王莉紅

（中油遼河油田公司冷家油田開發(fā)公司，遼寧 盤錦 7 828030）

不穩(wěn)定注水是利用周期性的提高和降低注水量的辦法，使得油層內(nèi)部產(chǎn)生不穩(wěn)定的壓力降，引起不同滲透率層間或裂縫與基質(zhì)塊間液體之間的相互交換，同時促進(jìn)毛管滲吸作用，并增大其滲吸深度，擴(kuò)大注入水的波及系數(shù)，降低含水，提高產(chǎn)油量。

低滲透油藏地層巖石覆壓的變化引起地層孔隙度、滲透率的變化的不可逆性以及啟動壓力梯度的存在，證實(shí)超前注水保持地層壓力水平對儲層物性的保護(hù)，可以大大提高油井的產(chǎn)能。

1 研究區(qū)概況

L35 區(qū)塊地處盤錦市盤山縣陳家鄉(xiāng)南2km 處。構(gòu)造上位于冷家堡油田西南部北端，東以陳家逆斷層為界與冷家堡油田的主體部位相接，其南部與L46、L75 塊相接，是以3 條斷層所圍限的構(gòu)造單元，總體構(gòu)造形態(tài)是向北傾沒的鼻狀構(gòu)造。油藏埋深2500-3200m，有效厚度15.5m，目的層S3 段從上到下分成2 個亞段5 個油層組，沉積體系包括滑塌濁積扇和軸向重力流水道相，儲層巖性變化大，從礫巖到砂巖、粉砂巖，縱向上以中、細(xì)砂巖為主，黏土礦物含量較低，在4.14%～12.22%之間，平均7.71%，儲層有效孔隙度18%，滲透率7.43×10-3μm2，50℃地面脫氣原油粘度25.5mpa.s，20℃密度0.883g/cm3。

2001 年常規(guī)射孔+壓裂250m 正方形井網(wǎng)投入開發(fā)，經(jīng)歷上產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、遞減、注水開發(fā)四個階段，目前共有油井43 口，注水井19 口，注水方式為相控線性注水，注采井?dāng)?shù)比1：2.2，區(qū)塊日產(chǎn)油59t/d，采油速度0.68%，采出程度19.2%，注水開發(fā)受低孔低滲儲層特征影響采液、采油指數(shù)低；注水壓力高；層內(nèi)層間非均質(zhì)性強(qiáng)，注水后期單向指進(jìn)、含水上升快、縱向動用程度低等一系列開發(fā)矛盾。

2 不穩(wěn)定注水機(jī)理研究及參數(shù)設(shè)計(jì)

不穩(wěn)定注水通過周期性的改變注水量、注水方向，造成主力油層高低滲透部位之間的波動壓差，充分發(fā)揮毛細(xì)管吸滲作用，驅(qū)替出低滲區(qū)剩余油，從而提高注入水波及體積。周期注水：當(dāng)注水井注水時，壓力升高，水流優(yōu)先通過高滲油層驅(qū)替原油；停注時，壓力下降，油水重新分布，在毛管壓差作用下，低滲層原油流入高滲層；當(dāng)再次注水時，繼續(xù)驅(qū)替高滲層，如此多周期后，低滲層也得到了較好的動用。如圖1-2 所示。

圖1 毛管滲吸作用示意圖

圖2 周期注水-油水交滲流動示意圖

依據(jù)理論注水半周期計(jì)算公式：T=L2/2α，

式中:L——注水井排與生產(chǎn)井排之間的距離,cm；

α——未注水時地層平均導(dǎo)壓系數(shù),cm2/s；

T——注水半周期。上式說明地層的彈性越差,周期越短;油層滲透率越高,周期也越短。

導(dǎo)壓系數(shù)是表示彈性液體不穩(wěn)定滲流時壓力變化傳遞快慢的一個參數(shù)，主要影響因素為儲層的滲透率和原油粘度。地層的導(dǎo)壓系數(shù)α 與地層的流度呈線性回歸關(guān)系，其表達(dá)式為：1/α=4325（Ke/μo）-0.9584，代入?yún)^(qū)塊縱向?qū)游粩?shù)據(jù)可以導(dǎo)出合理的注水半周期。見表1。

表1 L35 塊縱向分層導(dǎo)壓系數(shù)與注水周期統(tǒng)計(jì)

3 超前注水機(jī)理研究應(yīng)用及參數(shù)控制

低滲透油藏地層巖石覆壓的變化引起地層孔隙度、滲透率的變化，應(yīng)力敏感系數(shù)反映了初始應(yīng)力與初始地層滲透性隨覆壓的變化關(guān)系，其表達(dá)式S=-lgK/K0(lgσ/σ0）-1，低滲透儲層敏感性強(qiáng)，初始滲透率越低，應(yīng)力敏感系數(shù)越大，隨著覆壓的下降，有效應(yīng)力下降，有效滲透率急劇下降，這種變化是不可逆的。

巖心滲透率與啟動壓力梯度之間呈冪函數(shù)關(guān)系，表達(dá)式為：G=cK0-n；式中G 為啟動壓力梯度，c 和n 為試驗(yàn)系數(shù)，其中n 約為1。低滲透油藏存在啟動壓力梯度，隨著巖心滲透率的減小，啟動壓力梯度急劇增加。

所以超前注水就是針對低滲透油藏進(jìn)行先期注水補(bǔ)充地層壓力改善儲層物性的一種高效注水開發(fā)方式，超前注水保持地層壓力水平對儲層物性的保護(hù)，可以大大提高油井的產(chǎn)能。如圖3-4 所示。

圖3 巖心初始滲透率與應(yīng)力敏感系數(shù)關(guān)系

圖4 壓力分布曲線

超前注水參數(shù)包括：地層壓力保持水平、注水壓力、注水強(qiáng)度、累積注水量、注水時機(jī)控制。當(dāng)最小驅(qū)替壓力梯度大于啟動壓力梯度時，該壓力為儲層條件的合理壓力，其表達(dá)式為η=130.4K0-0.1258；注水壓力受地層破裂壓力控制，一般不高于破裂壓力的90%；注水強(qiáng)度受啟動壓力梯度影響，一般低滲特低滲儲層低注水速度有利于油水前緣后的水由高滲透層向低滲透層滲吸；從水驅(qū)油效率曲線可以看出，當(dāng)注入倍數(shù)超過1.5 時，驅(qū)油效率變化不大。所以應(yīng)用注水強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算出該低滲注水區(qū)塊注水強(qiáng)度合理值為0.51m3/（d.m），當(dāng)累積注水量達(dá)到1.5pv，即為最佳注水時機(jī)。

4 效果分析

不穩(wěn)定注水半周期平均178d，含水上升率由2.58%下降為-0.5%，保持區(qū)塊含水率平穩(wěn)。通過控制最佳注水壓力、注水量、注水體積，優(yōu)選非主力層超前注水成熟井實(shí)施補(bǔ)層壓裂，控制壓裂規(guī)模，至2020 年4 月實(shí)施7 口井，均取得很好的增產(chǎn)效果，目前平均單井增油5t，累增油12152t。

5 結(jié)論及建議

實(shí)踐表明，超前注水有利于建立有效的驅(qū)替壓力系統(tǒng)，提高單井產(chǎn)量和油田最終采收率。合理的注水參數(shù)直接影響低滲透油藏注水開發(fā)效果。