油田周期注水技术的研究与应用

2022-09-10

周期注水是周期性地改变注入量和采出量, 在油层中造成不稳定压力场, 使流体在地层中不断重新分布和层间交换, 促进毛细管渗吸作用, 可以增大注水波及系数及洗油效率, 提高最终采收率。从1981-1985年苏联在西西伯利亚依靠周期注水增产原油约500*104t, 从1975年以来对萨莫特洛尔等17个油田2858口采油井和644口注水井实行周期注水, 每个油田增产原油 (20.4-88.83) ×104t。我国任北油田、大庆长垣南部油田、克拉玛依油田、吉林扶余油田应用周期注水技术都取得了显著的效果, 降低递减率, 提高了采收率。值得一提的是吉林扶余油田, 储层及原油物性与白狼城油区基本一致, 采用周期注水技术后, 注水利用率提高, 阶段含水上升速度减缓。周期注水技术在裂缝性低渗透油藏中见到明显效果。

1. 白狼城油区周期注水技术开发背景

白狼城油区属于特低渗透裂缝性非均质, 储层裂缝发育呈多种形态, 具有明显的方向性, 油层非均质性比较严重。注水开发后随注采比不断增加, 注水启动压力上升较快, 由于不同渗透率油层之间启动压力梯度差别较大, 各层吸水程度不同。注入水沿高渗透层和裂缝突进, 导致吸水及出油层数逐渐减少, 层间矛盾逐渐加剧, 油层动用状况变差。剩余油分布在低渗透层或水淹层小孔道中及裂缝两侧油层中, 影响了水驱效果。近几年通过注采系统调整及分层注水工作, 对缓解平面及层间矛盾取得一定效果。但随油田开发时间延长, 油井含水上升速度仍然很快, 而随着含水上升, 由于产液指数降低, 加大了产量递减幅度, 油田稳产难度加大, 采用以往的方法很难调整, 因此对周期注水技术进行试验及研究具有重要意义。

2. 白狼城油区周期注水技术应用的可行性分析

2.1 地质基础适合周期注水

2.1.1储层裂缝发育。根据勘探及开发实践证明, 储层发育有大量微裂缝, 裂缝密度大0.13条/m, 裂缝发育呈多种形态, 一般缝长20--40crn, 最长160cm, 具有明显的方向性。 (2) 油层非均质性严重。油层发育纵向上为具有正韵律组合的多个小正旋回组成的一个稳定的正旋回, 发育3个砂岩组, 17个小层38个沉积单元。层间存在很大差异, 表面在砂体发育规模上沉积单元垂向上分为两类, 前一类砂体规模普遍较大, 砂体不但宽而且厚度大, 物性较好, 而第二类许多小于300m或300--600m, 呈透镜和条带状, 而且物性较差, 300m×300m井网难控制。

2.2 目前油层动用状况适合周期注水

油层非均质性及裂缝的存在使得注水井在纵向上吸水差别较大, 不同厚度等级油层吸水百分数出现明显差别。统计全区269口水井, 目前吸水层数占全部层数的67.2%, 吸水厚度占总厚度的75.5%, 而强吸水层、一般吸水层、弱吸水层层数比例为2:1.3:1。纵向上波及系数仅为0.4, 也就是注入水没有波及整个油层厚度。吸水差异直接影响到油井产液结构。注水初期出油层还占总层数的72.0%, 目前出油层仅占总层数的61.4%, 且出油层间采液强度差别, 最高可达12.2t/ (d·m) , 最低仅有0.5t/ (d·m) 。

油井水淹后, 由于层间干扰, 出油层数百分数下降到43.4%, 其中水淹层占出油层数的90.0%, 只占总层数的30%, 层间矛盾突出, 油层动用差别大。这些都给周期注水提供了良好实施环境。

2.3 数值模拟表明周期注水可以改善开发效果

3. 周期注水实践成功地实现了稳油控水

进入1997年, 白狼城油区含水上升速度加快, 为控制含水, 我们在试验区进行了周期注水实践获得了良好的效果。

试验区南块属于砂岩局部变差区, 含油面积1.56km2, 地质储量56.46×104t, 油井22口, 水井8口, 采用210m井距。平均单井有效厚度4.3m, 连通厚度3.4m, 水驱控制程度77.7%, 渗透率10.3m D。1996年12月, 试验区南块采出程度23.19%, 累计注采比1.4, 日产油32.2t, 综合含水52.6%, 进入1997年综合含水进一步上升, 5月份上升到54.2%, 日产量下降到27.2t。

为解决上述问题, 1997年5月9日开始实施周期注水。采用区块全井停注方式, 周期为不对称周期, 即关井停注40d, 开井注水80d, 恢复注水后考虑到含水上升, 注采比略下调, 保持在1.0左右, 8口注水井累计关井80d, 少注水1.32×104m3。周围18口正常开井的油井初步见到了效果, 间注前平均日产液59.6t, 日产油27.2t, 综合含水54.2%, 间注后平均日产液52.1t, 日产油26.2t, 含水49.7%, 产量保持稳定, 含水下降4.5个百分点。

周期注水的实施控制了含水上升速度, 提高了水驱效果, 从水驱特征曲线可以看出, 间注后曲线偏向累计产油值。间注后水井吸水能力增强, 吸水指数普遍增大, 启动压力降低1.0MPa, 值得推广和应用。

摘要：油田周期注水技术可以提高最终的采收率, 并已得到广泛的应用。本论文以白狼城油区为例, 对油田周期注水技术进行详细的介绍, 并探讨其具体的应用方案, 以供同行参考。

关键词：周期注水技术,油田,油层