雙重介質(zhì)油藏提高水驅(qū)波及體積探索與研究

喬志學(xué) 潘成旭 王薇 宮艷紅（大港油田分公司第三采油廠）

大港南部油田官三沙一斷塊以生物灰?guī)r為主，裂縫與孔洞交織，為典型的雙重介質(zhì)油藏。雙重介質(zhì)油藏由基質(zhì)巖塊和裂縫兩種孔隙介質(zhì)組成，分布均勻穩(wěn)定。由于兩種孔隙介質(zhì)不同的儲(chǔ)油性[1-2]，油井生產(chǎn)時(shí)壓力波的擴(kuò)散和地下流體的滲流規(guī)律與均質(zhì)油藏完全不同，存在兩個(gè)滲流場(chǎng)，因壓力分布不同，所以在基質(zhì)和裂縫介質(zhì)之間產(chǎn)生流體交換，進(jìn)而產(chǎn)生竄流。注水開(kāi)發(fā)時(shí)容易水竄，不注水地層無(wú)能量補(bǔ)充，枯竭式開(kāi)發(fā)，油井低能低產(chǎn)，開(kāi)發(fā)進(jìn)入兩難境地[3-4]。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

大港南部油田官三沙一斷塊為雙重介質(zhì)油藏，隨著開(kāi)發(fā)的深入，依靠天然能量生產(chǎn)，油井快速遞減，自然遞減率大。嘗試注水開(kāi)發(fā)，初期斷塊的快速遞減得到控制，但由于雙重介質(zhì)的特性，注水水竄嚴(yán)重。

1.2 采收率計(jì)算

彈性驅(qū)動(dòng)油藏采收率計(jì)算[5-6]公式為

式中：ER為彈性驅(qū)動(dòng)油藏采收率；Co為地層原油壓縮系數(shù)；Cw為地層水壓縮系數(shù)；Cf為巖石壓縮系數(shù)；φ為孔隙度，%；swi為原始含水飽和度，%；pi為原始含油層壓力，MPa；pb為地層飽和壓力，MPa。

由公式（1）計(jì)算可得，彈性驅(qū)動(dòng)油藏采收率為0.34%。

溶解氣驅(qū)油藏采收率計(jì)算[7]公式為

式中：ER為溶解氣驅(qū)油藏采收率；Bob為地層飽和壓力下原油體積系數(shù)；k為滲透率，10-3μm2；μob為地層飽和壓力下原油黏度，mPa·s；pa為油層壓力，MPa。

由公式（2）計(jì)算可得，溶解氣驅(qū)油藏采收率為18.4%。

從彈性驅(qū)動(dòng)油藏、溶解氣驅(qū)油藏的采收率計(jì)算結(jié)果可以看出，利用天然能量開(kāi)采，采收率僅為18.74%，所以必須進(jìn)行注水開(kāi)發(fā)。

2 開(kāi)發(fā)對(duì)策

經(jīng)過(guò)研究，由于水驅(qū)采出程度等于水驅(qū)波及系數(shù)與微觀驅(qū)油效率的乘積，所以從提高水驅(qū)波及體積入手，得到有效的開(kāi)發(fā)對(duì)策。經(jīng)過(guò)不斷探索研究與完善，最終形成了“轉(zhuǎn)注+周期注水+調(diào)堵+酸化”的配套模式，為雙重介質(zhì)油藏的注水開(kāi)發(fā)提供了有力的技術(shù)支持。

2.1 優(yōu)化井網(wǎng)布局

雙重介質(zhì)中，由于裂縫系統(tǒng)存在，微裂縫成為主要滲流通道也是水竄的主要原因，應(yīng)用油藏?cái)?shù)值模擬研究，通過(guò)改變注水方向，水驅(qū)波及體積明顯上升，注水示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 注水示意圖

官三斷塊裂縫方向研究，大致為北東—南西向。巖心裂縫呈高角度，碎屑物質(zhì)由北東向南傾泄，油層注入水具有一定的方向性，注水及裂縫方向如圖2所示。

基于官三沙一斷塊發(fā)育的北東向裂縫，選取合適井位實(shí)施轉(zhuǎn)注，轉(zhuǎn)注優(yōu)化井網(wǎng)抑制裂縫示意圖見(jiàn)圖3。適當(dāng)抑制裂縫，發(fā)揮基質(zhì)系統(tǒng)潛力，提高水驅(qū)波及系數(shù)，但基質(zhì)巖塊的動(dòng)用程度依然很低。

圖2 注水及裂縫方向

2.2 周期注水

圖3 轉(zhuǎn)注優(yōu)化井網(wǎng)抑制裂縫示意圖

引入周期注水。由圖4可知，利用壓力擾動(dòng)下的彈性效應(yīng)，在高、低滲透區(qū)之間產(chǎn)生交互滲流量，促進(jìn)毛管滲吸作用，并增大其滲吸深度，從而達(dá)到提高注水波及體積的目的。

圖4 雙重介質(zhì)油藏周期注水機(jī)理

周期注水計(jì)算[8-9]公式為

式中：L為井距，m；t為注水時(shí)間，d；μo為原油黏度，mPa·s；Ct為地層總的壓力系數(shù)；so為原油飽和度，%；sf為巖石飽和度，%；x為注水半周期，d。

由周期注水計(jì)算公式求得，官三沙一斷塊理論的注水半周期為5.3天。

2.3 封堵裂縫

雖然周期注水具有一定作用，但裂縫系統(tǒng)的存在依然會(huì)大大降低巖塊基質(zhì)系統(tǒng)的采出程度[10]，因此必須對(duì)裂縫進(jìn)行封堵。通過(guò)數(shù)值模擬研究可以證實(shí)，雙重介質(zhì)油藏調(diào)堵注水具有可行性，裂縫封堵機(jī)理示意圖見(jiàn)圖5。

將官三沙一斷塊注水井組分為兩類，實(shí)施調(diào)堵措施的井組和未實(shí)施調(diào)堵措施的井組見(jiàn)表1。

通過(guò)對(duì)比分析可以證明，采取調(diào)堵措施的井組，其平均注水壓力高于6.7 MPa，平均日產(chǎn)油量高于2.3 t，平均地層含水率低于13.6%，平均累計(jì)產(chǎn)油量高于0.788 8×104t。

圖5 裂縫封堵機(jī)理示意圖

2.4 油井酸化

研究酸化與酸化次數(shù)、含水率等相關(guān)參數(shù)的關(guān)系，酸化相關(guān)參數(shù)關(guān)系見(jiàn)圖6。

表1 官三沙一斷塊調(diào)堵與不調(diào)堵情況對(duì)比

圖6 酸化相關(guān)參數(shù)關(guān)系

圖7 官三區(qū)塊綜合開(kāi)發(fā)曲線

通過(guò)相關(guān)參數(shù)關(guān)系的研究得出，酸化效果與剩余可采儲(chǔ)量、酸化次數(shù)、地層能量、日產(chǎn)液量、含水率五個(gè)因素關(guān)系密切，可作為指導(dǎo)酸化措施的選井模型。

3 使用效果

1）基于“轉(zhuǎn)注+周期注水+調(diào)堵+酸化”模式在官三沙一斷塊試驗(yàn)，斷塊日產(chǎn)油量由37.4 t 上升至63.68 t，含水率由94.57%下降至90.31%，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)量翻番，純?cè)鲇?2 034.5 t。按照大港油田原油價(jià)格3 060 元/t 計(jì)算，扣除措施費(fèi)1 046.78 元，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)效2 048.32萬(wàn)元。官三區(qū)塊綜合開(kāi)發(fā)曲線見(jiàn)圖7。

2）借鑒官三沙一斷塊“轉(zhuǎn)注+周期注水+調(diào)剖+酸化”治理模式成功的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)棗35 斷塊雙重孔隙介質(zhì)特點(diǎn)，在“調(diào)剖+周期注水”的同時(shí)對(duì)油井實(shí)施酸化，實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊的穩(wěn)升。

3）研究與實(shí)踐不僅對(duì)油田注水開(kāi)發(fā)提供了有力的技術(shù)保障，而且為雙重介質(zhì)油藏中低產(chǎn)能井開(kāi)采提供了新的工作方式。

4 結(jié)束語(yǔ)

在雙重介質(zhì)油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中，通過(guò)探索逐步形成了以能量補(bǔ)充為基礎(chǔ)，以水井調(diào)堵做保證，以油層改造為手段，以周期注水做補(bǔ)充的綜合治理模式。這種開(kāi)發(fā)模式對(duì)提高雙重介質(zhì)油藏開(kāi)發(fā)水平具有明顯作用，對(duì)同類油藏開(kāi)發(fā)具有一定的借鑒與指導(dǎo)作用。