王嘉淮 劉延強(qiáng) 楊振杰 謝 斌 鄧偉兵

摘要:研究表明,水平井出水已成為影響水平井生產(chǎn)的突出問(wèn)題,對(duì)水平井出水機(jī)理的研究是水平井高效開(kāi)發(fā)的重要基礎(chǔ)工作,應(yīng)該給予必要的重視。在參考大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)近年來(lái)水平井出水機(jī)理研究進(jìn)展情況進(jìn)行了綜述,對(duì)水平井出水類型、出水機(jī)理及研究方法進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納分析。在此基礎(chǔ)上總結(jié)了水平井出水的主要影響因素,以及各種類型油藏水平井針對(duì)不同出水機(jī)理所采取的控水措施。

關(guān)鍵詞:水平井;出水類型;出水機(jī)理;研究方法;控水措施;研究進(jìn)展

中圖分類號(hào):TE33;TE357.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

引 言

隨著水平井技術(shù)的日益完善和中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)石油資源的需求劇增,水平井?dāng)?shù)量及水平井油氣產(chǎn)量的比重都將呈較快上升趨勢(shì)。水平井應(yīng)用的油藏類型主要有底水油藏、裂縫油藏、稠油油藏等。水平井完井方式主要有3種,即射孔完井、割縫襯管(篩管)完井和裸眼完井[1]。

水平井相對(duì)于垂直井來(lái)說(shuō),具有采油指數(shù)高、生產(chǎn)壓差小、無(wú)水采油期長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì),但是隨著開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng),水平井生產(chǎn)也逐漸暴露出一些問(wèn)題:水平井見(jiàn)水后含水率迅速上升,產(chǎn)油量急劇下降,一些水平井甚至剛投產(chǎn)就見(jiàn)水,嚴(yán)重影響了水平井的開(kāi)發(fā)效果[2]。

水平井產(chǎn)水后降低了產(chǎn)油量,甚至損失儲(chǔ)量。塔里木油田水平井已有1/3處于中、高含水期,產(chǎn)水已成為影響和制約水平井原油生產(chǎn)的嚴(yán)重問(wèn)題。在新疆、冀東、大港等油田,水平井采油均不可避免地出現(xiàn)不同程度的出水問(wèn)題。為了有效地研究和實(shí)施水平井堵水技術(shù),對(duì)水平井出水機(jī)理的研究是一項(xiàng)首要的基礎(chǔ)工作,對(duì)提高水平井的開(kāi)發(fā)效益至關(guān)重要。

1 水平井出水類型

水平井出水方式與直井不同,主要有底水脊進(jìn)和裂縫突進(jìn)2種類型[1]。

1.1 底水脊進(jìn)型

根據(jù)出水區(qū)域在水平段上的分布,底水脊進(jìn)又細(xì)分為點(diǎn)狀、線狀和曲面狀。

由于同一油層的垂向滲透率不同,或者是水平段軌跡高低起伏,早期底水首先從高垂向滲透率的區(qū)域,或者接近油水界面的拐點(diǎn)進(jìn)入油井,此為點(diǎn)狀出水。在水平井生產(chǎn)上表現(xiàn)為含水率上升相對(duì)緩慢。

如果油層縱向是均質(zhì)的,井身軌跡呈直線,底水均勻脊進(jìn),形成線狀出水。油井一旦見(jiàn)水,含水率上升很快,產(chǎn)油量明顯下降。如果底水能量充足,油層滲透性較高,產(chǎn)量較大,線狀見(jiàn)水就會(huì)發(fā)展成曲面出水。導(dǎo)致油井嚴(yán)重水淹,油井成了水井。

在塔里木油田,塔中4油藏水平井出水屬于底水脊進(jìn)類型,初期以點(diǎn)狀見(jiàn)水為主,由于底水能量充足,部分井很快水淹。輪南油田雖為邊水油藏,但發(fā)展到后期成為次生底水。

1.2 裂縫突進(jìn)型

地層水沿與水平段連通的裂縫進(jìn)入油井是裂縫油藏常見(jiàn)的出水形式。在開(kāi)采初期裂縫是油的通道,隨著油層壓力降低,裂縫變成了水的通道。

與底水脊進(jìn)不同的是,此類水平井見(jiàn)水后,一個(gè)月甚至幾天之內(nèi)產(chǎn)水急增,產(chǎn)油驟減。新疆裂縫油藏水平井見(jiàn)水后的生產(chǎn)狀況即如此。裂縫油藏水平井堵水的關(guān)鍵是找準(zhǔn)出水裂縫,用大劑量高強(qiáng)度堵劑封堵。

不論是底水脊進(jìn)還是裂縫突進(jìn),水平井見(jiàn)水后如不采取堵水措施,含水率將一直上升,因?yàn)樗畬拥哪芰看笥谟蛯拥哪芰?底水(水藏)的體積大于油藏的體積,且在同樣的地層中水的滲流能力大于油的滲流能力。

2 水平井出水機(jī)理的研究方法

2.1 數(shù)學(xué)模型方法

水平井是有廣闊發(fā)展前景的增產(chǎn)新技術(shù)。其基礎(chǔ)是油、水兩相垂直二維滲流,因此研究水平井兩相流體二維滲流具有重要的理論和實(shí)際意義。

直井兩相一維滲流的基本理論已由Buckley和Leverett建立,陳鐘祥等將其推廣到了雙重孔隙介質(zhì)的情形。對(duì)于水平進(jìn)兩相二維滲流問(wèn)題,劉慈群在不變流線的假定下進(jìn)行研究,取得了一些結(jié)果[3-6]。

第1期王嘉淮等:水平井出水機(jī)理研究進(jìn)展

郭大立[7]在此基礎(chǔ)上,研究底部注水時(shí)底水油藏中的水平井水錐問(wèn)題,利用特征線方法,對(duì)描述兩相流體二維滲流的擬線性雙曲型編微分方程進(jìn)行了全面的求解,通過(guò)實(shí)例計(jì)算,給出了水錐的形成和發(fā)展以及水平井水淹的全過(guò)程,得出了水平井見(jiàn)水時(shí)間公式。

在底水脊進(jìn)機(jī)理研究方面,1986年Chaperon研究了各向異性地層的水脊變化規(guī)律,1989年Giger提出了描述水脊的二維數(shù)學(xué)模型,1989年Kapatzacos解決了底水脊進(jìn)見(jiàn)水時(shí)間預(yù)測(cè)問(wèn)題[1]。1997年souza等利用數(shù)學(xué)模型研究了水平井底水脊進(jìn)突破時(shí)間和突破后流體的流動(dòng)狀態(tài),用油田實(shí)例進(jìn)行了計(jì)算,并與用ECIJPSE模擬的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比[8],結(jié)果表明模擬數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)相關(guān)性好,模擬結(jié)果和程序可靠。

2.2 數(shù)值模擬方法

王青等人[9]利用數(shù)值模擬方法研究了用水平井開(kāi)采底水油藏時(shí)采水對(duì)控錐的作用,初步研究了采水井型、采水時(shí)機(jī)和采水量對(duì)控錐的影響規(guī)律。

不同水平井的水淹動(dòng)態(tài)特征存在顯著差異,而油藏類型、儲(chǔ)層物性、流體性質(zhì)、水平段長(zhǎng)度、水平段位置和開(kāi)發(fā)方式等因素都會(huì)對(duì)水平井水淹動(dòng)態(tài)產(chǎn)生重要影響。周代余[10-11]等人以塔里木油田TZ402CⅢ油組水平井為例,根據(jù)其生產(chǎn)動(dòng)態(tài)和歷史擬合數(shù)值模擬,分析了水平井水淹動(dòng)態(tài)特征差異及其影響因素,提出了塔里木油田底水油藏水平井的3種水淹模式,即線狀見(jiàn)水整體水淹模式、點(diǎn)狀見(jiàn)水整體水淹模式和點(diǎn)狀見(jiàn)水局部水淹模式。水淹模式的建立可為水平井新井設(shè)計(jì)、完井方式選擇、后期措施工藝選井等提供參考依據(jù)。

喻高明等[12]對(duì)砂巖底水油藏的開(kāi)采特征及其影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,研究選用中國(guó)塔里木油田三疊系油藏Ⅰ油組為原型油藏。其研究方法是,利用三維三相黑油模型分析了單井產(chǎn)油量、儲(chǔ)層沉積韻律、垂向水平滲透率比、夾層大小及位置、邊底水能量、油水粘度比、井距、油井射開(kāi)程度以及油水毛管壓力等9種因素對(duì)砂巖底水油藏開(kāi)采效果的影響。

鄭俊德等人[13]分析了水平井開(kāi)發(fā)高含水油藏的風(fēng)險(xiǎn),開(kāi)展了水平井水淹機(jī)理數(shù)值模擬研究,建立了基礎(chǔ)模型及排式注水采油剩余油分布模型。對(duì)影響水平井開(kāi)發(fā)效果和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的因素共設(shè)計(jì)出66個(gè)單因素模擬方案,對(duì)各個(gè)單因素進(jìn)行了敏感性分析和評(píng)價(jià),并對(duì)這些影響因素進(jìn)行了綜合分析,給出了各個(gè)因素對(duì)水平井開(kāi)發(fā)效果和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的定量敏感性結(jié)果。

2.3 物理模型方法

Permadi等人[14]利用物理模型重點(diǎn)對(duì)不同油層厚度與原油粘度的水平井見(jiàn)水前后水脊形成與發(fā)展的規(guī)律進(jìn)行了研究。2004年Wbowo等人用物理模型研究了底水驅(qū)油藏中重力、粘滯力和毛細(xì)管力對(duì)水平井產(chǎn)能的影響[15]。王家祿等人通過(guò)二維可視物理模擬裝置進(jìn)行水平井開(kāi)采底水油藏流體流動(dòng)規(guī)律研究,觀察水平井開(kāi)采時(shí)水脊脊進(jìn)過(guò)程,研究不同水平段長(zhǎng)度和不同生產(chǎn)壓差條件下底水上升規(guī)律、水脊形成與發(fā)展機(jī)理,分析水平段長(zhǎng)度和生產(chǎn)壓差對(duì)見(jiàn)水時(shí)間和采收率的影響,剖析水平井開(kāi)采底水油藏的滲流機(jī)理,尋求延緩底水脊進(jìn)的方法[16]。

3 對(duì)水平井出水機(jī)理的認(rèn)識(shí)

3.1 水平井出水原因與影響因素

戴彩麗等人[17]通過(guò)潿洲11-4油田C4井分析了薄層水平井的出水基本原因:①油層厚度薄,油井水平段最低處距油水界面僅3.19 m;②采油速度高,生產(chǎn)壓差大;③油層底部無(wú)致密層;④油層縱向不均質(zhì)。

Permadi等人[14]對(duì)底水脊進(jìn)的過(guò)程進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明:底水脊進(jìn)最初發(fā)生在靠近水平井跟部的地方,并且脊頂逐漸向井筒中流體流向相反的方向移動(dòng);即使含水率達(dá)到99%,底水也未達(dá)到水平井段的高部位,因此在射孔完井的水平井中,靠近高部位的井段應(yīng)加密射孔;底水脊進(jìn)油井后含水一直增加,但油層厚、水平段長(zhǎng)的油井,含水率上升相對(duì)較慢,見(jiàn)水前的產(chǎn)油量較高。

2004年Wibowo等人通過(guò)物理模型對(duì)底水驅(qū)油藏進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,結(jié)論是底水驅(qū)油藏水平井產(chǎn)能隨重力與粘滯力的比值的增加而增加,隨粘滯力與毛細(xì)管力的比值的減小而增加,重力和毛細(xì)管力的作用對(duì)水脊界面有重要影響[15]。

郭大立等人[7]推導(dǎo)出了水平井見(jiàn)水時(shí)間公式,水平井見(jiàn)水時(shí)間與油層厚度的平方成正比,與水平井水平段長(zhǎng)度成正比,與流量成反比。研究結(jié)果證明,利用水平井開(kāi)發(fā)底水油藏時(shí),沒(méi)有穩(wěn)定的水錐。初始時(shí)刻水平的油水界面將會(huì)不斷向上推進(jìn),逐漸形成錐形。水錐的形狀是不穩(wěn)定的,將會(huì)越來(lái)越突出。

特 種 油 氣 藏第17卷

王家祿等人[16]通過(guò)二維可視物理模擬裝置對(duì)水平井開(kāi)采底水油藏過(guò)程中流體流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,水平段長(zhǎng)度和生產(chǎn)壓差影響底水上升規(guī)律、水脊形成與發(fā)展機(jī)理、見(jiàn)水時(shí)間及采收率:①水平段長(zhǎng)度較小時(shí),在較短時(shí)間內(nèi)就形成了水脊,水脊的兩翼比較陡,油水邊界變形較大,在兩翼邊緣處出現(xiàn)較大的死油區(qū);②水平段長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí),水脊形成時(shí)間較長(zhǎng),水脊的兩翼逐漸變緩且對(duì)稱分布,兩翼邊緣處形成的死油區(qū)也較小。隨著水平段長(zhǎng)度增加,在相同生產(chǎn)壓差下,水平井見(jiàn)水時(shí)間推遲,無(wú)水采收率和最終采收率增加;③水平段長(zhǎng)度相同時(shí),隨實(shí)驗(yàn)壓差增大,底水形成水脊時(shí)間提前,水脊的發(fā)展速度加快,底水很快脊進(jìn)到水平井筒,水脊兩翼界面變陡,見(jiàn)水時(shí)間提前,無(wú)水采收率和最終采收率減小。

喻高明等人[12]對(duì)砂巖底水油藏底水錐進(jìn)的機(jī)理進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明,影響底水錐進(jìn)的主要因素是單井產(chǎn)油量、夾層大小及位置、垂向水平滲透率比、儲(chǔ)層沉積韻律和油水粘度比。

3.2水平井生產(chǎn)參數(shù)對(duì)水淹動(dòng)態(tài)特征的影響規(guī)律

陳志海等人[18]以塔里木盆地某底水油藏為例,綜合前人的研究成果和油藏?cái)?shù)值模擬方法首先開(kāi)展了直井與水平井開(kāi)發(fā)該油藏的對(duì)比研究,然后對(duì)厚底水薄油藏的開(kāi)發(fā)問(wèn)題開(kāi)展了較為深入的探索和研究。研究結(jié)果表明,底水錐進(jìn)到井底是由于井底附近的壓力降大于油水密度差異產(chǎn)生的重力差。降低井底附近的壓降是抑制底水錐進(jìn)的必由之路。直井與油層之間的接觸方式為點(diǎn)接觸,井底附近的壓降漏斗呈對(duì)數(shù)分布;水平井水平段與油層之間的接觸方式為線接觸,水平段附近的壓降呈線性分布。對(duì)于直井,底水的油水界面會(huì)呈現(xiàn)“錐形”突進(jìn);對(duì)于水平井會(huì)形成“脊形”突進(jìn)。

鄭俊德等人[13]開(kāi)展了水平井水淹機(jī)理數(shù)值模擬研究,研究結(jié)果表明:

(1) 產(chǎn)液量與無(wú)水期累計(jì)產(chǎn)油量之間為負(fù)相關(guān),即產(chǎn)液量越大則無(wú)水期累計(jì)產(chǎn)油量越小;而產(chǎn)液量與計(jì)算期末累計(jì)產(chǎn)油量之間為正相關(guān),即產(chǎn)液量越大則計(jì)算期末累計(jì)產(chǎn)油量也越大。這一變化表明,水平井投產(chǎn)初期控制產(chǎn)液量有利于提高無(wú)水產(chǎn)油量,而高含水后期提高產(chǎn)液量則有利于提高最終采收率。

(2) 避水高度、水平段長(zhǎng)度和油藏厚度與無(wú)水期累計(jì)產(chǎn)油量和計(jì)算期末累計(jì)產(chǎn)油量均為正相關(guān)。這表明在任何開(kāi)發(fā)階段,這3個(gè)參數(shù)越大則水平井的開(kāi)發(fā)效果也越好,但就影響效果而言,這3個(gè)參數(shù)對(duì)無(wú)水期開(kāi)發(fā)效果的影響比中后期更大。

(3) 水體大小與無(wú)水期累計(jì)產(chǎn)油量和計(jì)算期末產(chǎn)油量均為負(fù)相關(guān),即在任何開(kāi)發(fā)階段,這一參數(shù)越大則水平井的開(kāi)發(fā)效果也越差,水體大小對(duì)計(jì)算期末累計(jì)產(chǎn)油量的影響更大。

(4) 油水黏度比與無(wú)水期累計(jì)產(chǎn)油量和計(jì)算期末累計(jì)產(chǎn)油量均為負(fù)相關(guān),即在任何開(kāi)發(fā)階段,這一參數(shù)越大則水平井開(kāi)發(fā)效果也越差,油水黏度比對(duì)無(wú)水期開(kāi)發(fā)效果的影響大于對(duì)整個(gè)水平井開(kāi)發(fā)歷史的影響。

不同水平井的水淹動(dòng)態(tài)特征存在顯著差異,而油藏類型、儲(chǔ)層物性、流體性質(zhì)、水平段長(zhǎng)度、水平段位置和開(kāi)發(fā)方式等因素都會(huì)對(duì)水平井水淹動(dòng)態(tài)產(chǎn)生重要影響。

3.3 底水油藏水平井的水淹模式

周代余等人以塔里木油田TZ402CⅢ油組水平井為例,根據(jù)其生產(chǎn)動(dòng)態(tài)和歷史擬合數(shù)值模擬,分析了水平井水淹動(dòng)態(tài)特征差異及其影響因素,提出了塔里木油田底水油藏水平井的3種水淹模式[11]。

(1) 線狀見(jiàn)水整體水淹模式。儲(chǔ)層物性較好、油水粘度比低、生產(chǎn)壓差小的底水油藏水平井符合線狀見(jiàn)水整體水淹模式,即底水均勻向水平段推進(jìn),沒(méi)有底水脊進(jìn),底水波及范圍大,無(wú)水期和無(wú)水期累計(jì)產(chǎn)油量大,開(kāi)發(fā)效果好。隨著水平段軌跡變化,該水淹模式下水平井低含水期水淹動(dòng)態(tài)表現(xiàn)出差異:①水平段軌跡相對(duì)平緩時(shí),見(jiàn)水后含水率上升快,很快進(jìn)入高含水期;②水平段軌跡起伏較大時(shí),見(jiàn)水后含水率上升相對(duì)緩慢,存在低含水期,但低含水期相對(duì)較短,低含水期累計(jì)產(chǎn)油量較小。

(2) 點(diǎn)狀見(jiàn)水整體水淹模式。儲(chǔ)層非均質(zhì)較強(qiáng)、油水粘度比低、生產(chǎn)壓差小的底水油藏水平井符合點(diǎn)狀見(jiàn)水整體水淹模式,即受非均質(zhì)性影響,產(chǎn)生底水脊進(jìn),水平段局部位置底水突破,見(jiàn)水時(shí)間提前,無(wú)水期開(kāi)發(fā)效果受到影響。該水淹模式下水平井見(jiàn)水后含水上升速度相對(duì)緩慢,低含水期長(zhǎng),低含水期累計(jì)產(chǎn)油量大。

(3) 點(diǎn)狀見(jiàn)水局部水淹模式。對(duì)于塔里木油田底水油藏水平井,其儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、油水粘度比高、生產(chǎn)壓差較大,符合點(diǎn)狀見(jiàn)水局部水淹模式。水平井底水脊進(jìn)嚴(yán)重,底水過(guò)早局部突破,波及范圍小,無(wú)水期開(kāi)發(fā)效果差。由于儲(chǔ)層非均質(zhì)性嚴(yán)重和流體性質(zhì)差等影響,原油滲流阻力大,見(jiàn)水后底水不能有效擴(kuò)大波及范圍,導(dǎo)致水平段局部水淹,剩余油分布潛力大,整體開(kāi)發(fā)效果較差。

4 水平井出水的控水措施與方法

根據(jù)水平井油藏的特性和水平井出水機(jī)理確定水平井的控水措施與方法,是做好水平井控水工作,提高水平井開(kāi)發(fā)效益的基本原則。通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行歸納分析,列舉4種較為典型的水平井控水措施與方法。

4.1 控制厚油層水平井出水的技術(shù)

劉波等人[2]對(duì)大慶油田老區(qū)水平井水淹問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究,提出了控制厚油層水平井水淹的技術(shù)。

(1) 定量刻畫(huà)單井厚層韻律性質(zhì)、層內(nèi)夾層分布密度和頻率,尋找厚層內(nèi)部穩(wěn)定夾層。正韻律油層是水平井技術(shù)挖潛剩余油的理想層位,其內(nèi)部所發(fā)育的物性?shī)A層,在縱向上對(duì)油層中下部的注入水起遮擋作用,避免或減緩水平井開(kāi)采層位水的“脊進(jìn)”現(xiàn)象。表征層內(nèi)非滲透性或低滲透夾層分布的2個(gè)定量指標(biāo)是夾層分布頻率和夾層分布密度。在實(shí)際操作過(guò)程中,應(yīng)盡量在夾層分布頻率和密度較大的井區(qū)布水平井。

(2) 利用多種手段綜合分析剩余油。一方面,利用數(shù)值模擬方法研究層內(nèi)非均質(zhì)性的影響,將目的層細(xì)分到內(nèi)部夾層的級(jí)別,為確定水平井井位提供可靠依據(jù)。另一方面,通過(guò)研究注采關(guān)系、吸水剖面、測(cè)井解釋及檢查井等資料綜合分析剩余油分布狀況。

(3) 水平井與現(xiàn)井網(wǎng)結(jié)合布井,水平段避開(kāi)注入水主流線位置。水平井方案的設(shè)計(jì)以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益和最佳的開(kāi)發(fā)效果為原則,結(jié)合現(xiàn)井網(wǎng)的注采井別,優(yōu)選水平井水平段的空間位置。老區(qū)設(shè)計(jì)水平井的水平段時(shí),應(yīng)盡量設(shè)計(jì)較長(zhǎng)的水平段,避免水平井注入水快速脊進(jìn)。

(4) 加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),優(yōu)化水平井工作制度。影響水平井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的主要因素是水平井投產(chǎn)后的工作制度與水平井的實(shí)際產(chǎn)能是否匹配。根據(jù)鉆井軌跡資料和測(cè)井資料,確定水平段在油藏剖面中的準(zhǔn)確位置和有效長(zhǎng)度,通過(guò)動(dòng)態(tài)分析確定油井合理產(chǎn)能。當(dāng)水平井見(jiàn)水后,根據(jù)水平段在油藏剖面中的位置分析可能的水淹模式,制訂出相應(yīng)的穩(wěn)產(chǎn)對(duì)策,如提液、降低生產(chǎn)壓差、改變注水方向等。

通過(guò)系統(tǒng)研究認(rèn)為,大慶老區(qū)厚油層鉆水平井的水淹問(wèn)題,可以采用延長(zhǎng)水平井水平段的長(zhǎng)度、加強(qiáng)厚油層頂部注水、控制生產(chǎn)壓差等措施加以控制,但是在密井網(wǎng)、高含水、多層砂巖油田、單層厚度在6 m左右的油層鉆水驅(qū)開(kāi)采的水平井并不可行[2]。

由此可見(jiàn),厚油層水平井控水的技術(shù)關(guān)鍵是對(duì)儲(chǔ)層的細(xì)致分析,確定水平段的空間位置與長(zhǎng)度,優(yōu)化合理的生產(chǎn)制度。

4.2 高含水油藏水平井控水措施

鄭俊德等人[13]通過(guò)水平井高含水油藏水淹機(jī)理的理論研究,提出了高含水油藏水平井控水的具體措施。

(1) 搞好剩余油分布的研究。水平井位置應(yīng)選擇在:①物性比較好、厚度比較大的區(qū)塊;②含水率比較低、斷層附近、微構(gòu)造高點(diǎn)及井網(wǎng)不完善的區(qū)塊;③動(dòng)用程度差的非主力層。

(2) 合理設(shè)計(jì)油層中水平段的位置。對(duì)注水開(kāi)發(fā)油田,必須搞清注水量和注水主流線;對(duì)邊、底水驅(qū)油田,要搞清邊、底水錐進(jìn)特征,避開(kāi)注水主流線和水錐區(qū),合理設(shè)計(jì)水平段的位置。

(3) 為避免注入水的底水脊進(jìn),高含水油藏水平段不宜過(guò)長(zhǎng)。

(4) 合理控制水平井產(chǎn)能。注入水的邊、底水能量對(duì)水平井產(chǎn)能影響很大,應(yīng)科學(xué)控制生產(chǎn)壓差,確定合理產(chǎn)能,延長(zhǎng)注入水的突破時(shí)間,爭(zhēng)取有較長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)期。

(5) 加強(qiáng)水平井找水、控水和堵水措施研究。目前國(guó)內(nèi)水平井生產(chǎn)測(cè)試技術(shù)較落后,還無(wú)法找到出水點(diǎn)。即使找到出水點(diǎn),堵水工藝還不健全,因此無(wú)相應(yīng)的堵水措施。

高含水油藏水平井控水的技術(shù)關(guān)鍵是,充分認(rèn)識(shí)剩余油的分布特征和注水參數(shù)與形態(tài)的動(dòng)態(tài)變化,適時(shí)調(diào)整產(chǎn)能。

4.3 水平井底水向上錐進(jìn)的控水方法

王青等人[9]對(duì)底水向上錐進(jìn)和采水控錐機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。研究結(jié)果表明:對(duì)于垂向滲透率較低、油水界面之上存在夾層的儲(chǔ)集層,采水控錐效果顯著,水平井采水效果好于直井;采水越早,控錐效果越好;采水量越大,控錐作用越明顯。但采水時(shí)機(jī)和采水量存在最優(yōu)值。對(duì)于適合采水控錐的油藏,應(yīng)根據(jù)具體儲(chǔ)集層地質(zhì)構(gòu)造、物性、水體大小等地質(zhì)因素,并結(jié)合經(jīng)濟(jì)分析,綜合選擇合適的采水井型、采水時(shí)機(jī)和采水量。此外,并不是所有用水平井開(kāi)采的底水油藏采水控錐都有效。如果垂向滲透率大,油水界面之上無(wú)夾層和隔層的有效阻擋,或水體巨大,水平井的含水率上升會(huì)很快,采水控錐一般難以見(jiàn)效。

4.4 厚底水薄油藏水平井開(kāi)發(fā)的控水措施

陳志海等人[18]研究了塔里木油田厚底水薄油藏水平井開(kāi)發(fā)中的底水錐進(jìn)問(wèn)題,提出了厚底水薄油藏水平井開(kāi)發(fā)的控水措施。

(1) 評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)厚底水薄油藏,主要矛盾在于底水的錐進(jìn),重視垂向和水平滲透率的關(guān)系是非常必要的。開(kāi)發(fā)井應(yīng)盡可能布在有低滲透性隔層的位置,以減緩底水錐進(jìn)。

(2) 水平井開(kāi)發(fā)底水油藏的臨界產(chǎn)量很低,數(shù)值模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)研究表明臨界產(chǎn)量在20～30 m³/d。研究表明,隨初配產(chǎn)的增加無(wú)水采出程度和最終采收率將會(huì)降低,但不同的初配產(chǎn)對(duì)無(wú)水采出程度和最終采收率的影響幅度不同。因此合理控制初配產(chǎn)對(duì)提高厚底水薄油藏水平井開(kāi)發(fā)效益至關(guān)重要。

(3) 提高水平井水平段的避水高度有利于穩(wěn)油控水,提高無(wú)水采出程度,但并非避水高度越高越好,水平井水平段的相對(duì)高度應(yīng)在油層距油水界面的70%～90%之間。

厚底水薄油藏水平井開(kāi)發(fā)的控水技術(shù)關(guān)鍵是,根據(jù)隔層控水的要求合理布井,控制臨界產(chǎn)量。

5 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

(1) 水平井出水受到水平井儲(chǔ)層的特性(厚度、各向異性、原油性質(zhì)和油水界面等)和儲(chǔ)層類型的直接影響。不同的水平井儲(chǔ)層有不同的出水機(jī)理。

(2) 影響水平井出水的主要因素有:水平井長(zhǎng)度、油層厚度、采油速度、生產(chǎn)壓差、隔層性質(zhì)(夾層的大小和位置)、隔水高度以及流體的基本性質(zhì)(重力、黏滯力、毛細(xì)管力)。

(3) 對(duì)于不同性質(zhì)的儲(chǔ)層,應(yīng)根據(jù)不同的出水機(jī)理采取相應(yīng)的控水措施。

(4) 水平井出水機(jī)理的研究對(duì)于水平井控水、堵水技術(shù)的研究,以及提高水平井的開(kāi)發(fā)效益、制訂準(zhǔn)確的開(kāi)發(fā)方案至關(guān)重要,應(yīng)加強(qiáng)這方面的工作。

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編輯 劉兆芝