水平井注水技術(shù)分析與應(yīng)用研究

1、水平井注水技術(shù)分析與應(yīng)用研究 摘要隨著國內(nèi)外大多數(shù)油田進(jìn)入開發(fā)的中后期，能夠提高油田產(chǎn)量的水平井技術(shù)得到了迅猛發(fā)展和應(yīng)用發(fā)展。與此同時(shí)，作為新興的油氣田增產(chǎn)技術(shù)的水平井注水技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。但是在國內(nèi)外也有相當(dāng)多的油氣田在采用水平井注水技術(shù)時(shí)沒能取得成功，不僅沒有達(dá)到增產(chǎn)的目的，還破壞了儲(chǔ)層，給油氣田的開采帶來重大的損失。究其原因，是由于這些油氣田沒有搞清楚什么樣的油氣田可以采用水平井注水技術(shù)，或者說什么樣的儲(chǔ)層地質(zhì)和流體條件才能夠使用水平井注水技術(shù)?；诖?，筆者對(duì)水平井注水技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并在此基礎(chǔ)上，探討了水平井注水技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例，并對(duì)可用水平井注水技術(shù)開發(fā)的油氣藏進(jìn)行了

2、梳理歸納。為以后的水平井注水技術(shù)的使用和選擇提供了參考依據(jù)和指導(dǎo)。 關(guān)鍵詞油氣藏 注水技術(shù) 水平井技術(shù) 中圖分類號(hào) te3 文獻(xiàn)碼 b 文章編號(hào) 1000-405x（2014）-1-266-2 1992年在newhope油田，texaco公司完成了世界上第1口水平井注水實(shí)施1，國內(nèi)外很多專家和學(xué)者開始了水平井注水技術(shù)研究2-3，通過不斷的開發(fā)研究和實(shí)踐應(yīng)用，水平井注水技術(shù)取得了很大突破，逐漸趨于成熟。下面對(duì)水平井注水技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及其應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行介紹分析。 1水平井注水技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析 越來越多的國內(nèi)外水平井注水實(shí)踐表明：水平井注水不僅能夠提高水驅(qū)波及系數(shù)和注水效率，還能夠提高油氣田的壓力水平和最終

3、采出程度，使得油氣田具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。 （1）注入壓力相對(duì)較低。豐富的現(xiàn)場(chǎng)資料和施工實(shí)踐表明：在注入速度相同的情況下，和直井水驅(qū)開發(fā)相比較，水平井注水所需的壓力很低，大約是直井注水開發(fā)注入壓力的十分之一。由此可知，在相同的注入壓力下，水平井注水技術(shù)能夠大大提高注入速度。 （2）線性驅(qū)動(dòng)。由于水平注入井在儲(chǔ)層中有相對(duì)長(zhǎng)的水平井段，且能夠產(chǎn)生豐富的熱裂縫，使其注水的水驅(qū)前緣可近似為線驅(qū)動(dòng)，并且具有很好的穩(wěn)定性。但并不是任何時(shí)候水平注入井的驅(qū)動(dòng)都可近似為線性驅(qū)動(dòng)。當(dāng)儲(chǔ)層較厚或井網(wǎng)較密時(shí)，大部分注入流體形成了徑向流，此時(shí)水平注入井的驅(qū)動(dòng)不能再近似看作線性驅(qū)動(dòng)。一般而言，在薄儲(chǔ)層中，水平井的驅(qū)替仍可近

4、似為線性驅(qū)替。 （3）產(chǎn)生很多熱裂縫。由于冷水的注入，井眼周圍地層的巖石的極限張力將會(huì)降低，產(chǎn)生熱裂縫。這位油氣的開采提供了更大的滲流通道。另外，這些裂縫在應(yīng)力場(chǎng)的加強(qiáng)作用下很少閉合，這就形成了多重裂縫，這些對(duì)油氣藏的滲透性和流體的流動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生重大的影響。 （4）經(jīng)濟(jì)效益較高。水平井注水技術(shù)的應(yīng)用給油氣田的開發(fā)帶來了巨大的技術(shù)突破和經(jīng)濟(jì)效益。主要包括以下幾個(gè)方面：增加了驅(qū)油效率較高、提高了油氣產(chǎn)量和注入量、降低了成本、增加了可采儲(chǔ)量、提高了最終采收率。 2水平井注水技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 水平井注水技術(shù)最早起源于國外，在加拿大和美國應(yīng)用最為廣泛，本節(jié)通過對(duì)水平井注水技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐和發(fā)展?fàn)顩r的分析，得

5、出成功案例的特點(diǎn)，為水平井注水技術(shù)的適用性分析做鋪墊。 2.1水平井注水開發(fā)的應(yīng)用實(shí)例 （1）美國安森和布拉德油田水平井注水實(shí)踐4 美國的這兩個(gè)油田地理位置相距很近，分別開發(fā)于上世紀(jì)八十年代和上世紀(jì)五十年代，二者的地質(zhì)特征非常相似，都屬于早期二疊系，儲(chǔ)層巖性為多孔性碳酸巖。為了提高這兩個(gè)油田的最終采收率，美國批準(zhǔn)了采用水平井注水技術(shù)的實(shí)施方案，并選擇了溫尼公司進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)施，也是當(dāng)時(shí)比較早的實(shí)施水平井注水技術(shù)的油田。 溫尼公司設(shè)計(jì)了3口井用作注入井，并且三口井的水平段全部為458m。進(jìn)行了目的層的壓力測(cè)試，并下放各種管柱。最初設(shè)定在深度75m處進(jìn)行注水，并且在采油速度和注水速度方面要比常規(guī)方法高

6、，使得單井水平井的日注入量達(dá)到208 m3，這種注入量在當(dāng)時(shí)是非常高的。最后，通過實(shí)施水平井注水技術(shù)，這兩個(gè)油田的增產(chǎn)效果分別為：安森油田的可采油量增加了4x104t，布拉德油田的可采油量增加了19x104t。并且最終采收率也大大提高。 （2）中國塔里木哈得4油田5 中國的水平井注水技術(shù)發(fā)展要落后于外國，應(yīng)用比較好的油田是塔里木的哈得4油田。該油田是一個(gè)邊水層狀油藏，它的油層非常深、油層厚度非常薄、含油面積比較大、儲(chǔ)量豐度非常低。它的基本特征如下：地質(zhì)儲(chǔ)量1194104t、儲(chǔ)量豐度為18104t/km2、含油面積6616km2、平均孔隙度15%、埋藏深度50005023m、平均滲透率為5010

7、-330010-3m2、油層厚度0.72m。衰竭式的開發(fā)方式使得地層壓力下降過快，開采不到一年壓力下降到了40mpa，一部分油井因此而關(guān)閉，為了改變這一狀況，該油田于2001年11月采用了直井注水開采，但是較高的注水和啟動(dòng)壓力、較小的注水量，使得效果很不明顯。為了進(jìn)一步開發(fā)油田潛力，該油田于2002年8月又引進(jìn)了水平井注水技術(shù)，并在井hd1-27h進(jìn)行了注水測(cè)試，通過測(cè)試發(fā)現(xiàn)：水平井注水的注水壓力和啟動(dòng)注水壓力較直井低了很多；和直井相比，吸水能力提高了五倍。鑒于水平井注水的良好效果，該油田于2003對(duì)hd1-5h、hd1-16h、hd1-25h、hd1-22h、hd1-10、hd1-18h、h

8、d1-11h6等井全部進(jìn)行了投注。進(jìn)行改造以后，日產(chǎn)液量已經(jīng)變?yōu)?007m3，較改造之前的日產(chǎn)液量742m3增加了265m3/d。并且日產(chǎn)油量也增加了144m3/d。注水增產(chǎn)效果顯著。 2.2水平井注水開發(fā)的流體性質(zhì)分析 地層的流體物性對(duì)水平井注水的應(yīng)用具有非常重要的影響。通過前人的實(shí)驗(yàn)研究：對(duì)一個(gè)面積為1.62105m2的油藏進(jìn)行模擬，并用五點(diǎn)法進(jìn)行水平井注采井網(wǎng)布局。最后得到三種（0.3、1、4）流度比下的采出和注入的孔隙體積倍數(shù)，結(jié)果顯示為：當(dāng)m=0.3時(shí)，其注水效果最好，最后的采收率非常接近百分之百；而當(dāng)m=4時(shí)，其注水效果較小，最后的采收率不到百分之五十。其中，流度比是表征地層原油稠

9、度的一個(gè)物理量。它對(duì)水平井注水技術(shù)的應(yīng)用影響較大。流度比和注水效果的基本規(guī)律如下：采出孔隙體積會(huì)隨著流度比的增大而減小越，反之亦然成立。因此，只有油氣藏的流度比小于一個(gè)上限值，采用水平井注水技術(shù)才會(huì)取得較好的效果，并且流度比越小，水平井注水的作用就會(huì)越大。 3適宜利用水平井注水開發(fā)的油氣藏 由于客觀條件的限制，部門地區(qū)和部分類別的油氣藏不適宜使用水平井注水技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，為了避免水平井注水技術(shù)的濫用和錯(cuò)用，筆者通過對(duì)流體性質(zhì)、水平井注水敏感性等情況進(jìn)行了分析，總結(jié)了比較適宜利用水平井注水技術(shù)的幾類油氣藏，具體如下： 3.1一般低滲透油氣藏 因?yàn)橹本畨洪_的裂縫方位和形態(tài)都比較單一，用直井開發(fā)低滲透

10、油氣藏則很難取得較大突破，而采用水平井注水開發(fā)不僅減小了滲流阻力。還增加了驅(qū)替長(zhǎng)度和泄油長(zhǎng)度。鉆開的水平井一般都要達(dá)到近千米，這比直井注水要好得多也容易得多。因此，對(duì)低滲透油氣藏采用水平井注水技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可顯著提高低滲透油氣田的油氣采收率和產(chǎn)量。 3.2中后期油氣田或枯竭油氣藏 大部分進(jìn)入開發(fā)中后期的油田都面臨著待采油氣所在儲(chǔ)層的滲透率降低、地層壓力下降等諸多問題。很多有采用了酸化壓裂、聚合物驅(qū)、蒸汽驅(qū)等等的增產(chǎn)技術(shù)。但是這些技術(shù)成本較高、操作復(fù)雜，不適宜于部分小油田。此時(shí)，分支水平井注水就體現(xiàn)出了它的優(yōu)勢(shì)。通過水平井把老油井連接到新生產(chǎn)井上并注水驅(qū)替，這種處理方法并不需要在重新搭井場(chǎng)

11、、布管線，就能夠很好地進(jìn)行老井的新開發(fā)，獲取附加經(jīng)濟(jì)效益。 3.3薄層油氣藏 儲(chǔ)層厚度較小的油田適宜采用水平井注水開發(fā)。當(dāng)采用水平井注水開發(fā)時(shí)，它的注入和采出長(zhǎng)度基本上是無限的，因而具有很好的優(yōu)越性，能夠取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。而直井注水會(huì)出現(xiàn)注水能力差、注水壓力高、啟動(dòng)壓力等問題。 3.4裂縫性油氣藏 當(dāng)?shù)貙又械牧芽p為垂直方位裂縫，由于裂縫方位和分布差異鉆直井時(shí)不可能鉆遇天然裂縫，注水也不可能對(duì)其進(jìn)行波及。但是，鉆水平井時(shí)，在很大程度上會(huì)形成多重裂縫，大量的開發(fā)實(shí)踐也證明了這種情況的存在，因?yàn)榇┩噶撕芏嗟貙恿芽p，所以注水時(shí)能夠取得很好的開發(fā)效果，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。 參考文獻(xiàn) 1凌宗發(fā).水平井注水技術(shù)應(yīng)用研究d.中國石油勘探研究院研究生部，2005. 2popacg，alext turta. waterflooding by horizontal injectors and producers r.spe78989，20