶系油藏地層水賦存狀態(tài)及控水對(duì)策[J]. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版), 2008, 42(10): 1843～1848.

[編輯]黃鸝

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1673-1409(2016)5-0062-05

[中圖分類(lèi)號(hào)]TE332

[作者簡(jiǎn)介]姚軍朋(1980-)，男，博士，工程師，現(xiàn)從事測(cè)井綜合評(píng)價(jià)、測(cè)井地質(zhì)應(yīng)用方面的研究，junpengyao@163.com。

[收稿日期]2015-06-17

[引著格式]姚軍朋，令狐松，常琳，等.LC砂礫巖油藏出水類(lèi)型及控水對(duì)策研究[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版), 2016,13(5):62～66.