高忠敏(中國(guó)石油遼河油田分公司曙光采油廠(chǎng)，遼寧 盤(pán)錦 124109)

1 概況

曙三區(qū)是曙光稀油注水開(kāi)發(fā)主要區(qū)塊之一，開(kāi)發(fā)目的層為沙河街組四段上部的杜家臺(tái)油層。該區(qū)塊1975年采用一套層系正方形、500 m井網(wǎng)、反九點(diǎn)面積注水方式投入開(kāi)發(fā)，后期經(jīng)歷了多次加密調(diào)整，至2017年井網(wǎng)逐步縮減至150～230 m。截至2019年底區(qū)塊日產(chǎn)油235 t，綜合含水80.1%，采油速度0.44%，采出程度27.9%。

2 油藏特征

2.1 儲(chǔ)層膠結(jié)疏松，出砂嚴(yán)重

該塊儲(chǔ)層發(fā)育具有近物源的特點(diǎn)，泥質(zhì)含量相對(duì)較高13.85%，粒度中值0.15，儲(chǔ)層膠結(jié)疏松，成巖作用較差。油藏出砂現(xiàn)象較為普遍，出砂嚴(yán)重井占總井?dāng)?shù)的55.8%。杜18斷塊北部、曙3805斷塊和杜21斷塊單井累積出砂量大于4 m3，長(zhǎng)期出砂導(dǎo)致套壞加劇，停產(chǎn)停注井多。

2.2 互層狀油層，層間非均質(zhì)嚴(yán)重

受構(gòu)造、沉積雙重作用，油層平面變化較大，最大39.8 m，最小6.5 m，杜家臺(tái)油層縱向上3個(gè)油層組10個(gè)砂巖組及30個(gè)小層。平均有效厚度12.7 m，屬典型的互層狀油藏。滲透率變異系數(shù)1.24，級(jí)差32.8，突進(jìn)系數(shù)3.75，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)。

2.3 受沉積相帶控制，平面水淹狀況表現(xiàn)不一

該塊杜家臺(tái)油層為扇三角洲前緣亞相沉積，主要有分流河道、河口壩、前緣薄層砂、分流間泥等微相。注采因受相帶控制，分區(qū)特征明顯，注水易沿分流河道形成優(yōu)勢(shì)通道，無(wú)效水循環(huán)加劇，水竄嚴(yán)重。

3 化學(xué)驅(qū)可行性分析

3.1 油藏地質(zhì)條件適合化學(xué)驅(qū)

曙三區(qū)整體構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，主力層段儲(chǔ)層物性好，平均孔隙度為29.7%，平均滲透率為904 mD，非均質(zhì)性強(qiáng)，不同韻律模式沉積變異系數(shù)大于0.5，中等偏強(qiáng)；主力層段油藏溫度46～55 ℃，適宜化學(xué)驅(qū)。

3.2 注采井網(wǎng)能夠滿(mǎn)足化學(xué)驅(qū)基本要求

針對(duì)出砂導(dǎo)致的注采井網(wǎng)不完善問(wèn)題，立足于早期的基礎(chǔ)井網(wǎng)，開(kāi)展?jié)摿ε挪椋瑢?duì)平面及縱向的剩余油開(kāi)展刻畫(huà)，結(jié)合下步方式轉(zhuǎn)換的實(shí)際需求，超前對(duì)整個(gè)曙三區(qū)的方案做了統(tǒng)一的規(guī)劃。2013年開(kāi)始井網(wǎng)調(diào)整，注采井距縮小到150～230 m，水驅(qū)控制程度86.5%，聚驅(qū)控制程度可達(dá)到78%。

3.3 壓力保持水平較高，具備盡快轉(zhuǎn)驅(qū)條件

曙三區(qū)除了個(gè)別次級(jí)斷塊因出砂或套壞導(dǎo)致注采井網(wǎng)不完善，北部和西部部分井區(qū)無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正有效注水外，區(qū)塊主體壓力水平高，壓力系數(shù)0.6以上。

3.4 水驅(qū)動(dòng)用程度差異大，具備化學(xué)驅(qū)潛力

各種方法測(cè)算主力層段剩余油飽和度高，42.7%～46.2%。平面上水流優(yōu)勢(shì)通道側(cè)翼及局部注采不完善區(qū)域，縱向上相對(duì)物性差層段水驅(qū)動(dòng)用程度低，物模實(shí)驗(yàn)表明聚驅(qū)較水驅(qū)可有效擴(kuò)大波及體積。

4 化學(xué)驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)

4.1 先導(dǎo)試驗(yàn)的必要性

聚合物驅(qū)作為最為成熟同時(shí)也最為簡(jiǎn)單的化學(xué)驅(qū)技術(shù)，在大慶、勝利、大港等油田開(kāi)展的較早，已有20多年的歷史，目前已在拓展至Ⅱ類(lèi)甚至Ⅲ油藏。但在試驗(yàn)的初期結(jié)合難易復(fù)雜程度，以及從探索技術(shù)的適應(yīng)性出發(fā)，多數(shù)油田還是在Ⅰ類(lèi)油藏開(kāi)展攻關(guān)試驗(yàn)，取得突破后擴(kuò)大至Ⅱ類(lèi)油藏。而對(duì)于遼河油田的曙三區(qū)而言，油藏條件和大慶長(zhǎng)垣差別較大，特別是油層較薄、膠結(jié)疏松、出砂嚴(yán)重，屬于典型的Ⅱ、Ⅲ類(lèi)油藏，起步階段大規(guī)模礦場(chǎng)實(shí)踐能否成功無(wú)法確定，因此選擇有利區(qū)塊、優(yōu)選有利層段開(kāi)展先導(dǎo)試驗(yàn)是多數(shù)油田通用的做法，一方面可有效規(guī)避重大試驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也為后期試驗(yàn)成功后進(jìn)行大面積推廣積累現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)[1]。

4.2 先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)選擇

經(jīng)過(guò)前期的基礎(chǔ)研究，在宏觀(guān)進(jìn)行潛力評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，遵循二次開(kāi)發(fā)方案的整體設(shè)計(jì)，在中部杜18井區(qū)、東部杜23井區(qū)、南部杜16井區(qū)立足二次開(kāi)發(fā)部署井網(wǎng)，采用150～230 m井距，整體規(guī)劃化學(xué)驅(qū)驅(qū)井組54注102采，覆蓋儲(chǔ)量820萬(wàn)噸。 綜合考慮油藏儲(chǔ)層條件、井網(wǎng)完善程度、注采能力、壓力保持水平等因素，選擇杜18井區(qū)6個(gè)井組，開(kāi)展聚合物驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)，覆蓋儲(chǔ)量97萬(wàn)噸。

4.3 方案設(shè)計(jì)

(1)方案配方體系：采用2 500萬(wàn)分子量聚合物，濃度1 800×10-6。設(shè)計(jì)年注入0.1 PV，累計(jì)注入量為0.6 PV，體系井底黏度大于46 mPa·s，提高采收率10.3%。(2)水質(zhì)推薦標(biāo)準(zhǔn)：含油量≤10 mg/L，機(jī)雜含量≤20 mg/L，總鐵≤2.0 mg/L。(3)方案設(shè)計(jì)注入?yún)?shù)：壓力為10～15 MPa，最高注入壓力20 MPa，注入速度0.1 PV/a，注采比1∶1(日配注410 m3，單井日配注55～85 m3。)

4.4 取得的效果

2017年8月正式轉(zhuǎn)入化學(xué)驅(qū)，至2017年10月逐步開(kāi)始見(jiàn)效，最高日產(chǎn)油升至40 t以上。階段化學(xué)驅(qū)累計(jì)注入體積0.14 PV，目前日產(chǎn)液163.9 t、日產(chǎn)油33.1 t、含水79.8%，對(duì)比空白水驅(qū)日產(chǎn)油上升17.6 t，含水下降12.4%，較常規(guī)水驅(qū)階段增油1.32萬(wàn)噸。

5 礦場(chǎng)實(shí)踐及認(rèn)識(shí)

曙三區(qū)化學(xué)驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)開(kāi)展以來(lái)，圍繞合理的注采參數(shù)確定、降低粘損對(duì)策以及配套技術(shù)保障上作了系列探索。

5.1 注采參數(shù)摸索

注入與采出的確定

(1)注入量確定參考以下公式，得出單井的注入量：

式中：A為井組控制面積(m2)；H為井組平均厚度(m)；φ為空隙度(%)；υ取值0.1 PV/a；Qi為注入井注入量。

(2)采出井采液量參考以下公式，計(jì)算單井的產(chǎn)液量：

式中：Qi為與采出井連通的注入井注入量；m為與注入井連通的采出井井?dāng)?shù)；QO為與注入井連通的采出井產(chǎn)液量。

以注入井的參數(shù)設(shè)計(jì)為例，單井在方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮歷史上注水的壓力及注入量情況、單井及井組的區(qū)域油層發(fā)育狀況，同時(shí)要考慮后期注入壓力上升帶來(lái)的注入量的下降，以此實(shí)施單井的個(gè)性化設(shè)計(jì)，最終確定先導(dǎo)井組設(shè)計(jì)注入量68 m3，注入強(qiáng)度3.85 m3/(d·m)。

盡管在方案設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)實(shí)際注入能力可能會(huì)下降等因素有所考慮，相應(yīng)參數(shù)對(duì)應(yīng)下調(diào)。但在實(shí)際注入過(guò)程中，經(jīng)過(guò)兩年多的調(diào)控依然無(wú)法達(dá)到配注量，平均注入量只有設(shè)計(jì)的63%，因此未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)如何保障采油井維持合理的產(chǎn)液強(qiáng)度是保持注采平衡的前提，也應(yīng)是注采參數(shù)調(diào)控關(guān)注的重點(diǎn)。

5.2 配套技術(shù)應(yīng)用

(1)綜合防砂技術(shù)。曙三區(qū)作為出砂嚴(yán)重區(qū)塊，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)探索，先期在防砂技術(shù)應(yīng)用上形成了初步的技術(shù)系列，其中化學(xué)防砂、礫石充填和壓裂防砂技術(shù)在曙三區(qū)直井得到普遍應(yīng)用，比較優(yōu)勢(shì)而言，壓裂防砂技術(shù)最為成熟。為提高井網(wǎng)完善程度，提高注聚后開(kāi)井率，2017年在轉(zhuǎn)驅(qū)前圍繞16口生產(chǎn)井當(dāng)時(shí)的出砂狀況，優(yōu)選9口井開(kāi)展了壓裂防砂，檢泵周期由防砂前的150 d，增至400 d以上。井組最高產(chǎn)液量達(dá)到220 m3，較防砂前增加70 m3。

(2)剖面調(diào)整技術(shù)。依據(jù)方案要求在實(shí)施空白水驅(qū)后，根據(jù)吸水剖面對(duì)注入井開(kāi)展相應(yīng)的調(diào)驅(qū)，實(shí)施了5井次，階段縱向動(dòng)用程度為68.7%，對(duì)比空白水驅(qū)階段提高23.5%。后期針對(duì)化學(xué)驅(qū)見(jiàn)效后平面上進(jìn)行分類(lèi)評(píng)價(jià)，按照增油幅度、降水幅度進(jìn)行分類(lèi)，強(qiáng)見(jiàn)效油井占總井?dāng)?shù)的37.5%；中見(jiàn)效油井占總井?dāng)?shù)的50%；弱見(jiàn)效油井占總井?dāng)?shù)的12.5%。與水驅(qū)階段對(duì)比，新增水驅(qū)見(jiàn)效方向12個(gè)，新增見(jiàn)效井6口，合適的調(diào)剖工藝在兼顧剖面改善的同時(shí)，對(duì)平面見(jiàn)效、波及體積提高也有積極的促進(jìn)作用。

5.3 降低黏損技術(shù)探索

(1)水質(zhì)對(duì)黏度的影響探索?；瘜W(xué)驅(qū)黏度對(duì)水質(zhì)的反映較為敏感，幾年的監(jiān)測(cè)資料顯示，當(dāng)水質(zhì)超標(biāo)時(shí)對(duì)應(yīng)黏度也不達(dá)標(biāo)，隨著水質(zhì)的改善，黏度也在方案設(shè)計(jì)指標(biāo)之上，水質(zhì)和黏度相關(guān)性明顯。同時(shí)黏度達(dá)標(biāo)與否直接左右化學(xué)驅(qū)效果。(2)水質(zhì)提升技術(shù)探索。試驗(yàn)中立足現(xiàn)有的地面集輸系統(tǒng)。一是安裝井口過(guò)濾裝置，二是對(duì)曙一聯(lián)內(nèi)部注水技術(shù)工藝進(jìn)行改造升級(jí)。實(shí)現(xiàn)曙一聯(lián)來(lái)水和曙四聯(lián)、污水廠(chǎng)來(lái)水“分質(zhì)分輸”。三是定期干線(xiàn)清洗，保障化學(xué)驅(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)運(yùn)行。(3)撬裝注入設(shè)備適應(yīng)性改造。相比集中建站撬裝設(shè)備更具優(yōu)勢(shì)：一是地面建設(shè)周期短，單臺(tái)設(shè)備投入??；二是黏損影響小，由于多數(shù)設(shè)備安排在注水井井場(chǎng)，消除了長(zhǎng)距離管線(xiàn)對(duì)粘損的影響。另外現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐的過(guò)程中，對(duì)攪拌罐實(shí)施工頻向變頻的技術(shù)升級(jí)，摸索不同轉(zhuǎn)速下剪切后的黏度，消除了設(shè)備因素對(duì)成膠的影響，確保攪拌罐出口黏度達(dá)標(biāo)穩(wěn)定。

6 結(jié)語(yǔ)

(1)曙光稀油老區(qū)開(kāi)展穩(wěn)產(chǎn)接替技術(shù)試驗(yàn)意義重大，聚合物驅(qū)等化學(xué)驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)適合出砂油藏；(2)化學(xué)驅(qū)開(kāi)展前的水井調(diào)剖工作必不可少，剖面的改善對(duì)消除水驅(qū)優(yōu)勢(shì)通道，防止注聚反生水竄意義重大，同時(shí)可以啟動(dòng)新層或動(dòng)用原有的未動(dòng)用、差動(dòng)用層，有效改善或提高縱向動(dòng)用程度；(3)疏松砂巖油藏開(kāi)展化學(xué)驅(qū)，保持井網(wǎng)的完整性尤為重，成熟的防砂技術(shù)是支撐注采井網(wǎng)保持較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)完整性的前提；(4)水質(zhì)對(duì)黏度的影響具有一定的相關(guān)性，不同水質(zhì)條件下的成膠影響因素研究應(yīng)貫穿整個(gè)化學(xué)驅(qū)的全過(guò)程；(5)整體規(guī)劃、試驗(yàn)先行，堅(jiān)持合理的開(kāi)發(fā)秩序是保證重大試驗(yàn)穩(wěn)步推進(jìn)的關(guān)鍵，先導(dǎo)井組取得初步成功，積累了一定的礦場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，奠定了曙光稀油下步擴(kuò)大化學(xué)驅(qū)實(shí)施規(guī)模的信心，必將為遼河油田的稀油上產(chǎn)提供有力的技術(shù)支撐。