超前注水技術(shù)在提高低滲透油藏采收率中的應(yīng)用

1、    超前注水技術(shù)在提高低滲透油藏采收率中的應(yīng)用    吳玉峰【摘要】國(guó)內(nèi)很多油田都屬于低滲透油田，低滲透油田采收率低，開發(fā)難度大，注水開發(fā)不均勻，油井產(chǎn)量低，很難達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的目標(biāo)。近年來，一些低滲透油藏通過超前注水技術(shù)在一定程度上提高了采收率，取得了良好的效果。本文首先介紹了超前注水開發(fā)原理，其次介紹了超前注水相關(guān)技術(shù)措施及其應(yīng)用效果。【關(guān)鍵詞】超前注水；低滲透油藏；采收率；油田開發(fā)引言近年來，隨著低滲透油藏開采難度的加大，相應(yīng)的出現(xiàn)了一些有針對(duì)性的開發(fā)措施，其中超前注水技術(shù)就是在提高采收率方面的一項(xiàng)重要技術(shù)，對(duì)低滲透油藏的開發(fā)開采有重要的意義。目

2、前，該技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)各大油田的低滲透油藏推廣應(yīng)用，大大提高了低滲透油藏的采收率。所謂超前就是在油井生產(chǎn)以前進(jìn)行投注，通過這種方式能夠確保地層壓力達(dá)到一定的水平， 使油井在開井生產(chǎn)后具有很大的生產(chǎn)壓差，保障流體的滲流通道不受傷害，能夠建立比較有效的驅(qū)替壓力系統(tǒng)。這就可以完全避免當(dāng)?shù)貙訅毫ο陆禃r(shí)出現(xiàn)傷害地層的情況。1、超前注水的開發(fā)原理多年來的注水開發(fā)，已經(jīng)出現(xiàn)了很多在種注水開發(fā)方式，如果按注水時(shí)間的差異，我們可以將注水方式分為以下三種：超前注水、同步注水和滯后注水。超前注水技術(shù)是目前油田開發(fā)中比較有效的技術(shù)，尤其是開采低滲油藏。超前注水是一種有效驅(qū)替系統(tǒng)的注采方式，它在采油井投產(chǎn)前投注，它的驅(qū)替

3、系統(tǒng)建立的前提是油井投產(chǎn)時(shí)原始含油飽和度要大于泄油面積內(nèi)含油飽和度，地層壓力通過注水后也比原始地層壓力高。低滲透油田存的自身特點(diǎn)是啟動(dòng)壓力有梯度，滲流狀態(tài)為“非線性”。由很多室內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)?shù)貙泳哂休^低滲透率時(shí)，其流體的流動(dòng)特性為非達(dá)西流。也就是說，驅(qū)動(dòng)壓力梯度如果小于某一值時(shí)，流體基本處于靜止?fàn)顟B(tài)，流體要想流動(dòng)起來，驅(qū)動(dòng)壓力梯度就要達(dá)到一定數(shù)值，此時(shí)的驅(qū)動(dòng)壓力梯度即我們說定義的啟動(dòng)壓力梯度。非達(dá)西滲流有其自己的流動(dòng)特點(diǎn)，在曲線上表示為直線段的延長(zhǎng)線不通過原點(diǎn)，當(dāng)壓力梯度加大時(shí)地層流體的流速也會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng)但其狀態(tài)為非線性，壓力梯度與流速變?yōu)榫€性關(guān)系的前提是壓力梯度大于某一值。超前注水可以在較

4、短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到提高地層壓力的目的，因?yàn)榈貙又蛔⒉徊?。地層壓力較高的情況下對(duì)油井進(jìn)行開采，此時(shí)，整個(gè)壓力系統(tǒng)內(nèi)任意一點(diǎn)的壓力梯度都比啟動(dòng)壓力梯度要大，此時(shí)的壓力系統(tǒng)也就是我們所說的有效壓力驅(qū)替系統(tǒng)。2、超前注水適應(yīng)條件及實(shí)施要求具有壓力敏感性的低壓油藏，油層連片性好，主應(yīng)力或裂縫方向清楚，一次井網(wǎng)具有較好的適應(yīng)性；水源充足，能滿足油藏最大注水量的需要。做好油藏的先期預(yù)測(cè)研究，以降低現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施難度。注水井超前實(shí)施，超前注水在注水井流動(dòng)壓力不超過裂縫開啟壓力90%左右的情況下，盡量提高注水量，以縮短超前注水的時(shí)間，便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。在地層壓力達(dá)到目標(biāo)值后，采油井開始投產(chǎn)。各試驗(yàn)區(qū)應(yīng)測(cè)試吸水指示曲線，吸水剖

5、面，以調(diào)整注水井的最大注水壓力、注水強(qiáng)度等。各井組所有油井應(yīng)達(dá)到全部超前注水或個(gè)別井同步注水，盡量避免滯后注水的油井出現(xiàn)。地面系統(tǒng)應(yīng)適當(dāng)提高壓力承受水平，以確保超前注水井能以最大注入壓力實(shí)施注水。各區(qū)應(yīng)開展儲(chǔ)層壓力敏感性研究，以確定儲(chǔ)層的彈塑性變化規(guī)律。其它諸如敏感性、配伍性、防腐、防垢等方面應(yīng)按常規(guī)注水方案要求實(shí)施。3、超前注水技術(shù)措施3.1確定超前注水時(shí)機(jī)為了確定超前柱水的時(shí)間接點(diǎn)，我們模擬了7個(gè)具體的方案，將注水時(shí)間分別設(shè)置為1-6個(gè)月，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，累積注入體積隨著注水時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，單井產(chǎn)量的變化特點(diǎn)是當(dāng)注水積累到一定程度時(shí)，地層壓力達(dá)到一定的水平，單井產(chǎn)量也會(huì)增加大一個(gè)最大值。模

6、擬系統(tǒng)的注水均進(jìn)入了油層的砂巖層，而實(shí)際地層中，非油層段砂層也要吸收一定比例的水，所以，實(shí)際的注入量要比模擬的水量要多，最后的出結(jié)論：注水時(shí)機(jī)會(huì)因地層的不同物性、不同注水強(qiáng)度不同而有所差異，一般來說，物性越差，所需超前注水時(shí)間也就越長(zhǎng)。3.2確定采油井投產(chǎn)時(shí)間為了確定采油井的投產(chǎn)時(shí)間，我們以一個(gè)井組為單位進(jìn)行模擬，結(jié)果表明：以7口油井為一個(gè)井組，滯后注水3個(gè)月，注水井投注3個(gè)月后投產(chǎn)另外一口油井，結(jié)果顯示，單井產(chǎn)量在實(shí)驗(yàn)后比正常注水時(shí)還要低。分析出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是，該井在投產(chǎn)初期產(chǎn)量沒有想象中的高，開采一段時(shí)間后，井周圍地層壓力低于原始地層壓力，所以，要想使一個(gè)注水井組具有較好的開發(fā)效果，應(yīng)

7、盡量使所有油井均達(dá)到超前注水。3.3注水井最大注水壓力的確定超前注水時(shí)的注水壓力要盡可能大，但是一定不能大于地層破裂壓力，否則會(huì)形成裂縫。此外，根據(jù)壓裂造縫的原理，當(dāng)裂縫是由壓裂形成時(shí)，破裂壓力可用相關(guān)公式計(jì)算得到。3.4確定采油井的合理流壓（1）.由原油飽和壓力確定油井的最低合理流壓低滲透油藏的油井有一個(gè)共性，那就是具有較小的采油指數(shù)，為了使油井產(chǎn)量保持一定，需要有一個(gè)低流動(dòng)壓力，加大生產(chǎn)壓差；但當(dāng)油藏的飽和壓力較高時(shí)，如果流壓較低就會(huì)使油井出現(xiàn)脫氣現(xiàn)象，并且脫氣的范圍會(huì)逐漸加大，這樣直接導(dǎo)致油層和井筒中的流體流動(dòng)性變差，不利于油井的正常生產(chǎn)。經(jīng)過對(duì)某區(qū)塊某層1998年投產(chǎn)的80口油井進(jìn)行統(tǒng)

8、計(jì)并一一分析，將采集的所有井的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行群組分類，以點(diǎn)圖的形式展現(xiàn)出來，發(fā)現(xiàn)有一定的規(guī)律，即流動(dòng)壓力在45mpa，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.7671時(shí)能有較高的采油指數(shù)，采油指數(shù)只有在一個(gè)合理的流壓下才能達(dá)到最大，流壓過大或過小都不利于生產(chǎn)。（2）.根據(jù)滿足最大生產(chǎn)要求泵效確定最低合理流壓當(dāng)油井的流壓較低時(shí)，泵效會(huì)受到明顯的影響，影響油井產(chǎn)量。泵口應(yīng)具有一定的壓力，是保證泵效的一種方法，不同流壓下的泵效與泵口壓力具有一定關(guān)系。4、超前注水實(shí)施效果某油田某區(qū)1997年通過實(shí)施骨架井，使部分井達(dá)到了超前注水。統(tǒng)計(jì)某區(qū)不同注水時(shí)機(jī)的單井產(chǎn)量，30口超前注水開發(fā)的油井，初期產(chǎn)量遞減小，穩(wěn)產(chǎn)期產(chǎn)量高，單井產(chǎn)量一直保持在6.0t/d以上；165口注采同步油井，生產(chǎn)2a后，單井產(chǎn)量保持在5.0t/d左右；滯后注水的油井160口，初期產(chǎn)量遞減大，遞減期長(zhǎng)，而且由于壓力恢復(fù)較慢，見效后產(chǎn)量上升幅度較小，見效井產(chǎn)量穩(wěn)定在4.0t/d左右。統(tǒng)計(jì)了某油田5個(gè)超前注水試驗(yàn)區(qū)，這些實(shí)驗(yàn)區(qū)都是2010年就實(shí)施了超前注水實(shí)驗(yàn)，共41個(gè)井組69口油井，這些井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)為，平均單井試油日產(chǎn)油25.86t，日產(chǎn)水5.56m3。67口投產(chǎn)井平均單井投產(chǎn)初期日產(chǎn)油7.25t，含水