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蠡县斜坡低渗透油田改善水驱开发效果实践与认识

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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蠡县斜坡低渗透油田改善水驱开发效果实践与认识王宏涛 谢世建 颜 勇 李建青 刘 祥 (中国石油华北油田分公司第一采油厂)摘要: 在低渗透油田的开发治理过程中,通常会出现注不进、采不出、注入水沿压裂缝水窜严重、水驱波及体积小等问题。因此,建立一套低渗透油田扩大波及体积的配套技术,是实现低渗透油田高效开发的关键。本文以冀中坳陷饶阳凹陷蠡县斜坡低渗透油田为例,建立了一套低渗透油田改善水驱的配套方法。针对低渗透油田压裂后,注入水沿压裂缝水窜严重的问题,精细刻画水窜通道,建立了凝胶微球复合调驱、精细分注技术和微球调驱相结合的配套改善水驱技术。针对特低渗透油田注不进、采不出的问题,建立了水井多氢酸分层酸化与油井配套分层重复压裂的改善水驱技术,大幅提升了低渗透油田的水驱开发水平。关键词: 低渗透 凝胶微球复合调驱 精细分注 多氢酸增注 蠡县斜坡冀中坳陷饶阳凹陷蠡县斜坡低渗透油田由于储层物性差,油藏多为整体压裂投产,水驱波及范围小,导致油田自然递减大、采收率低。本次为了提高低渗透油藏的开发水平,针对蠡县斜坡油田开展了改善水驱工作。1 地质背景蠡县斜坡构造上位于饶阳凹陷西部,该地区地层总体表现为由西南向东北倾的缓坡,断层相对不发育。主要含油层系为沙三段和沙一段,油藏类型多为低渗透岩性-构造油藏,通过不断深化地质认识,钻探扩边井,目前已累计探明石油地质储量4225.95×104t。但是由于储层物性差,非均质性强等因素,严重制约了油田的开发效果。2 技术难点及攻关思路2.1 地质条件蠡县斜坡主要含油层位为沙一段和沙三段,埋深在3000m左右,发育多期的三角洲分流河道与河口坝为有利储集体。砂体厚度范围主要集中在3-6m,渗透率在8-15mD。油藏具有埋藏深、物性差、砂体变化快的特点。2.2 难点与对策针对油藏埋藏深、砂体变化快的特点,通过地震-地质-油藏一体化单砂体刻画技术,确定油藏油水井各单砂层地下注采连通关系。针对低渗透油田油井压裂后,注入水沿压裂缝水窜严重的问题,首先建立以采定注的分层动态调配方法,缓解油藏的层间矛盾和平面矛盾;其次将分注和调驱技术相融合,改善低渗透整体压裂油藏的平面、层内矛盾。针对特低渗透油田注不进、采不出的问题,通过室内实验优选配伍性较好的酸液体系,实施水井酸化增注,同时油井实施配套增产措施,以达到改善油田水驱开发效果的目的。3 技术实现及效果评价3.1 地震-地质-油藏一体化单砂体注采连通关系刻画技术3.1.1 利用地震反演技术预测井间砂体连通关系针对蠡县斜坡岩性-构造油藏井间砂体变化大、注采连通关系复杂问题。首先地层对比精细到单砂层,其次进行地震资料反演,结合生产动态资料,确定油水井各单砂层地下注采连通关系,例如西柳10-121和10-96井之间预测砂体不连通(如图1、图2所示),动态资料证实无注采见效反应。图1 西柳10-139—10-75井反演剖面图图2 西柳10-139—10-75井油藏剖面图3.1.2 建立单砂体三维地质模型结合测井及油藏监测资料编制单砂层沉积微相图,利用确定性建模技术建立单砂层地质模型,在此基础上,利用地震、地质、测井、油藏生产动态多信息融合,确定油水井各单砂层地下注采连通关系,为精细注水奠定基础。3.2 建立以采定注的分层动态调水方法分注井动态调配技术:包括四个步骤,即:产量劈分、确定层段性质、确定合理注采比、周期性验封测调。3.2.1 产量劈分 针对多层合采的单井进行产量劈分,首先必须选定合理的总产量,在此基础上,根据该井各层物性、流体性质和生产测试资料等参数确定各单层的产量,具体做法如下: 单井总产量的确定:已投产或达到方案配产的井,取正常且相对稳定时的产量;未投产或未达到方案配产的井,依据储层物性差异及邻井产量考虑取值。分层日产量的确定:可根据地层系数法确定,具体方法如下:Q单层地上产液量=Q*h1K1/(h1K1+h2K2+…+hiKi) (i=1、2、3…) Q——单井总产量 h——有效厚度 K——渗透率3.2.2 层段划分与层段性质的确定层段划分原则:运用数理统计方法统计分析,确定分注段数、段内层数、层内厚度、层间非均质性与动用状况的关系,并以此为依据,得出蠡县斜坡油田“2287” 标准,即层段内小层数大于等于2层,渗透率级差大于等于2,段内砂岩厚度大于等于8m,段内有效厚度大于等7m。运用“2287”标准合理设计分注层段,目前平均分注段数为3.3段(见表1)。表1 蠡县斜坡油田细分注水标准层段性质确定:根据分注前注水井吸水剖面及对应油井的生产情况,动静态结合对层段进行性质划分,分为加强层、稳定层、控制层。加强层主要有以下三类:一是不吸水而油井对应射开的层;二是吸水量小于对应油井劈分到该井组采出量的层;三是对应油井该层段高产液,但不受本井效果的层。稳定层主要有:吸水和产出状况好、吸水和产出基本平衡的层。控制层主要有以下三类:一是注水井射开,但对应油井未射的层;二是对应油井高含水,且是主要来水方向的层;三是吸水量远大于对应油井劈分到该井组产出量的层。3.2.3 确定合理注采比建立各井区以采定注、保持和逐步恢复地层压力,协调平面、层间矛盾的配注基本原则,根据油藏动态分析法和物质平衡法,对各井区合理注采比进行研究。例如雁63断块根据注采比与含水上升速度及采出程度的关系曲线,可以确定该井区合理注采比在1.2左右(如图3、图4所示)。图3 注采比与含水上升速度关系图 图4 不同注采比下含水与采出程度曲线图 单井配注的确定:将井组相互连通的同一小层单向日产液(地下体积)相加,得出各小层日产液量: ∑qi=q1+q2+…+qi (i=1、2、3…)根据各小层确定的注采比,得出某小层的理论配水量: qwi=∑qi*Ii (i=1、2、3…)将各层理论配注量根据各层动态特征进行动态调整,按层段划分的注水层进行求和,得层段配注量: Qwi=∑qwi±Di (i=1、2、3…) 全井注水量: Qw=∑Qwi (i=1、2、3…)qi——单井单层产液量 Ii——注采比 Di——动态调整注水量3.2.4 周期性验封测调根据井组见效时间确定动态调配的周期,注水见效时间平均为2-3个月,因此油井生产较稳定情况下,分注井动态调配的周期一般为3个月左右,个别注水见效快的分注井相应缩短周期;由于某层段注水导致油井生产情况突然发生变化,则根据动静态分析,对相应水井及时进行层段注水量调整。3.3 利用凝胶微球复合驱技术,扩大水驱波及体积蠡县斜坡由于储层物性差,油井均压裂投产,人工裂缝分布复杂,开发过程中暴露出平面、层内矛盾突出,优势注水方向明显等问题。井区内单井最高日产液量18.55m³,含水90.24%,最低日产液量2.63m³,含水84.41%,针对平面非均质性强,油井含水上升速度快等问题,提出了凝胶微球复合驱的调驱模式,凝胶为连续相流体,黏度大,侧重于层内和近井地带的非均质性调整和改善流度比,难于深入地层,驱替能力差,高温条件下热稳定性差。微球为分散相流体,黏度低,靠微球的堆积起封堵作用,对剖面、高渗条带的封堵能力略差,可以深入地层,侧重于层内非均质性的调整,因此,对于具备注入能力,已经形成优势水流通道的注水井,实施前置可动凝胶段塞封堵大孔道+后续聚合物微球扩大微观波及效率的调驱方式,能够取得较好的增油降水效果。3.4 创新分注微球调驱融合技术,扩大水驱波及体积根据示踪剂资料、氯根资料及动态分析精细刻画各小层水驱优势通道平面图(如图5所示)。结合分注管柱,对主力生产的6、7号小层实施分层调驱,其它小层水嘴关闭,缓解层间、层内及平面矛盾,扩大水驱波及体积,提高水驱动用程度。由于分注管柱水嘴较小,凝胶封堵性虽然强,但流动性差,易被剪切失效,而微球抗剪切能力强,具备一定的封堵能力,因此分注微球调驱融合技术,在分注的基础山可以进一步扩大水驱波及体积。图5 蠡县斜坡雁63断块Es3段6号小层水驱优势通道平面图3.5建立多氢酸增注配套技术,实现特低渗油藏新突破针对蠡县斜坡西柳油田储层物性差,注水井高压注不进的现象,通过室内实验优选配伍性较好的酸液体系,实施水井酸化增注,同时油井实施配套增产措施,以达到改善油田开发效果的目的。研发了多氢酸深部酸化配方体系,解决了特低渗砂岩油藏水井增注的技术瓶颈。形成了多氢酸降压增注技术选井选层标准,明确了特低渗油藏水井的治理目标。形成多氢酸增注后配套油井增产技术,改善了低渗透油井低产低效的现状。3.5.1 优选多氢酸深部酸化配方体系选取目标油藏主力生产层的岩心,通过开展岩心溶蚀实验,优选出与目标油藏配伍性较好的多氢酸酸液体系。西柳油田配伍性实验证明,溶蚀率为57.98%,空气渗透率由通酸前的53mD提高到通酸后的352.5mD,提高5.65倍(见表2)。表2 蠡县斜坡多氢酸配方配伍性实验表3.5.2多氢酸选井选层标准储层分布稳定、油水井连通程度高;低孔低渗砂岩、砂砾岩油藏注水井;电测解释孔隙度>10%;电测渗透率<10mD; 强水敏、酸敏储层优先选用多氢酸酸化;目标层泥质含量<15%、孔吼半径>0.1μm,酸化效果较优(如图6、图7所示)。图6 孔隙度与每米增注强度关系曲线 图7 渗透率与每米增注强度关系曲线4、应用效果4.1 精细动态调水和深部调驱应用效果通过分注井精细动态调水和深部调驱的实施,油田综合含水趋势由快速上升转变为缓慢下降,油田水驱开发效果得到明显改善(如图8所示)。图8 蠡县斜坡雁63断块含水与采出程度关系曲线4.2 多氢酸增注应用效果在蠡县斜坡优选22口注水井实施多氢酸酸化增注,注水压力下降6MPa,平均单井日增注20m³,有效期目前已超过28个月。水驱动用程度由酸化前的51%上升至目前的68.3%。对应一线油井48口,不同程度见效井39口,见效率81.25%;见效高峰期平均单井日增液1.4m³,增幅26%,日增油1.3t,增幅68%,累计增油23629t,目前持续有效。5 结论与认识通过新建立的低渗透油田改善水驱配套技术,蠡县斜坡油田水驱波及体积、动用程度明显提高,产油量由快速递减转变为稳步回升,大幅提升了低渗透岩性油田开发水平,同时也为其它低渗透油藏开发提供了可借鉴的成功经验。以上研究应用结果表明:上述配套技术对蠡县斜坡低渗透油田改善水驱效果是有效可行的,该套技术的建立为低渗透油田改善水驱效果提供了可靠的技术支撑。并取得以下5点认识:(1)以储层预测技术为基础,结合生产动态测资料,搞清井间单砂体的连通关系及展布特征,建立单砂体三维地质模型是搞好改善低渗透油田水驱开发效果的基础。(2)建立的以采定注的分层动态调水方法,精细产量劈分、确定层段性质、确定合理注采比、周期性验封测调是改善低渗透油田水驱开发效果的关键。(3)针对形成优势水流通道的问题,利用凝胶微球复合驱技术,实施前置可动凝胶段塞封堵大孔道+后续聚合物微球扩大微观波及效率的调驱方式,能够扩大水驱波及体积,取得较好的增油降水效果。(4)微球抗剪切能力强,具备一定的封堵能力,可以利用分注管柱和微球调驱融合技术,在分注的基础上可以进一步扩大水驱波及体积。(5)针对特低渗油田注不进、采不出的问题,可以通过室内实验优选配伍性较好的酸液体系,实施水井多氢酸酸化增注,改善油田开发的效果。参考文献[1] 著作:王元基著. 改善水驱提高采收率技术文集.石油工业出版社,2011.9[2] 著作:李道品著.低渗透油田高效开发决策论. 石油工业出版社,2003.6[3] 论文:王宏涛.西柳10断块井间砂体预测技术·精细油藏描述技术文集,2013,10[4] 论文:颜勇.多氢酸增注技术在西柳10断块的应用·古潜山勘探开发文集,2015,8姓名:王宏涛 职称:高级工程师 工作单位:华北油田公司第一采油厂 通信地址:河北省任丘市华北油田第一采油厂 邮箱:cy1_dzwht@petrochina.com.cn 电话:0317-2724284 手机:158328028818
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