水平井水淹類型識(shí)別及治理對(duì)策研究排版資料

1、文章編號(hào):注水開發(fā)水平井水淹類型識(shí)別及堵水技術(shù)研究齊銀1,2,鄭剛2,董立全1,白曉虎1,陸紅軍1,顧燕凌1(1.長慶油田分公司超低滲透油藏研究中心陜西 西安 710018 ; 2.長慶油田分公司超低滲透油藏開發(fā)部陜西西安 710018 ;)摘要：鄂爾多斯盆地超低滲透油藏采用直井注水、水平井采油井網(wǎng)開發(fā)，一口水平采油井對(duì)應(yīng)多口配套注水井，生產(chǎn)過程中部 分井水淹損失產(chǎn)能，為了快速識(shí)別注水開發(fā)水平井水淹類型，恢復(fù)水平井單井產(chǎn)能，通過對(duì)對(duì)應(yīng)注水井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)指標(biāo)分析，利 用模糊聚類的方法判斷水平井來水方向，并基于儲(chǔ)層物性、改造措施類型、滲流特征等建立了油藏模型，通過模擬計(jì)算確定最 佳堵水時(shí)機(jī)、堵劑用量、

2、施工參數(shù)等。礦場(chǎng)試驗(yàn)表明該方法可以確定優(yōu)勢(shì)來水方向，優(yōu)化的堵水調(diào)剖參數(shù)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果明顯。 關(guān)鍵詞：超低滲透油藏；水平井；水淹；工程治理對(duì)策 例：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A0前言長慶油田超低滲透油藏分布廣泛，儲(chǔ)量資源豐富，已探明超低滲透油藏三級(jí)儲(chǔ)量占長慶油田總?cè)?jí)儲(chǔ)量的50.6%;潛力儲(chǔ)量為11.87億噸，占總潛力儲(chǔ)量的79%,是長慶油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要資源基礎(chǔ)。以華慶油田為代表的超低滲透油藏以半深湖-深湖相沉積為主，沉積類型以砂質(zhì)碎屑流、濁流沉積為主；儲(chǔ)層物性差，平均孔隙度11.12%,巖心滲透率0.36><10-3而；孔吼細(xì)小，中值半徑 0.10.2g 地層壓力系數(shù) 0.7,屬低壓超低滲 透

3、油藏。開發(fā)初期該類油藏主要采用定向井超前注水開發(fā)技術(shù)，對(duì)于物性相對(duì)較好的區(qū)塊開發(fā)效果理想，而對(duì)于物性相對(duì)較差的區(qū)塊，直井開發(fā)單井產(chǎn)量低，開發(fā)效益差。近年來，開展了超低滲透油藏水平井開發(fā)試驗(yàn)，同樣采用超前注水技術(shù)政策，試驗(yàn)了交錯(cuò)排狀注采井網(wǎng)，直井注水，水平井采油，水平段長度600-800m,配套6口注水井，見到了明顯的增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，單井產(chǎn)量達(dá)直井產(chǎn)量4倍左右，且穩(wěn)產(chǎn)效果好。然而，在生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)了部分井水淹的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了水平井試驗(yàn)效果， 由于水平井配套注水井較多，生產(chǎn)動(dòng)態(tài)驗(yàn)證時(shí)間長，堵 水調(diào)剖工作難度大， 本文結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)， 提出了水淹類型識(shí)別方法， 指導(dǎo)了生產(chǎn)動(dòng)態(tài)驗(yàn)證工作， 并提出了 相

4、應(yīng)治理對(duì)策。1水淹類型識(shí)別關(guān)于油田注水開發(fā)水淹油層的識(shí)別，很多學(xué)者都進(jìn)行了研究1-4,研究的對(duì)象多數(shù)為已進(jìn)入高含水期開發(fā)的油田，研究的方法多為通過測(cè)井資料、錄井等資料進(jìn)行歸納對(duì)比、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判斷等，而判識(shí)水淹井來水方向及水淹類型時(shí)，多采用生產(chǎn)動(dòng)態(tài)驗(yàn)證、示蹤劑測(cè)試等方法，該方法可以準(zhǔn)確判斷來水方向，但驗(yàn)證周期長。對(duì)于一口采油井對(duì)應(yīng)多口注水井時(shí)，如HQ油田水平井注水開發(fā)時(shí)， 水平井水淹動(dòng)態(tài)驗(yàn)證和測(cè)試難度增大、水淹類型識(shí)別周期長。本文根據(jù)注水一些生產(chǎn)動(dòng)態(tài)指標(biāo)，利用模糊聚類的方法判斷水平井來水方向5-6。1.1 竄流通道識(shí)別指標(biāo)篩選(1)注水井注入壓力變化率如果注采井之間不存在竄流通道，注水井注入壓

5、力在長時(shí)期內(nèi)會(huì)保持平穩(wěn)。而在竄流通道形成的過程中， 注水井的注入壓力在短期內(nèi)迅速下降。(2)注水井注入壓力相對(duì)值當(dāng)注水井與水平井之間存在竄流通道時(shí)，注入水沿地層內(nèi)部竄流通道突進(jìn)至生產(chǎn)井，滲流阻力小，在達(dá)到作者簡(jiǎn)介：齊銀(1980-),男，陜西定邊人，工程師，碩士，主要從事壓裂酸化技術(shù)研究與應(yīng)用工作。 地質(zhì)配注條件下，地面注水壓力相對(duì)系統(tǒng)壓力偏低。(3)注水井每米吸水指數(shù)變化率存在竄流通道的井，其單井每米吸水指數(shù)會(huì)遠(yuǎn)比其它井大，吸水指數(shù)較大的井存在竄流通道的可能性較大。(4)注水井超前注水量相對(duì)值注水井超前累計(jì)注水量越大，發(fā)生竄流的可能性越大。(5)注采動(dòng)態(tài)相關(guān)性生產(chǎn)過程中的注入量和產(chǎn)液量可以反

6、映注采井之間的相關(guān)性，油水井動(dòng)態(tài)相關(guān)值越大，竄流通道的發(fā)育程度越大。1.2 竄流通道識(shí)別方法竄流通道模式分為孔隙型或裂縫型。如果Darcy徑向流公式左端大于右端5倍或者更多，則近井筒流體流態(tài)為線性流，即竄流通道為裂縫型7。q. p kh/ 141.2 ln 7 %在確定表征竄流通道的指標(biāo)后，利用模糊聚類數(shù)學(xué)方法客觀劃分注水井類型，即判斷確定注水井存在竄流通道的概率，從而篩選出優(yōu)勢(shì)注水井。1.3實(shí)例應(yīng)用QP3井位于HQ油田，該井2010年12月13日投產(chǎn)，排液穩(wěn)定后日產(chǎn)液 18.8m3,日產(chǎn)油6.1t,含水61.8%, 含鹽47353mg/l;見水后日產(chǎn)液 13.5m3,日產(chǎn)油2.97t,含水7

7、4.1%,動(dòng)液面位于井口，含鹽12861mg/l ,水淹后日產(chǎn)液14.4m3,日產(chǎn)油0t,含水100%,動(dòng)液面位于井口，水型為Na2SO4型，而該區(qū)地層水為CaCL2型，為此可以確定見注入水。通過整理、分析 QP3井組生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)及測(cè)試資料，采用竄流通道識(shí)別方法計(jì)算結(jié)果表明：B260-60井存在竄流通道的概率最大(96.3%),其次為B261-62井(65.7%)。計(jì)算流態(tài)識(shí)別指數(shù)， B260-60井為線性流(>5), 因此認(rèn)為該井與QP3井有裂縫溝通。經(jīng)動(dòng)態(tài)驗(yàn)證，B260-60井2010-12-31停注后，QP3井從2011-1-6開始含水由96.0%下降至48.4%。表1 QP3井對(duì)

8、應(yīng)注水井計(jì)算結(jié)果注水井B258-62B259-64B260-60B261-62B262-58B263-60超強(qiáng)注水相對(duì)值0.370.150.150.150.040.14注采相關(guān)性0.010.011.000.010.800.30注水壓力相對(duì)值1.050.841.320.980.891.02注水壓力變化率0.030.050.400.070.210.21米吸水指數(shù)0.180.480.250.280.510.40m3/(d.Mpa.m)竄流概率(%)6.35.596.365.75.932.6流態(tài)識(shí)別指數(shù)0.170.1515.603.820.700.86流態(tài)識(shí)別/裂縫線性流弱線性流/2治理對(duì)策研究2.1

9、 典型模型的建立采用CMG數(shù)值模軟件(STARS模塊)，結(jié)合華慶長6油藏物性和滲流特征， 以QP3井為例，建立了水平 井井組優(yōu)勢(shì)注水井凝膠深部調(diào)剖數(shù)值模型。水力壓裂裂縫是通過模型中局部網(wǎng)格加密和“等效導(dǎo)流能力”的方法實(shí)現(xiàn)，即適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大縫寬而同時(shí)等比例縮小裂縫滲透率，保持裂縫導(dǎo)流能力不變的做法處理裂縫8-12。2.2 深部調(diào)剖技術(shù)研究從QP3井水淹類型識(shí)別可見，該井屬于裂縫見水特征，應(yīng)對(duì)注水井深部調(diào)剖達(dá)到對(duì)竄流通道的“填、堵” 作用，對(duì)油層縱向調(diào)剖，橫向提高水驅(qū)效率的作用。目前的堵劑品種眾多，針對(duì)該井油層特征、水淹特征采用 低強(qiáng)度堵劑+多功能強(qiáng)凝膠+弱凝膠體系具有較強(qiáng)的針對(duì)性。利用數(shù)值模擬計(jì)算的

10、方法確定了注入濃度、堵劑 用量、注入時(shí)機(jī)及段塞設(shè)計(jì)。(1)注入濃度堵劑注入濃度不同，措施效果不同。計(jì)算Z果表明，相同的堵劑用量條件下(1500m3),堵劑濃度增加，水平井含水下降，但在 30kg/m3以后下降幅度逐漸趨緩。為此確定堵劑濃度在30kg/m3為最佳堵劑濃度值。001%率化變水分02011-4-172011-9-142012-2-112012-7-10時(shí)間2012-12-72013-5-64086O2圖1 QP3含水率一不同堵劑濃度曲線(2)堵劑用量在水平井含水達(dá)到90%時(shí)，不同的堵劑用量得到不同的措施效果。模擬計(jì)算結(jié)果表明，隨著堵劑用量的增加，水平井含水下降越多，但下降幅度逐漸趨緩

11、。相對(duì)應(yīng)的深部調(diào)剖井注入壓力也隨著堵劑用量的增加而增 大，B260-60井注水井口壓力上升空間4-5MPa,綜合確定合理的堵劑用量為1500-2000m3。53 050010001500注入堵劑用量/m32000值升上力壓水 Mxo -0626 6 5 4 3 2 17 6 5 45 5 5 5%值降下率水今育02500圖2不同堵劑用量措施效果曲線(3)注入時(shí)機(jī)對(duì)于微裂縫發(fā)育的超低滲透油藏而言，在注水開發(fā)過程中， 一旦注入水沿微裂縫突進(jìn)，則注入時(shí)間越長水淹優(yōu)勢(shì)滲流通道越明顯。為此，在裂縫竄流發(fā)生后， 應(yīng)及時(shí)對(duì)優(yōu)勢(shì)注水井進(jìn)行深部堵水調(diào)剖，改變注入水沿優(yōu)勢(shì)滲流通道的滲流能力， 達(dá)到注水均勻驅(qū)替的作

12、用。通過對(duì)QP井計(jì)算結(jié)果表明，相同的堵劑用量下(1500m3),竄流注水井累計(jì)注水量越大，調(diào)剖措施效果越差，即調(diào)剖時(shí)機(jī)越早越好。T一累注水500m3 累注水1000m3沙率水605040工 累注水1500m330202011-6-62011-10-42012-2-12012-5-312012-9-28日期圖3 QP3含水率-不同累注量曲線(4)段塞設(shè)計(jì)在堵劑類型、堵劑用量確定條件下，如何優(yōu)化注入段塞設(shè)計(jì)直接影響堵水調(diào)剖的措施效果。結(jié)合該區(qū)油層特征、水淹類別，分別計(jì)算了單段塞、強(qiáng)凝膠與弱凝膠組合段塞條件下的堵水效果?？梢娤嗤亩聞┯昧肯?1500m3),多段塞效果好于單段塞，而封堵段塞“強(qiáng)-弱-

13、強(qiáng)(1:2:1)”組合降含水效果較優(yōu)。%率水日期2011-6-62011-10-42012-2-12012-5-312012-9-28. 單段塞 強(qiáng)-弱段塞 t一強(qiáng)-弱-強(qiáng)段塞 強(qiáng)-弱-強(qiáng)-弱-強(qiáng)段塞loQ Q 。 O 0 8 6 4 2圖4 QP3含水率-不同段塞組合曲線2.3調(diào)剖堵水實(shí)施效果在上述水淹類型識(shí)別、 動(dòng)態(tài)驗(yàn)證和模擬計(jì)算的基礎(chǔ)上， 對(duì)B260-60井進(jìn)行了復(fù)合堵水調(diào)剖試驗(yàn)， 凝膠段塞 采用“強(qiáng)-弱-強(qiáng)(1:2:1) : 其中強(qiáng)凝膠用量 985方，弱凝膠用量 699方，累計(jì)用量1684方，實(shí)際堵劑濃度 28.2kg/m3,堵水調(diào)剖措施后，見到了明顯效果。(1)堵水調(diào)剖后注水井注水壓

14、力升高、壓降趨勢(shì)明顯變緩。8760200400600800時(shí)間(min)1000120014005 4 3 2 1 0 9 1111113(壓圖5 B260-60井調(diào)堵前后注水壓力變化曲線從調(diào)剖前后的壓降曲線來看，調(diào)剖后注水井注水壓力升高2.0MPa,調(diào)剖前后測(cè)壓 6小時(shí)，壓降速率分別為1.01MPa/h和0.33MPa/h ,壓降曲線明顯變緩，調(diào)剖起到了一定的效果。(2) QP3井含水下降。在堵水調(diào)剖過程中，QP3井含水100%,日產(chǎn)液量14m3,動(dòng)液面位于井口，堵水調(diào)剖結(jié)束后生產(chǎn)三個(gè)月，含水下降至20%,動(dòng)液面下降至1200m,日產(chǎn)油達(dá)5.0t,生產(chǎn)形勢(shì)基本穩(wěn)定，見到了良好的效果。圖6 Q

15、P3井采油曲線3結(jié)論及建議(1)對(duì)于一口水平井對(duì)應(yīng)多口注水井開發(fā)的條件下，水平井水淹后，利用模糊聚類的方法可快速判斷水平 井來水方向、確定優(yōu)勢(shì)注水井，通過對(duì) QP3井對(duì)應(yīng)的6 口井分析計(jì)算結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)驗(yàn)證結(jié)果一致，表 明該方法具有一定的實(shí)用性。(2)在對(duì)水平井來水方向盼識(shí)的基礎(chǔ)上，利用數(shù)值模擬的方法對(duì)最佳堵水時(shí)機(jī)、堵劑用量、注入濃度、段 塞設(shè)計(jì)、施工參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究，確定了合理的施工方案，在 QP3井對(duì)應(yīng)的注水進(jìn)行深部調(diào)堵后，該水平 井含水下降至20%,動(dòng)液面下降至1200m,產(chǎn)油量恢復(fù)到 5t,取得了良好的應(yīng)用效果。參考文獻(xiàn)1王超，蔡敏.大慶西部低滲透水淹層識(shí)別方法研究J.石油天然氣

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