仿壓裂注水的可行性分析
2019-10-19 12:46:36黃曉蕓
石油研究 2019年11期
黃曉蕓
摘要：碳酸鹽巖縫洞型油藏高壓注水受限于井口承壓和注水設(shè)備的壓力上限。注水壓力一般不超過25MPa，而且注水開發(fā)效果逐漸變差和失效。那么在提升井口承壓的前提下，提高注水壓力和注水排量，像壓裂一樣壓開地層，擴(kuò)大注水波及范圍或溝通新的儲(chǔ)集體是否可行？通過計(jì)算，仿壓裂注水理論上是可行的?，F(xiàn)場應(yīng)用也得到了驗(yàn)證。
關(guān)鍵詞：碳酸鹽巖縫洞型油藏;仿壓裂注水;可行
注水采油作為碳酸鹽巖油藏開發(fā)的一種重要手段，前期取得了良好的開發(fā)效果。隨著油田的逐步開發(fā)，高壓注水井逐漸增多，受限于機(jī)抽井口承壓和注水機(jī)組泵壓力限制，無法再提高注水壓力和注水總量，注水?dāng)U大波及有限。參考水力壓裂，提出了仿壓裂注水概念，通過計(jì)算和現(xiàn)場應(yīng)用驗(yàn)證其可行性。
1、管柱磨阻計(jì)算
仿壓裂注水因注的是油田水，因此管柱磨阻即為清水在管柱內(nèi)的磨阻，而清水在管柱內(nèi)的磨阻計(jì)算公式為[1]：
△P=7.779×10-6×D-4.75×Q1.75×L
式中：△P：清水摩阻，MPa;D：管柱內(nèi)徑，m;Q：施工排量，m3/s;L：管柱長度，m。
對(duì)A井，其31/2″油管深度為3539.26m。管柱內(nèi)徑76mm。注水施工排量為60m3/h，則計(jì)算清水管柱磨阻為：
△P=7.779×10-6×0.076-4.75×601.75×3536.26=4.4MPa
從計(jì)算結(jié)果可看出，在60m3/h的排量下，清水管柱磨阻是非常小的。
2、井底壓力的計(jì)算
井底壓力壓力確定公式為[2]：
Pwf=Pw+△Pn-△Pfo
式中：Pwf：井底壓力，MPa;Pw：井口壓力，MPa;△Pn：井筒內(nèi)液注靜水壓力，MPa;△Pfo：管柱延程磨阻（清水磨阻），MPa。
A井注水施工壓力42MPa，井底深度5915m。則計(jì)算井底壓力為：
Pwf=42MPa+5915m×9.8N/kg×1.14g/cm3÷1000-4.4MPa=103.7MPa
3、現(xiàn)場應(yīng)用
通過查找資料A井區(qū)域內(nèi)地層延伸壓力梯度為0.0165MPa/m，閉合壓力梯度為0.015MPa/m。則裂縫延伸井底壓力：P1=5915×0.0165=97.6MPa，裂縫閉合井底壓力：P2=5915×0.015=88.73MPa。從計(jì)算結(jié)果可以看出：仿壓裂注水時(shí)井底壓力Pwf大于裂縫延伸井底壓力P1。因此理論上通過注水壓開地層是可行的。
針對(duì)A井實(shí)施仿壓裂注水，注水指示曲線如圖1。參考酸壓曲線，分析在注水1815方后壓力走緩，處于近井縫網(wǎng)液體壓縮和裂縫延伸階段。注水11895方后，在排量與前期一致的情況下，注水壓力下降，分析是溝通了新的儲(chǔ)集體。
仿壓裂注水后，A井能量狀態(tài)發(fā)生明顯改變（圖2）。從前期的供液不足，變成自噴生產(chǎn)。日產(chǎn)油能力由0.8噸提升到10.4噸。現(xiàn)場應(yīng)用的效果，進(jìn)一步驗(yàn)證了仿壓裂注水的可行性。
4、結(jié)論
注水過程中，由于注水排量相較于酸壓排量低，因此管柱磨阻較小，施工中一般忽略不計(jì)。通過提高井口注水壓力，使井底壓力大于裂縫延伸壓力，是可以達(dá)到造縫溝通儲(chǔ)集體的目的。因此仿壓裂注水可以作為常規(guī)注水變差和失效后的一種治理手段。
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