编者:断块油田在高含水期阶段有它独自的特点。作者根据断块油田在高含水期的开采特点以及有代表性断块油田的成功开采实践,提出了断块油田在高含水期改善注水开发效果的有效途径。这对其它断块油田的注水开发将具有参考和借鉴作用。
1、断块油田高含水期开发特点
断块油田因断块发育,含油断块多,断层封隔性强,造成天然能量不足,且缺乏补充。在衰竭开采状况下产量递减快,最终采收率低。注水补充油层能量在目前仍然是最经济有效的开采方式,所以断块油田一般均采用注水开发。断块油田进入高含水采油阶段时间较早。根据油田的开采实践,断块油田高含水期开采阶段大致有以下特点[1]:
1)各类油层的层间矛盾更加突出,部分油层已进入到水洗阶段。
2)地下油水分布更复杂化,没有动用的剩余油层部分更加分散、破碎。
3)高含水期油井的开采方式将以自喷生产转化为机械采油。
在高含水期,需提高油井生产压差,才能满足油田提液需要。油井高含水后,井筒液柱比重增加,井底回压增高,生产压差缩小,想用自喷开采方式提高采液量来维持稳产已不可能,因此开采方式需要转变。
4)油水井套管损坏日益严重。
5)采液指数大幅度增加,采油指数下降,产量递减速度加快,水油比增
长快。
总的看来,断块油田在高含水期有它独自的特点,水驱油方式发生变化,水油比增长快,采液指数增加,采油指数下降,产量递减加剧,地下剩余油分布状况进一步复杂,套管腐蚀和井况变坏更加严重等等。高含水开发阶段与低含水开发阶段的开发特点差别很大,从井网层系,开采方式,综合调整到采油工艺技术,地面集输流程系统及开发经济效益等都发生了明显的变化,最基本的变化是地下油水分布更加复杂。
2、几个断块油田在高含水期开发实例
2.1 胜利临盘油田
临盘油田是1973年投入开发的中低渗透复杂小断块油田[2]。其断层多,断块小,含油层系多,构造复杂,储集层非均质严重。正是由于小断块油田的复杂性,临盘油田整体上注采不完善,注水开发难度大。“九五”以后,油田调整挖潜余地越来越小。随着含水上升(含水己达86%),治理难度加大,进一步提高采收率非常困难。通过使用先进的油田开发技术,强化小断块注采完善工作,不断挖掘剩余油潜力,取得了较好效果。
1) 水平井挖掘底水油藏剩余油
根据底水油藏特征、剩余油分布状况及水平井布井原则,从1996年开始在大芦家馆一、二段钻水平井,共完钻投产了六口。水平井投产初期含水低,单井产量高,生产效果好,对比己投产水平井与直井(或斜井)的生产状况,水平井的开发效果明显优于直井。
2) 不稳定注水
不稳定注水也叫周期性注水,即通过不断改变注水量、注水方向及采出量,造成高渗透层与低渗透层之间以及同一层的高渗透部位与低渗透层之间的波动压差,充分发挥毛细管吸渗作用,提高注入水波及系数,驱替出低渗透区的剩余油,从而提高采收率。
由于临盘油田含油层系多,储集层非均质严重,物性差别大,层间、层内矛盾突出,在长期较“稳定”的注水开发方式下,受层间、层内非均质及砂体连通性的影响,注入水沿低压高渗透区的水流管道流动,而低渗透层及层内低渗透段的剩余油没有很好的被驱动。另外,由于复杂小断块注采井网不完善,平面上的构造高点、构造边角等存在较多注水波及不到的场所,从而形成剩余油富集区。为了解决层间、层内矛盾,挖掘剩余油,针对油藏存在问题采用了不稳定注水
技术。
3)堵水调剖
临盘油田的盘河区块,特别是盘二块层间、层内矛盾突出,注入水沿高渗透带突进,油井含水上升快,次动层,未动层驱油效果差,断块开发效果得不到改善。因此,有必要对盘二块进行整体堵水调剖。
临盘油田1973年投产,1975年开始注水,经过20多年的开发,油田已经进入高含水采油期,并从1993年开始,油田产量进入递减阶段,研究复杂断块油田进入高含水期以后如何进一步加强注水工作,提高油田的注水采收率,这不仅仅对临盘油田的开发具有重要的现实意义,而且对其它断块油田的注水开发也具有参考和借鉴作用。
2.2 克拉玛依油田六中区
克拉玛依油田六中区位于克乌推覆体的前缘断块,是克乌断裂和白碱滩断裂所包围形成的封闭三角形断块油藏,内部发育10条断距为20~100m、延伸600~1800 m的小断层。克拉玛依油田六中区进入高含水期后,注入水沿高渗透层突进。在深入研究油藏的构造和储层特征后,采取多种注采方式,具体方式如下:
1)完善注采井网,提高注采井比例,提高水驱控制程度。A、老井转注,修复停注井,改善水驱状况。注采失控面积由55%下降到25%,增加了水驱控制储量,全区实际注水能力增加了1000m3/d,占当时全区日注水平的三分之一,注采比由1:2.6上升到1:2。日产油量从54t上升到121t,含水率从64%下降到51%。B、更新剩余油富集区的工程报废井。从1991年开始在剩余油富集区进行了报废井更新、完善注采井网工作,布井原则是:在油层中弱水洗厚度大于9m,剩余可采储量大于1×l04t的地区,注采井网按五点法面积井网,注采井距大于150 m,并根据老井潜力状况,距离老井50~100m,结合老井转注,改变水驱油的方向;同时在正向构造布油井,负向构造布注水井。平均井日产液9.6t.日产油
5.3t,含水率45%,达到并超过单井设计产能3.5t/d的指标。C、进行地面流程系统改造,提高注水能力及集输能力。
2) 间歇注水,降压转抽,提高低渗小孔隙油层的动用程度。
3) 油水井对应调剖堵水,提高低渗系统油层的动用程度。
4) 对高含水井区调向注水,不断改变液流方向,提高水驱油效果
考虑在高含水井区调剖成本高,而调向注水简便易行,故在高含水井区进行调向注水工作,其技术手段是:在保持油层压力不降即总注入量不变的前提下,通过对注水井采取不同的排列方式、高低强度相间的注水形式来改变压力场分布,使油在不同注水周期、不同压力场作用下水驱方向按顺时针方向依次转动,试验区的具体作法如下:A、确定油水井组合方向。将反七点面积井网改为排状注采井网。B、确定合理的注水强度和
周期。
5) 强化提液手段,提高低渗系统的动用程度。
3、断块油田在高含水期改善注水开发效果的有效途径
根据断块油田高含水期阶段的开采特点,以及几个有代表性断块油田的成功开采实践。断块油田在高含水期改善注水开发效果的有效途径[3]如下:
1)建立油藏监测系统,进一步加强水井的监测工作,运用先进测试技术,为认识油藏提供准确依据。
按断块油藏资料录取规定和高含水期实际开发需要,建立完善整体监测系统。为油田构造及分层动用状况的研究提供准确依据。对于非均质严重的复杂断块油田来说,应特别重视注水井吸水剖面的监测,一般情况下,有什么样的吸入剖面,就有什么样的产出剖面,由于目前油井的产出剖面测试仍较困难,且根据产出剖面对注水油层的认识还只停留在定性分析的阶段,因此有必要大力加强油层吸水剖面测试,特别是对于复杂断块油田,油田开发节奏快,油水井动态变化快,加强水井的吸水剖面测试工作更有必要。通过加强水井的监测工作,加深对注水油藏开发的认识,为开发决策提供科学依据。
2)运用油藏工程方法,深化地质认识,重新落实修改断块内部构造,搞清剩余油分布。
3)综合分析,合理配水
合理配水是有效注水的前提和基础。能否较长期地保持油田或单元的稳产,综合利用各项资料搞好单井分层配水是关键。配注方案不能一成不变,必须根据对应油井的反应而随时调整,其目的就是要在保证油井有充足的供液能力的同时,有效地控制含水上升速度。
4)坚持细分注水,改善层间动用状况
实践已经证明,在多油层合注的情况下,垂直剖面上总是有一些油层是不吸水的。不吸水小层的渗透率界限与在井段中渗透率最高的小层渗透率有关。大庆油田的吸水与不吸水的界限方程为:Kmax/Ki = 3.06
式中Ki——井段中某一小层的渗
透率;
Kmax——渗透率最高的小层渗
透率。
从上式可知,当一个注水层段内油层的渗透率级差大于3时.就开始有小层不吸水了。因此,在分层注水时,必须根据注水井纵向上油层的渗透性、吸水能力和水淹状态,优化组合注水层段,使每个层段内油层的渗透性和吸水能力相差不大。注水初期层段可以划分得粗一些,主要在几个高渗透率油层之间进行分层调节,进入中高含水期以后,层段划分就要求更细一些。分层注水总的原则是要控制主要见水层的注水量,提高非主要见水层的注水量:控制主要来水方向的注水量,提高主要来水方向的注水量,提高注入水的波及系数。
5)进一步完善注采系统,及时补充、更新注水井点,对部分高含水断块,也要补充部分水井,满足油井大幅度提液的需要。
6)试验推广不稳定注水方式(周期注水)
周期注水简单易行,效果显著,它不需要增加大量的基本建设投资,在常规注水系统的基础上就可实施。周期注水可用于任何形式的注采井网,任何类型不均质结构的油层,任何原油粘度的油田。在稳定注水条件下油井开采已达经济极限含水之后也可采用。但一般说来,对于中低粘度亲水油藏、非均质严重的油藏,在综合含水70%左右时采用周期注水效果较好。国内外大量的矿场试验资料已经表明,采用周期注水,可提高最终采收率3%~10%,同时可节约注水量30%~50%。
7)进行注活性水、聚合物驱的试脸,提高驱油效率
注活性水是指在注入水中加入低浓度的表面后性剂,来降低油水界面张力,改变油层的润湿性,使岩石表面的润湿性由亲油向亲水的方面转化,来提高水驱油效率。
聚合物驱油是当前三次采油中比较成熟的方法,从国内很多单位开展的室内研究和矿场使用情况来看,聚合物驱已经展示了广阔的应用前景,具有较强的生命力。有必要选一个断块进行聚合物驱的矿场试验,为今后开展大规模的三次采油作好各方面的准备。
8)水平井挖掘底水油藏剩余油。
9)运用多靶定向,侧钻技术[4]。
该技术在挖潜剩余油及开发复杂断块油田中得到广泛应用,主要用于挖潜断层边角的剩余油,提高油藏采收率。主要体现在以下几个方面:
A.对复杂断块油藏,主要针对复杂断块断层多,具有多套含油层位且平面重迭性差等特点,应用该技术提高了钻井成功率。
B.钻探断层遮挡性的剩余油。
C.兼探新断块、新层位、降低滚动勘探风险。
4、结论及认识
在断块油田高含水期,地下剩余油分布状况异常复杂,提高采收率是一个世界性的技术难题。我们必须坚持实践——认识——再实践——再认识的方法论,从油田实际情况出发,不断加深对我国断块油田高含水期开采特点的认识,采取有针对性的技术措施,开创一条断块油田高含水期提高采收率的新路。□