長慶特低滲透油藏超前注水開發規律研究

車起君，蔣遠征，周小英，焦軍，李玉霞

（1.中國石油長慶油田分公司勘探開發研究院，陜西西安　710021；2.低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西西安　710021；3.中國石油長慶油田分公司第二采油廠地質研究所，甘肅慶陽　745100）

長慶特低滲透油藏超前注水開發規律研究

車起君1，2，蔣遠征1，2，周小英1，2，焦軍1，2，李玉霞3

（1.中國石油長慶油田分公司勘探開發研究院，陜西西安710021；2.低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西西安710021；3.中國石油長慶油田分公司第二采油廠地質研究所，甘肅慶陽745100）

考慮到超前注水壓力敏感而導致介質變形引起的孔隙度和滲透率的降低，但仍屬于特低滲油藏，存在啟動壓力梯度［1-3］，理論推導超前注水呈雙曲遞減規律，超前注水和同步注水遞減曲線特征基本相同，遞減率Di=0.21；超前注水提前提高了原始地層壓力保持水平，油井初期產能得到提高，同時，壓力保持水平的提高，影響到油藏中后期開發油井含水上升速度加快。同步注水無水采油期（穩產期）特征比較明顯，超前注水無水采油期短，水驅特征曲線表明超前注水水驅提前，同樣采出程度，含水上升較快，最終采收率同步注水高于超前注水。

遞減規律；超前注水；采收率；無水采油期

前人大多數研究了超前注水初期，中后期超前注水到底如何？目前文獻研究較少，這與當時的超前注水開發時間短有關。然而，目前長慶特低滲透油藏超前注水油井開發已經到了開發的中后期，超前注水中后期開發規律研究時機已到，本文的研究成果將會為低滲透油藏超前注水開發提供一定的借鑒意義。

1　超前注水遞減規律研究

1.1地層壓力保持水平對滲透率的影響

低滲透油藏大多屬于應力敏感性油藏，隨著注入水的進入或地層流體的采出，地層巖石的有效覆壓將會發生變化，巖石發生變形，從而引起地層孔隙度和滲透率發生變化。長慶特低滲透油藏生產實踐表明，地層壓力的下降和上升，會造成巖石承受的凈上覆壓力的變化，使巖石滲透率受到影響，地層壓力保持水平越高有效滲透率越高［4］。當地層壓力為11.75 MPa，地層壓力保持水平是128％時，有效滲透率為0.43 mD，地層壓力保持在原始地層壓力附近時，有效滲透率為0.26 mD～0.30 mD（見圖1），有效滲透率與地層壓力保持水平呈線性關系（見圖2），關系式為：y=0.005 2x-0.231 1。

1.2超前注水遞減規律

超前注水提高了原始地層壓力，改善了低滲透油藏孔隙度、滲透率，降低了油藏啟動壓力梯度，但油藏滲透率變化不是很大，仍屬于特低滲透油藏，存在啟動壓力梯度［5］，理論上符合特低滲透油藏產量遞減規律，產油量可以寫成下式：

圖1　特低滲油田地層壓力與有效滲透率關系圖　

在注采平衡情況下，有：

（1）、（2）式結合，有：

積分（3）式，得：

長慶特低滲透油藏相對滲透率曲線呈冪函數形式，即：

把（5）（6）式代入（4）式，積分得：

把（7）式代入（1）式得：

圖2　特低滲油田有效滲透率與地層壓力保持水平關系圖

則（8）式變為：

由（9）式可推出遞減率變化方程：

顯然初始遞減率：

將（11）式代入（9）式得：

（13）式就是特低滲透油藏超前注水雙曲線遞減方程。

實踐也證明，超前注水呈雙曲遞減規律（見圖3），同步注水亦呈雙曲遞減規律（見圖4），不同的是二者初期產量不同，超前注水投產初期產量較大（4.06 t/d），為同步注水井的1.63倍。

圖4　同步注水雙曲遞減規律

1.3超前注水開發油井見水見效時間

2　超前注水開發規律

超前注水提高原始地層壓力，提高單井初期產量的同時［8-10］，油井見水時間縮短，含水上升速度加快（見圖5）、無水采油期縮短，遞減較大（見圖6）；同步注水，產量上升期（注水見效期）、無水采油期（穩產期），見水期（遞減期）等三個特征明顯（見圖7）。

圖5　超前注水與同步注水含水上升曲線

圖6　超前注水與同步注水生產規律曲線

甲型水驅特征曲線［11，12］，兩種注水方式擬合直線基本平行，斜率為K=0.050 33，二者抬升時間不同，超前注水抬升時間較早，同樣累積產油情況下產出水量較大（見圖7），超前注水和同步注水最終采收率分別為21.43％、25.59％［13］，用水驅流管方法標定采收率分別為21.31％、24.10％（見圖8），兩種方法計算結果接近，說明評價結果較為可靠。

圖7　超前注水與同步注水甲型水驅特征曲線

圖8　超前注水與同步注水流管法采出程度曲線

3　結論與認識

（1）超前注水提前提高了原始地層壓力，改善油層滲透性，油藏本質未發生變化，仍屬于特低滲透油藏，存在啟動壓力梯度，理論上超前注水呈阿爾普斯雙曲遞減規律，實際超前注水也呈現統計意義上的雙曲遞減規律；同步注水開發模式出現注水見效、無水采油、遞減三個明顯開采特征，超前注水出現三個遞減階段，無水采油期短，最終采收率標定結果，超前注水采收率略低于同步注水。

（2）理論上超前注水見效時間特別短，見注入水時間短，實際生產油井含水快，中后期油田開發效果變差，同步注水含水上升較慢。

（3）超前注水提高了油井初期產量，地層壓力升高的同時，水的滲流速度增加，中后期開發含水上升加快，影響最終開發效果。

（4）特低滲透油田超前注水開發效果還得進一步研究，本文只是針對長慶油田部分地質特征相似的幾個井區進行了分析研究。

符號說明：

h-油層厚度，m；Δp-生產壓差，Pa；K-油層滲透率，m2；B-體積系數；E-無因次啟動壓力梯度；n-油井數，口；μ-黏度，Pa·s；Re-供油半徑，m；rw-井徑，m；δp-啟動壓力，Pa；S-飽和度；Kr-相對滲透率；o-油相；w-水相；i-初始時刻。

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Changqing low permeability oilfield waterflood development law research advance

CHE Qijun1，2，JIANG Yuanzheng1，2，ZHOU Xiaoying1，2，JIAO Jun1，2，LI Yuxia3
（1.Exploration and Development Research Institute of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710021，China；2.National Engineering Laboratory for Low-Permeability Petroleum Exploration and Development，Xi'an Shanxi 710021，China；3.Oil Production Plant 2 of Geological of PetroChina Changqing Oilfield Company，Qingyang Gansu 745100，China）

Considering the advanced water injection pressure sensitive leads to the decrease of deformation caused by porosity and permeability，but still belongs to the low permeability reservoir，starting pressure gradient［1-3］，theoretical derivation of advanced water injection showed regular hyperbolic decline，advanced water injection and synchronous water injection decline curve feature based the same decline rate，advanced water injection improves the original formation pressure in advance maintain the level of oil well productivity is improved，at the same time，keep the pressure to raise the level of influence to the late water rise speed.Synchronous injection water free oil production period（stable stage）are the obvious features ofadvanced water injection water free oil production period is short，that advanced water injection water flooding characteristic curve in advance of water flooding，the same production degree，water content increased rapidly，and the final recovery rate was slightly larger than that of the advanced water injection.

diminishing law；advanced water injection；recovery ratio；absolute production period

TE357.61

A

1673-5285（2016）08-0028-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.08.007

2016-06-14

車起君，男（1961-），1986年畢業于西北大學石油與天然氣地質專業，在長慶油田從事油田地質、油田開發及油藏工程研究工作。