某油田強(qiáng)底水油層穩(wěn)油控水措施

郝海彥

【摘 要】石油作為當(dāng)前社會生產(chǎn)的重要資源，在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到重要作用。但是由于石油是不可再生能源，而市場需求又不斷增多，為了能夠盡可能的滿足石油需求，就必須要對深層石油進(jìn)行有效開發(fā)利用，避免開發(fā)中的石油浪費。而在石油開采過程中，常常會遇到水油層開采難題，此時采取穩(wěn)油控水的開采方法是一種較為經(jīng)濟(jì)有效的手段。本文首先分析穩(wěn)油控水措施的應(yīng)用背景，并以某油田強(qiáng)底水油層的開采為例，來詳細(xì)分析穩(wěn)油控水的實際應(yīng)用方法和應(yīng)用效果，以供參考。

【關(guān)鍵詞】油田；水油層；穩(wěn)油控水；開采措施

目前石油資源危機(jī)是一個世界性問題，為了解決這一問題，世界各國都在積極的研發(fā)新的石油開采技術(shù)方法，提高石油開采效率，以最大程度的利用現(xiàn)有的石油資源。在石油開采過程中，水平井鉆井的開采由于常常遇到水油層的問題而難度較大，必須要采取一定的控水措施，才能提高開采效率和石油開采量。在以往的控水措施中，多采用物理堵水、化學(xué)堵水、加密井網(wǎng)或關(guān)井壓錐等方式來達(dá)到控水目的，但是 其控水效果并不是十分理想。近些年，有些油田開始將注水注氣與排水采油等方式應(yīng)用在水平井鉆井水油層的石油開采中，取得了良好的控水效果。本文以某油田為例，來談?wù)勥@些穩(wěn)油控水的可行性。

1 穩(wěn)油控水措施的應(yīng)用背景

一般來講，當(dāng)油田開采到一定程度后，就會面臨油井底水油層開采的問題。此時若繼續(xù)采用直井的方式進(jìn)行強(qiáng)底水油層開采，則將會使得油層中的水含量快速增大，原油開采量大大降低。為此在遇到這種情況時，通常都會利用水平井來代替直井進(jìn)行原油開采。這是因為水平井鉆井不會產(chǎn)生太大的壓差，而采油指數(shù)也更高，并且其可以實現(xiàn)較長時間的無水采油。比較適合在強(qiáng)底水油層中使用。值得一提的是，水平井雖然在開采強(qiáng)底水油層時有較大的應(yīng)用優(yōu)勢，但是受物理參數(shù)、井眼軌跡等外界因素的影響，很容易出現(xiàn)井筒各段生產(chǎn)壓差不同的現(xiàn)象。這樣就會使底水形成一定的水錐或水脊，影響水油層的實際開采效果。因為當(dāng)水平井開采到這一環(huán)節(jié)時，水錐界面是無法驅(qū)掃上部原油的，這是因為其最高的位置也僅僅只能與井眼位置相平，而無法進(jìn)入到井眼內(nèi)將油層頂部的原油開采出來。這樣一來，井眼上部的油層就變成了無法利用的“死油”，從而降低原油開采量，造成一定的原油資源浪費。

在此情況下，要想將井眼上半部分的原油開采出來，就必須要進(jìn)行控水。如向井眼中注氣或注水就可以把這些原油擠壓出來，從而達(dá)到高效開采的目的。當(dāng)然，也可以采用排水采油的方法來實現(xiàn)控水目的。排水采油是指同時進(jìn)行采水和采油兩種作業(yè)，以此來有效的避免水脊或水錐的形成，實現(xiàn)穩(wěn)油控水的目的。

2 某油田強(qiáng)底水油層穩(wěn)油控水措施的實際應(yīng)用分析

2.1 工程概況

某油田的某區(qū)塊油層位于三疊系下油組，油層埋深4600 m左右，為底水、低幅斷背斜、中-高孔、中-高滲砂巖油層，且底部物性要好于上部。儲層厚度在150m左右，砂體在平面上呈寬帶狀，橫向連續(xù)性好；儲層巖石類型為碎屑巖。目前該油層已處于開發(fā)后期階段，由于油層較薄，底水強(qiáng)度大，開機(jī)短期生產(chǎn)即見水，含水率上升快，遞減速度快。

2.2 數(shù)值模型的建立

根據(jù)油層的地質(zhì)特征、流體特征，開發(fā)過程中溫度、壓力、相態(tài)的變化，確定某研究區(qū)塊為一個獨立的正常溫壓系統(tǒng)，在油層開發(fā)過程中地層流體主要以油水兩相型式存在。油層開發(fā)過程符合黑油模型，因此采用Eclipse數(shù)值模擬軟件中的三維黑油模型進(jìn)行模擬。由于油層底水厚度大，范圍廣，故采取解析水體對水體進(jìn)行模擬，且介質(zhì)類型采用孔隙型單一介質(zhì)模型。

該區(qū)孔隙度主要分布在18%-25.5%之間，平均22.06%；滲透率主要集中在18×10-3-5245×10-3um2區(qū)間，平均899×10-3um2。在此基礎(chǔ)上，建立本區(qū)下油組屬中孔、高滲儲層的區(qū)塊油層模型。為了能夠達(dá)到最佳的穩(wěn)油控水效果，我們決定分別對其采取注水注氣和排水采油兩種措施，并分析對比其各自的應(yīng)用效果。

2.3 注水注氣采油的應(yīng)用效果分析

2.3.1 注水

在該區(qū)塊中選擇產(chǎn)量較差的3口井作為轉(zhuǎn)注井進(jìn)行注水，注水量的大小對水驅(qū)油程度有很大影響，本次模擬了日注水量分別為200， 500，1000和2000m3四種注水方案對水驅(qū)的影響。

對該區(qū)塊的井采取尾管排水采油的方式，設(shè)定不同方案預(yù)測其生產(chǎn)狀況，本次方案設(shè)定排液井日排液量分別為50，100，200和400m3。在對各方案生產(chǎn)10年后的累產(chǎn)油量和含水率變化情況進(jìn)行分析后得知，隨著排液量的增加，累產(chǎn)油量降低，而區(qū)塊的含水率增加。說明注水后油層整體生產(chǎn)效果變差。主要原因是實際油層厚度太薄，另外是由油層的非均質(zhì)性、隔層等因素所致。由此我們認(rèn)為，在本油田的強(qiáng)底水油層開采中，注水的穩(wěn)油控水措施并不適合采用。

2.3.2 注氣

在區(qū)塊中注入10000m3/d烴類氣體，在對生產(chǎn)10年后區(qū)塊的累積產(chǎn)油量和含水率進(jìn)行分析后得知，采用注氣開發(fā)對區(qū)塊的生產(chǎn)效果基本沒有影響，在生產(chǎn)初期甚至出現(xiàn)產(chǎn)量略小于衰竭式開發(fā)，產(chǎn)水率略大于衰竭式開發(fā)的現(xiàn)象。這就說明在本油田的強(qiáng)底水油層開采中也不適合采用注水的穩(wěn)油控水措施。

2.4 排水采油的應(yīng)用效果分析

2.4.1 機(jī)理

排水采油也是一種較為可行的穩(wěn)油控水措施，其主要是利用同時采水和采油的方式來分別對水層與油層作業(yè)來實現(xiàn)降低水壓差，避免水錐形成，從而為原油開采提供良好環(huán)境。目前國外經(jīng)常采用排水采油方法進(jìn)行強(qiáng)底水油層開采。其做法主要是對原有的井眼繼續(xù)向下鉆井，使水平井增加一定的尾管或分支，并利用這些尾管和分支進(jìn)行水層采水，而上部井眼則繼續(xù)進(jìn)行油層采油，以此來達(dá)到高效開采的目的。

在水平井的底水開采中，可以采用兩種不同的方式進(jìn)行排水采油。第一種是尾管水沉技術(shù)方法，即直導(dǎo)眼延伸至水層，形成直井尾管，結(jié)合上部油層的水平井。第二種是雙分支水沉技術(shù)方法，即直導(dǎo)眼延伸至水層，并重鉆與油層水平井平行的分支水平井，上部水平井在頂部油層，底部水平井在油水界面下。

位于水層的水平井或直井尾管產(chǎn)出地層水，其本質(zhì)是在水平井的根部產(chǎn)生壓力降落。底部水平段的單獨生產(chǎn)在油層水平井根部引起了油層水平井筒周圍壓力的重新分布，并因此減少了水平井根部的水侵量與水平井趾端周圍死油區(qū)。

2.4.2 區(qū)塊預(yù)測

對該區(qū)塊的井采取尾管排水采油的方式，預(yù)測日排液量分別為50，100，200和400m3時的產(chǎn)油量。排液量在200m3以下時，隨著排液量的增加，累產(chǎn)油量有所上升；超出200m3后，累產(chǎn)油量下降，但是仍比衰竭開發(fā)方式要高。日排液量在200m3時累產(chǎn)油量增加最明顯，且隨著排液量的增加，初期的含水率降低越發(fā)明顯；但也可看到，排液量越大，到后期含水率的上升越明顯。例如日排液量在400m3時，在5年后含水率開始超過衰竭開發(fā)的含水率；日排液量在200m3時對含水率的抑制最為明顯。

2.5 應(yīng)用分析

由上述分析可知，在該數(shù)值模擬實驗的基礎(chǔ)上，分析出該油田的油藏層很薄，儲層的非均質(zhì)也很強(qiáng)，采用注氣注水的方式并不能達(dá)到很好的穩(wěn)油控水效果。而采用尾管排水采油的方式則能夠很好的實現(xiàn)穩(wěn)油控水效果，可以極大的提高開采生產(chǎn)率，降低強(qiáng)底水油層的含水率。并通過分析可以得知，采用日排液量為200m3的參數(shù)為最佳。

3 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)油田在開采期間遇到強(qiáng)底水油層的現(xiàn)象時，必須要采取一定的穩(wěn)油控水措施。而注水注氣的方式和排水采油的方式均是較為可行的措施方法，但是這并不代表任何情況下這兩種措施都可行，而是應(yīng)該在實際的應(yīng)用中結(jié)合實際情況合理的判斷，并選擇最合適的措施方法，以達(dá)到最佳的穩(wěn)油控水效果。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]