石油地質(zhì)工程中改善高含水期油田注水開發(fā)的措施

趙艷

延長油田股份有限公司吳起采油廠 陜西 延安 716000

中國石油資源整體豐富但分布不均衡，在一些資源豐富的地區(qū)，因為過度開采或者是長期開采等負(fù)面原因，導(dǎo)致了現(xiàn)在越來越多的油田呈現(xiàn)出了較高含水量的情況，在開采的過程當(dāng)中也會受到很大的影響。因此需要不斷的采取優(yōu)化措施，提升石油地質(zhì)的理想施工程度，不斷的優(yōu)化資源開發(fā)水平，提高資源開發(fā)的經(jīng)濟效益，也為后續(xù)社會的發(fā)展和進步奠定堅固的基礎(chǔ)。

1 油田概念簡析

1.1 含水期

含水期是油田的一種較為特殊的狀態(tài)，結(jié)合含水采油時期的實際情況，油田可以分為四個階段具體分析。第一個階段就是無水采油階段，這個階段的油田通常含水量較小，普遍低于2%，在整體開發(fā)的過程當(dāng)中有著較好的開發(fā)優(yōu)勢和開發(fā)水平。第二個階段是低含水的狀態(tài)，在這個階段的油田通常含水量在2%～20%左右，并且部分的油田含水量接近了20%，此時油田的生產(chǎn)效率就會受到一定的影響。但是總體上并不影響油田的開采，有著較好的開采效益。第三個階段是油田的中含水狀態(tài)，處于這個階段時，油田的含水情況普遍大于20%，小于60%。在此期間進行開采會給油田的開發(fā)造成一定的不利影響，在開采過程當(dāng)中需要注意諸多問題，同時也要制定相關(guān)應(yīng)對政策。第四個階段指的就是高含水的狀態(tài)，此時的油田的含水量非常高，已經(jīng)接近90%甚至高出90%。在這樣的情況下進行油田的采油，就需要進行針對性的分析及討論。如果不對剩余的油田進行開采的話，整片油田的開采效益將會受到極大的降低。在實際開采的過程當(dāng)中，技術(shù)人員又會對油田的含水量進行進一步的探索，研究投入的人力物力是否和油田的經(jīng)濟效益達到持平。由于某些操作細節(jié)不成熟，容易在滲透層間形成壓差，造成儲層間壓差。存在改善地層非均質(zhì)性，造成油田直接進入含水階段的缺陷。因此，應(yīng)重視油田含水階段，以保證油田含水階段的分析。

1.2 儲層沉積相

不同地區(qū)的油田有不同的特點。在實際油田開采的過程中，技術(shù)人員會對油田的特點以及階段進行分析討論，通過技術(shù)檢查的方式選擇符合實際情況的技術(shù)方案，以提升開采效率。我國的油田分布面積廣，差異大，且開采效率相對比較低。部分的油田處于地形復(fù)雜的地區(qū)，整體油田的開發(fā)難度就比較大。在這樣的情況之下，油田想要得到好的采收效率，就需要對油田進行具體分析，采用符合實際情況的方式進行處理。在對含水期的油田進行調(diào)查的時候，首先要對油田內(nèi)部的儲存情況以及沉積情況進行明確，并對區(qū)域內(nèi)部的整體特征進行了解，以此來制定出更具有針對性的開發(fā)和治理的措施和方案。只有這樣才能夠讓油田在開發(fā)的過程當(dāng)中，其實際資源開發(fā)利用的效果達到理想的標(biāo)準(zhǔn)，也能夠更好地反映出油田此時處在什么樣的時期，會為后續(xù)的油田開采工作提供更為重要的參考。在處于不同的沉積相條件之下，油田的技術(shù)人員可以依據(jù)水流的情況來對能量的等級進行分析。

1.3 油田微型構(gòu)造狀態(tài)

本區(qū)地層由老到新，其構(gòu)造特點具有很好繼承性，均表現(xiàn)為“東高、西低”的寬緩斜坡狀構(gòu)造特征。構(gòu)造走向為北東-南西向，與區(qū)域整體構(gòu)造格局基本一致。截止2022年底，根據(jù)油層生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，其中含水小于20%的井有15口，占開井?dāng)?shù)的23%，含水在20%～60%之間的井有38口，占開井?dāng)?shù)的59%，含水在60%～90%之間的井有10口，占開井?dāng)?shù)的15%，含水大于90%的生產(chǎn)井有2口，占開井?dāng)?shù)的3%[1]。

2 油田高含水期開發(fā)面臨的主要問題研究

2.1 水源消耗量增加

白河油區(qū)周關(guān)區(qū)水驅(qū)控制面積37.04km2，水驅(qū)控制儲量946.99×104t，主要注水層位長8。共涉及注水站10座，日注水能力1800m3。在多含水期油田開發(fā)過程中，經(jīng)常會遇到各種不利問題。例如，用水量的顯著增加是重要的影響因素之一。在整個開發(fā)的過程當(dāng)中，假如油田已經(jīng)處在了高含水階段的話，那么油田內(nèi)部的含水量就會出現(xiàn)十分明顯的特征和轉(zhuǎn)變，影響到后續(xù)的產(chǎn)油和注水問題，也會導(dǎo)致在開發(fā)的過程當(dāng)中出現(xiàn)更多的資源消耗，嚴(yán)重的削弱了油田開采的實際經(jīng)濟效益。這樣的情況在后續(xù)開發(fā)的過程中，還會持續(xù)的影響著油田的開發(fā)，如果這樣的情況持續(xù)存在，技術(shù)人員就需要不斷增加資源的使用，到后續(xù)甚至?xí)捎酶噍o助的設(shè)備來控制油田的含水量，導(dǎo)致油田的開發(fā)效益降低，最終不斷的增加開采的成本[2]。

2.2 設(shè)備故障率增加

截止2022年底，白河油區(qū)共有注水井136口，開井92口，水井利用率67.65%。月注水量21074.95m3，日注水量679.84m3，平均單井日注水量7.39m3，年注水量24.52×104m3，累積注水量122.84×104m3，當(dāng)前注采比1.49，累積注采比0.87。在油田開采的過程當(dāng)中，當(dāng)油田處在了高含水的后期時，技術(shù)人員在開采中就需要使用高壓注水的方式來進行開采，選擇將油田內(nèi)部的資源開發(fā)維持在一個基礎(chǔ)的水平之上，而這些注水措施通常都是一些強制性的措施，在運行的過程當(dāng)中，整個工程都有著較大的運作難度。與此同時，高壓注水的方式以及作業(yè)流程都比較復(fù)雜，屬于井下作業(yè)。

2.3 成本增加

白河油區(qū)周關(guān)區(qū)開發(fā)動用面積47.00km2，開發(fā)動用儲量1266.99×104t，主要開發(fā)油層：長8、長4+5長6。截止2022年底，共有采油井479口，開井193口，油井利用率40.29%，月產(chǎn)液13125.15m3，月產(chǎn)油5791.46t，日產(chǎn)液423.39m3，日產(chǎn)油186.82t，平均單井日產(chǎn)油0.97t，綜合含水48.09%，年產(chǎn)油6.25×104t，累計采液量131.44×104m3，累計采油量51.59×104t，采油速度0.49%。采出程度4.07%。當(dāng)功能機發(fā)展到更高的階段時，在實際發(fā)展和開采的過程中，就會存在著許多意外因素。如果此類因素出現(xiàn)，設(shè)備很有可能會出現(xiàn)問題，嚴(yán)重的還會出現(xiàn)安全事故，這也會影響到工程團隊的安全以及開采的效率，降低了資源的可持續(xù)性，導(dǎo)致成本上升[3]。

3 改善石油地質(zhì)工程高含水期油田開發(fā)注水效果的策略研究

吳起油田白河油區(qū)周關(guān)區(qū)位于陜西省吳起縣吳倉堡鎮(zhèn)西部，研究區(qū)面積68km2，主要開發(fā)層位長8、長4+5長6，油水井總數(shù)683口。該區(qū)屬于長8、長4+5長6油層疊合區(qū)，主力開采長8油層，采油速度低，采油速度為0.20%，采出程度為2.98%；關(guān)停井多，占比56.6%，低產(chǎn)井多，0.5m3以下的257口，占比達到82.6%。2020年底資源劃分后，新認(rèn)識長4+5長6油層，在邊界外井區(qū)封長8換長4+5長6油層，2021年新井投產(chǎn)4口，平均日產(chǎn)油2.56t，綜合含水15%，累計產(chǎn)油4950.54t；措施換采長4+5長6油層34口，增油量1.12×104t。長4+5、長6油藏未動用儲量大，開發(fā)潛力大，需對該區(qū)域進行長4+5、長6精細地質(zhì)研究，優(yōu)選有利區(qū)進行開發(fā)部署及老井調(diào)采調(diào)注，提高油田最終采收率。

該區(qū)域投產(chǎn)初期含水率高達到66.3%，表現(xiàn)為油藏含水飽和度高，從含水變化分析，整體以中高含水為主，2015—2019年含水從55%上升至65.9%，年均含水上升速度2.2%，對應(yīng)的采出程度0.99%，年均含水上升率為2.22%；該區(qū)具有初期投產(chǎn)含水率高，注水后含水上升快的特點，迫切需要解決高含水問題及策略研究工作。

3.1 注重應(yīng)用科學(xué)、專業(yè)的改進開發(fā)方案

據(jù)國內(nèi)外成功經(jīng)驗分析，為了不斷的提高含水階段石油地質(zhì)工程的探討效率，提升油田開發(fā)的效果，就需要結(jié)合著注水技術(shù)不斷的優(yōu)化和改進開采方案，最大限度的提升開采效果[4]。為了更好地避免在開展過程當(dāng)中出現(xiàn)的各種問題，就要要了解油田的含水率和實際的低滲透壓之間存在的關(guān)聯(lián)。在開采的過程當(dāng)中，需要不斷的提升油田內(nèi)部整體的油脂轉(zhuǎn)化效率，通過灌溉和加壓的方式進行處理，讓資源內(nèi)部的開發(fā)水平能夠達到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。但在整個過程當(dāng)中，如果長期使用這樣的方式來進行灌溉開采，部分油田就有可能出現(xiàn)不但含水率較高，而且滲壓也會變低的情況。為了更好的預(yù)防這種情況的出現(xiàn)和發(fā)生、持續(xù)的提升油田在含水期的開發(fā)效果，就需要從措施內(nèi)部的科學(xué)性和專業(yè)性兩個角度出發(fā)，積極探討合理的應(yīng)用措施。了解油田的含水率上升在于水源和油品內(nèi)部的分布不夠平衡的情況。因此在實際開發(fā)過程當(dāng)中，需要檢查油田的實際分布狀況，使用更加先進的應(yīng)用技術(shù)來發(fā)現(xiàn)油田內(nèi)部出現(xiàn)的各種問題，及時的找到有效的措施進行解決。想對油田內(nèi)部的儲油層情況進行進一步的了解，就要明確油層的分布情況，應(yīng)用技術(shù)進行探討，分析油田邊界的侵蝕情況，更好的了解注水活動。

3.2 優(yōu)化注水開發(fā)應(yīng)用措施

我國油層的儲層通常都是由砂巖等相應(yīng)的物質(zhì)構(gòu)成的，有著較為明顯的非均質(zhì)性的特征。同時我國儲油層多個油層內(nèi)部還有更多的物質(zhì)構(gòu)成，并且油層之間存在著顯著的差異。為了不斷的提升油層的采油率，需要采用更加科學(xué)合理的采油辦法，讓整體的油層開采質(zhì)量能夠達到符合實際情況的理想標(biāo)準(zhǔn)[5]?，F(xiàn)如今高含水量油田開發(fā)的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的使用，技術(shù)人員在部署的過程當(dāng)中都會經(jīng)過實際的勘測和現(xiàn)場的研究，積極的明確高效水區(qū)開發(fā)的應(yīng)用途徑和使用方式。在油田不穩(wěn)定的狀態(tài)之下，技術(shù)團隊通常會對待開采的油田進行高壓注水的處理，并且通過高壓和降壓結(jié)合的方式，讓油田能夠依照著推算的固定規(guī)律進行發(fā)展，以此來更好地實現(xiàn)水源驅(qū)動的效率。在整個過程中，油田內(nèi)部的體積和面積都會不斷的增大，讓油田的注水效率得到提升，也提升了后續(xù)的油田生產(chǎn)效率。同時技術(shù)團隊也會分析周期性注水的情況，并且結(jié)合著實際情況來進行后續(xù)的操作。使用高效水區(qū)的方式是現(xiàn)如今含水量較高，油田開發(fā)項目的重要內(nèi)容之一，這樣的方式也能夠持續(xù)的提升油田的生產(chǎn)效率和改造效率，不斷的提升經(jīng)濟效益。

3.3 針對高含水量油田展開科學(xué)劃分處理

石油地質(zhì)工程在油田開采的過程當(dāng)中，需要準(zhǔn)備有關(guān)措施，并且依照著規(guī)劃方案進行油田的開采，實現(xiàn)高含水量油田的科學(xué)規(guī)劃和科學(xué)開發(fā)。同時，技術(shù)團隊要對油田進行劃分，保證開發(fā)質(zhì)量和效率。油田劃分應(yīng)在開發(fā)前進行[6]。在注水生產(chǎn)作業(yè)前，施工隊伍應(yīng)客觀、科學(xué)地劃分油田。部門應(yīng)以地球化學(xué)專業(yè)知識為基礎(chǔ)，這是該部門運作的關(guān)鍵基礎(chǔ)。例如，在高含水油田劃分階段，工程團隊就是流體單元的概念。

對每個高含水油田進行地質(zhì)分析，確定是否有特殊特征。這一過程需要依靠個人的地球化學(xué)知識。相關(guān)人員必須了解滲透狀態(tài)、儲量等級，有必要對沉降效果等關(guān)鍵信息進行核查，確定是否適合后續(xù)開發(fā)運營。不同油田的儲量總是有很大的差異。例如儲油位置、沉降能力等，為了最大限度地避免分割的不科學(xué)性，技術(shù)團隊需要對油田進行科學(xué)的劃分，科學(xué)的處理，也為后續(xù)油田的針對性開發(fā)和差異性配置提供了相應(yīng)的處理和解決方案。

3.4 落實健全化管控制度并開展培訓(xùn)活動

在高含水階段，油田實現(xiàn)注水改造與技術(shù)人員的專業(yè)水平、技術(shù)都有著密不可分的聯(lián)系，并且也和團隊內(nèi)部的管理體系有著十分重要的關(guān)聯(lián)。為了更好的確保資源開發(fā)的效果，能夠達到理想的要求和標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)的工程團隊在進行部署和優(yōu)化的過程當(dāng)中，要明確管控計劃，讓工作人員在工作的過程當(dāng)中，不違反相應(yīng)的規(guī)定[7]，也能夠依照著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來進行優(yōu)化。如果出現(xiàn)設(shè)備損壞以及其他的問題，需要通過強制性的措施來進行管理和規(guī)劃?，F(xiàn)如今國內(nèi)對于油田控制系統(tǒng)的研究還比較的理論化，和實際情況相比，結(jié)合的效果較差。后續(xù)在發(fā)展的過程當(dāng)中，管理層需要重視起來，致力于優(yōu)化管控體系，避免出現(xiàn)管控不足以及其他的問題，導(dǎo)致后續(xù)油田開采受阻的情況。定期開展培訓(xùn)和教育活動，不斷的擴充專業(yè)技術(shù)人員，強化團隊建設(shè)。

4 結(jié)束語

綜上，在進行石油地質(zhì)開采的過程當(dāng)中，高含水量油田是現(xiàn)如今油田開采的重要區(qū)塊之一。本文以吳起油田白河油區(qū)為例，分析高含水量油田注水開發(fā)策略，提升油田的開采和開發(fā)效果，結(jié)合科學(xué)合理的治理方案，不斷的提升經(jīng)濟效益和開發(fā)質(zhì)量，降低出現(xiàn)不良問題的可能性。