塔河多井縫洞單元注水模式及注采參數(shù)優(yōu)化

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理主要有以下3個方面：一是補充地層能量作用，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]。而周期注水機理初步認為主要是通過周期性改變注水量和注停時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，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)機理，通過現(xiàn)場實踐及室內(nèi)數(shù)值模擬研究，進一步優(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)場注水實踐，加強了對風化殼巖溶、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)，累計注水34.9萬m3，累計增油15.06萬t，注水效果較好。

圖3 風化殼縫溶型儲集體

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，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，實施周期注水22個周期，含水56%，平均日產(chǎn)油52 td，累計注水增油達1.3萬t，實現(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)場實踐認為，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，累計注水29.35萬m3，累計增油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，在生產(chǎn)井上采取溫和注水，風化殼巖溶發(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，注入水竄進相對較慢，可適當加大注水量，彌補虧空，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，需適當加大注采比提高水驅(qū)效率。風化殼巖溶、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險增大，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，進一步完善了單元注采關(guān)系。通過現(xiàn)場應(yīng)用，達成以下幾點認識：

(1)在選擇注采井的儲集體類型時，要實行縫注洞采、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)在目前認識的風化殼巖溶、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，實現(xiàn)階段性的效果，最終達到注水驅(qū)替效率和注水提高采收率的最大化。

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