分层注水工艺与层系细分调整一体化研究

发表时间:2021/8/26   来源:《工程管理前沿》2021年第3月第9期   作者:刘佳
[导读] 随着油田多次加密,通过常规分层注水,只能在一定程度上减缓层间矛盾
        刘佳
        大庆油田有限责任公司第五采油厂第三油矿技术综合队,163000,
        摘要:随着油田多次加密,通过常规分层注水,只能在一定程度上减缓层间矛盾,受分注层段等因素影响不能从根本上解决问题,导致井区的阶段重点挖潜层系或层段难以确定,分层测试及分层开采工艺难以适应区块控水挖潜需要。本文通过应用理论研究和实际区块数值模拟研究,得出对低渗透油层分层注水有较大影响的不同渗透率组合、研究较低油价下层系细分技术经济界限,从而进行层系细分重组,缩小井段开采,降低层间干扰,为注水井进一步细分提供了技术保障。
关键词:层系细分;低渗透油层;分层注水;
        老油田水驱加密井网随着逐次加密,开采对象由原来的厚油层转变为薄差油层,多套井网间层位交错分布,两两加密层系井相连通的厚度比例达到75%左右,特别是进入特高含水阶段后,一些加密层系射孔井段过长、层间矛盾突出、多层高含水严重等问题,使层系井网衔接及动态调整矛盾突出。
1  薄差油层层系细分必要性
        在油层分类标准中,按油层发育的基本特征和单砂体发育的状况分类, 将薄差油层(低渗透油层)归为三类油层:即有效厚度<1.0m,渗透率<100md的油层,其具有层数多,单层发育厚度小,非均质性严重,分布零散,渗透率低等特点。由于三类油层在平面和纵向上均不独立,与二类油层交互分布,大部分油层的高、中、低渗透层交错分布,平面上油层非均质性突出。
1.1 薄差油层分层测试调整难度增大
        在注水井分层测试过程中,分注层段越多,随之带来的测试工作量及难度均增大。首先,在试井方面,测注水井静压力时,需要按分注层段逐段测量,分层越多工作量越大。在同位素吸水剖面测定过程中,由于层段过多,水嘴数量增多,井下测试工具增多,造成测试资料粘污的比例就随之增大,且水嘴距离过近,也不利于放射性示踪剂扩散、不容易进行层间细分等,均会影响测试细分解释结果准确性。
1.2薄差油层分层层段越多,为隔层损失开采厚度越大
        在油田开发方案编制过程中,要充分结合油层实际的隔层发育情况,考虑合理的层系组合方案,水驱油藏开发方案要求推荐层系组合方式的组合段上下隔层厚度井点比例要达到70%以上,在编制射孔方案时,通常需要扣除部分的薄差油层作为隔层(物性隔层),而在薄差油层开发中,本身作为开采对象的低渗透油层。
2 层系细分调整技术经济界限研究
        技术经济界限研究是高含水后期进行层系细分调整的重要依据,本次研究以B2D区块为例,应用概念模型和实际区块模拟,进行数值模拟研究,得出不同油层的渗透率组合、渗透率级差、各类油层开采的最小厚度等技术界限。另外,应用盈亏平衡原理,研究不同油价下,新钻井最低增油界限,以及层系细分的水驱层系组合厚度等技术政策界限。
        2.1 实际油层不同渗透率级差界限确定
        依据区块油层发育情况,绘制采出程度与含水率关系曲线,在保持井网、采液强度、生产压差等开采方式及条件不变的情况下,计算不同渗透率级差条件下的开发指标,对比开发效果。计算8种组合方式下含水与采出程度关系、累计水油比关系,从含水与采出程度关系曲线看,渗透率级差越大,开发效果越差,并且在级差2.5-4出现明显的分界,级差在2.5以下时开发效果明显好于级差在4以上的组合方式。因此,通过数模以及现场实际油层不同渗透率级差下的,重组后每套井网渗透率级差越小,开发效果越好,渗透率级差最好控制在3左右。
3 薄差油层层系细分调整方式研究
        根据技术经济界限研究结果,选取S开发区B2D区块开展层系细分调整方式研究,利用该区块目前已开采薄差油层的水驱加密层系井网,在层系细分基础上,针对薄差油层实际开采过程中分层注水存在的问题,开展小卡距细分配水、小夹层井细分技术研究,解决了采用两级普通桥式偏心配水器配注两个层时,受投捞操距离限制卡距较大的问题,使配水卡距由原来的7.0m缩小到1.0m左右,同时使得测调效率得到提高,为注水井进一步细分提供了技术保障。


3.1  薄差油层层系细分调整方式研究
        此次层系细分主要考虑将开采井段较长、层间较为矛盾突出的B和C油层作为进一步细分调整的对象,其中B油层有10个小层,C油层有24个小层,主要以三角洲内前缘相砂体为主,纵向上砂体油层性质相近,层间干扰较小;根据B、C油层发育的特点,将其层段细分为上段B~C9和下段C10以下两套独立层系开采。调整后,平均射孔井段长度下降了45m,平均单井渗透率级差下降了6.1,且各套调整层系的渗透率级差均控制在3左右,层间差异得到了控制。上段加密层系1(B1~C9油层)可调砂岩厚度22.2m,有效厚度8.2m,渗透率级差10.5由降为3.5;下段C10以下层系可调砂岩厚度36.2m,有效厚度15.5m,渗透率级差由8.7降为3.3,由于加密层系2进行了井网加密,所以水驱控制程度提高幅度较大,整体提高2.8%,其中多向连通比例提高26.7%。
3.2  薄差油层层系细分配水及测调工艺研究
        为改进完善小卡距细分配水及测调工艺。将小卡距细分注水工艺将两级偏心配水器和一级压缩式封隔器集成为一体,其工作筒的偏心孔内投入双通道配水堵塞器,两个通道分别对应封隔器胶筒上下的两个层段,实现两个层段注水,解决了采用两级普通桥式偏心配水器配注两个层时,受投捞操距离限制卡距较大的问题。由于目前小卡距细分注水工艺水量测试采用双通道集流流量计,测试时密封段过盈量调整难度较大,因此对配水封隔器和测调工艺进行了改进完善。
改进后的小卡距细分配水封隔器下至井下预定位置后,通过中心管打压使下部封隔器坐封,将油套环形空间分隔为上下两部分。通过投捞堵塞器可为上下层配置合理的水嘴。注水时,中心管来水从工作筒的上下进液孔同时进液,上进液孔进水经过堵塞器上水嘴后进入封隔器上部油层,下进液孔进水经过堵塞器下水嘴后沿中间连接套和工作筒主体之间的环形空间下行,经洗井通道绕过封隔器进入下层。
4 应用效果分析
        在B2D区块选取试验区开展层系细分调整及配套工艺技术研究,试验区共有油水井40口,采油井转注11口,投产后见到较好效果,平均单井日产油由2.3t增加到3.0t,综合含水由95.2%下降到93.8%,年含水上升值为0.26,低于理论值0.25个百分点,注水利用率大幅度提高。19口注水井全部实施分层注水,实现细分注水层段调整与开发层系细分重组相结合,单层段非均质系数下降0.12,吸水厚度比例增加13.2%,加大了注水强度,平均注入压力提高1.6MPa,平均单井日注水量增加了35m3。
        从中心区域注水井剖面改善情况看,通过细分调整,注入水单层突进现象得到控制,未吸水层段和部位开始吸水,整个吸水剖面趋于均匀。说明通过层间细分使薄差层位得到了动用,通过层内提高注采压力使驱替液面得到抬升。试验区通过层系细分调整与分层注水工艺配套实施,见到了较好的增油降水效果。
5 结论与认识
        (1)特高含水期低渗透油层水驱开发,层系细分调整方式已由单一依靠老油井转注,转变为转注、新钻、补孔和层系井网调整相结合,完善注采系统,解决多层系多井网下的开发矛盾,最大限度提高井网完善程度和油层动用程度;
        (2) 小卡距分注工艺有效解决了薄差油层采用两级普通桥式偏心配水器配注两个层时,受投捞操距离限制卡距较大的问题,实现最小配水卡距0.7m,同时提高了测调效率及完善了配套验封技术,工艺施工顺利,试验成功率高。
        (3)薄差油层层系细分结合应用小卡距分注工艺,使得平均单井吸水比例有所增加,有效减缓了层间矛盾,提高了注入水利用率,对区块整体增油降水效果起到明显作用。

参  考  文  献

[1]张 琪.采油工程原理与设计[M].东营:石油大学出版社,2002:241-260.
[2]刘丁曾,罗昌燕.关于储层评价和层系的细分问题[J].大庆石油地质与开发,1989,(03):65-68.
[3]孙国.胜沱油田特高含水期井网重组技术优化研究[J].油气地质与采收率,2005,(03):48-50.doi:10.3969/J.ISSN.1009-9603.2005.03.015.
[4]齐春艳,王贺军.喇萨杏油田层系井网现状及调整对策[J].大庆石油地质与开发,2010,(01):43-46.doi:10.3969/J.ISSN.1000-3754.2010.01.009.
[5]范春宇.高含水期分层注水管柱优化设计研究[J]中国石油大学硕士论文,2009.10
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