張鋒利，高智梁，李 權(quán)，歐陽(yáng)雨薇，周 日，張利健

（1.中海石油（中國(guó)）有限公司秦皇島32-6作業(yè)公司，天津 300450；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300450）

渤海Q油田油藏埋深較淺，為疏松砂巖高孔高滲儲(chǔ)層，產(chǎn)液能力高，目前油田平均單井日產(chǎn)液量可達(dá)600 m3以上，綜合含水接近95%，處于特高含水期。根據(jù)近年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，油井提液生產(chǎn)仍然是渤海Q油田提高單井產(chǎn)量的有效方法之一。雖然油井提液可有效提高單井產(chǎn)量，但后續(xù)生產(chǎn)中會(huì)面臨含水上升速度加快、遞減率增大等問(wèn)題。

1 提液井概況

2018—2020年，渤海Q油田共實(shí)施大泵提液井30井次，措施前產(chǎn)液量合計(jì)為15 881 m3，產(chǎn)油量合計(jì)為674 m3，平均單井產(chǎn)液量為529 m3，平均單井產(chǎn)油量為22 m3。實(shí)施提液措施后初期產(chǎn)液量合計(jì)為30 682 m3，產(chǎn)油量合計(jì)為1 422 m3，平均單井產(chǎn)油量 為47 m3，提液增油措施取得了較好效果（表1）。

表1 渤海Q油田提液前后生產(chǎn)對(duì)比

2 提液井生產(chǎn)分析

油井提液后產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、含水率等生產(chǎn)動(dòng)態(tài)參數(shù)與提液前相比均有較大差異，初期增油效果以及后期生產(chǎn)過(guò)程中遞減率、含水上升速度等參數(shù)也與多種因素密切相關(guān)，如儲(chǔ)層厚度、含水階段、生產(chǎn)壓差、能量補(bǔ)充類型等。2018—2020年，對(duì)Q油田實(shí)施的提液井進(jìn)行上述生產(chǎn)參數(shù)統(tǒng)計(jì)，分析生產(chǎn)油井提液后的遞減率變化和含水上升速度變化的主要相關(guān)因素。

2.1 提液前后含水率變化

渤海Q油田30井次提液井產(chǎn)油量增加的倍數(shù)高于產(chǎn)液量增加的倍數(shù)，直接因素是單井提液前后含水率的變化。分析單井提液前后含水率變化影響因素有助于提液井篩選、提液幅度優(yōu)化等。

分析油田近年30井次提液井措施前后含水率變化與儲(chǔ)層厚度、含水階段、生產(chǎn)壓差、能量補(bǔ)充類型等因素之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)單井含水率變化與含水階段、能量補(bǔ)充類型和儲(chǔ)層厚度間有一定的相關(guān)性：①當(dāng)油井提液前含水率低于95%時(shí)，提液后含水率大部分會(huì)上升，上升幅度為1%～2%；當(dāng)提液前含水率高于95%時(shí)，提液后含水率大部分保持平穩(wěn)或小幅下降（低于1%）。②能量補(bǔ)充類型為底水油藏的油井提液后含水率保持平穩(wěn)，而以注水水驅(qū)為主的油井提液后含水率多為小幅上升或保持平穩(wěn)，與底水油藏油井含水率較高有關(guān)。③儲(chǔ)層厚度小于10 m的油井，提液后含水率以上升或穩(wěn)定為主；儲(chǔ)層厚度大于10 m的油井，提液后含水率以穩(wěn)定為主，個(gè)別井含水率下降（圖1～3）。

圖1 措施前含水率與含水率變化關(guān)系

2.2 提液后遞減率變化

圖2 儲(chǔ)層厚度與含水率變化關(guān)系

圖3 日增液量與含水率變化關(guān)系

油井提液前后遞減率變化與提液措施累計(jì)增油密切相關(guān)。若提液后遞減率增大，則預(yù)示了提液增油有效期較短，累計(jì)增油量較少；若提液后遞減率減小，則預(yù)示了提液增油有效期較長(zhǎng)，累計(jì)增油量較多。分析提液后遞減率變化相關(guān)的因素對(duì)于改善提液增油效果意義較大。

分析油田近年30井次提液井遞減率變化與儲(chǔ)層厚度、含水階段、生產(chǎn)壓差、日產(chǎn)液量、能量補(bǔ)充類型等因素之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，提液后遞減率變化與提液措施的增液量間有一定的相關(guān)性，隨著增液量加大，提液后遞減率呈下降趨勢(shì)（圖4）。提液后遞減率變化與生產(chǎn)壓差、含水階段、儲(chǔ)層厚度等其他因素間未見(jiàn)明顯的相關(guān)性。單從遞減率變化方面看，在條件允許的情況下，提液量越大則越有利于后期遞減率降低或保持穩(wěn)定，利于延長(zhǎng)措施有效期、改善提液增油效果。但具體到單井，提液量大小與儲(chǔ)層特征、生產(chǎn)壓差等密切相關(guān)。統(tǒng)計(jì)得出的提液前后遞減率變化與儲(chǔ)層特征和生產(chǎn)壓差無(wú)明顯的相關(guān)性，因此不能只以提液量大小來(lái)判斷后期遞減率變化，提液井的篩選和提液幅度優(yōu)化應(yīng)參考更多因素。

圖4 日增液量與年遞減率變化關(guān)系

2.3 提液后含水上升速度變化

油井含水上升速度指的是油井含水率的變化快慢，可采用油井一年內(nèi)含水率變化來(lái)進(jìn)行表征，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和應(yīng)用較為便捷。油井提液前后含水上升速度變化與提液后遞減率變化和提液增油有效期密切相關(guān)，即含水上升速度增大，在產(chǎn)液量保持穩(wěn)定的情況下，含水率升高更快，日產(chǎn)油量遞減更快，提液增油有效期將縮短。

提液后含水上升速度變化與提液前后生產(chǎn)壓差變化之間有一定的相關(guān)性，隨著油井提液前后生產(chǎn)壓差的增加，提液后含水上升速度呈降低趨勢(shì)。含水上升速度與提液前后生產(chǎn)壓差的變化關(guān)系，與前述的遞減率變化與日增液量關(guān)系基本一致，即隨生產(chǎn)壓差增大且日增液量越大，則含水上升速度和遞減率均呈減小趨勢(shì)（圖5）。

圖5 壓差變化與含水上升速度關(guān)系

3 提液井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析

根據(jù)前述提液前后含水率變化、遞減率變化和含水上升速度變化的影響因素，深入分析渤海Q油田提液井生產(chǎn)前后變化情況，指導(dǎo)后期篩選提液井及優(yōu)化提液幅度、提液時(shí)機(jī)。

3.1 提液井篩選

由提液前后含水率變化可以看出，篩選提液井時(shí)，除考慮供液能力、地層能量等直接因素外，還應(yīng)考慮能量補(bǔ)充類型和儲(chǔ)層厚度。應(yīng)優(yōu)選儲(chǔ)層厚度較大的井以及能量補(bǔ)充類型為天然底水油藏的井實(shí)施提液，有利于油井提液后含水率保持穩(wěn)定，保障提液增油效果。

3.2 提液幅度優(yōu)化

由提液井遞減率變化和含水上升速度變化影響因素可以看出，提液后日增液量和生產(chǎn)壓差增加越大，越有利于后期減緩含水上升速度及遞減率。因此，單井提液幅度優(yōu)化時(shí)可根據(jù)地層能量、供液能力及管柱條件，最大程度地加大提液幅度。渤海Q油田的儲(chǔ)層埋深在1 000 m左右，電潛泵下入垂深一般為800～1 000 m，套壓約2 MPa，考慮生產(chǎn)過(guò)程中電潛泵左右沉沒(méi)度大于200 m即可安全穩(wěn)定生產(chǎn)。因此，渤海Q油田提液后生產(chǎn)壓差為4～6 MPa，以提液前生產(chǎn)壓差2 MPa估算，提液幅度為2～3倍。

3.3 提液時(shí)機(jī)選取

由提液后含水率變化與提液時(shí)含水率高低關(guān)系可以看出，當(dāng)油井含水率達(dá)到95%或以上時(shí)，有利于提液后含水率保持穩(wěn)定，而對(duì)于含水率低于95%的井，提液會(huì)導(dǎo)致含水率升高，不利于改善提液增油效果。因此，油井含水率達(dá)到95%時(shí)即為渤海Q油田油井有利提液時(shí)機(jī)。

4 提液井生產(chǎn)機(jī)理分析

4.1 提液井篩選和提液幅度

一口井生產(chǎn)之后，井底壓力會(huì)隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低。一般情況下，井底壓力變化p(r，t)可表示為距離r和時(shí)間t的函數(shù)，如下：

從式（2）中可見(jiàn)，某點(diǎn)的壓力變化規(guī)律是離井越近、時(shí)間越長(zhǎng)，該點(diǎn)的壓力變化將越大。雖然在理論上，即使地層中離井距離很遠(yuǎn)的地方，當(dāng)油井一開(kāi)始生產(chǎn)即立刻開(kāi)始下降。但客觀實(shí)際中，在一定距離ir之后，壓力變化將很小很小，基本可視為保持開(kāi)井前的原始?jí)毫i（圖6）[1]?？梢哉J(rèn)為比該距離ir更遠(yuǎn)的儲(chǔ)層尚未動(dòng)用。

圖6 壓降漏斗和調(diào)查半徑

根據(jù)式（2）也可以看到，其他條件一致時(shí)，儲(chǔ)層厚度越薄，某點(diǎn)的壓力變化越大。反之，如其他條件一致時(shí)，儲(chǔ)層越厚，某點(diǎn)的壓力變化越小。再結(jié)合上述一定距離ir之后尚未動(dòng)用的情況，油井提液后ir′較提液前ir有所擴(kuò)展（圖7豎線陰影部分），當(dāng)儲(chǔ)層較厚時(shí)，提液后ir′擴(kuò)展范圍較儲(chǔ)層較薄時(shí)明顯增大（圖8橫線陰影部分），意味著更大的儲(chǔ)層動(dòng)用范圍。因此，儲(chǔ)層厚度越大、提液幅度越大，對(duì)應(yīng)的動(dòng)用距離ir越大，相應(yīng)的提液效果會(huì)越好。

圖7 較薄儲(chǔ)層油井提液前后ri對(duì)比

圖8 較厚儲(chǔ)層油井提液前后ri對(duì)比

4.2 提液時(shí)機(jī)選取

張金慶等利用廣適水驅(qū)曲線研究了含水上升率與含水率之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)對(duì)于不同的水相指數(shù)（nw）、油相指數(shù)（no）及水油流度比與油水體積系數(shù)比的乘積（M），含水上升率與含水率之間關(guān)系差異較大[2-13]。從圖9可以看到，當(dāng)含水率越高，不同含水上升率曲線間的差異越小，當(dāng)含水率接近于1時(shí)，含水上升率快速下降，利于提液后油井含水率保持穩(wěn)定。因此，將含水率大于95%以后確定為合理提液時(shí)機(jī)符合理論認(rèn)識(shí)[2]。

圖9 含水上升率和含水率關(guān)系

5 提液井實(shí)例

以上述提液井生產(chǎn)關(guān)系為指導(dǎo)，2021年，選取Q19井和Q24井實(shí)施換大泵提液，提液幅度分別為2.2倍和2.1倍，日增油分別為19 m3和8 m3，提液前后含水保持穩(wěn)定，取得了較好增油效果（表2）。

表2 渤海Q油田兩口提液井效果

6 結(jié)論

（1）分析渤海Q油田近年提液井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)能量補(bǔ)充類型為底水油藏，儲(chǔ)層厚度超10 m及含水階段達(dá)到95%時(shí)，提液后含水率較提液前有下降趨勢(shì)或保持穩(wěn)定；反之，若含水率較提液前上升，隨提液幅度加大，生產(chǎn)壓差增大（4～6 MPa），則含水上升速度及遞減率均呈下降趨勢(shì)。

（2）應(yīng)用壓降漏斗和廣適水驅(qū)理論對(duì)提液井生產(chǎn)機(jī)理進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了油田提液井生產(chǎn)的合理性。

（3）選取兩口井實(shí)施換大泵提液，提液后日增油分別為19 m3和8 m3，效果較好。