低渗透油田超前注水技术研究及应用

低渗透油田超前注水技术研究及应用

罗清丽

延长油田股份有限公司宝塔采油厂顾屯采油队 716000

摘要：针对低渗透油田介质变形与启动压力梯度的特点，借鉴国内外各大油田开发中的经验，探究超前注水技术的研究与应用途径，以该项技术为支撑构建压力驱替系统，减少在油田开发进程中地层压力降低导致的地层伤害，减少油井初期阶段含水率，增加油田最终采收率。最后在超前注水技术作用下，保持最佳的压力水平、注水压力、注水强度与注水时机，为企业创造更大的经济效益。文章就低渗透油田超前注水技术研究及应用进行了论述与分析。

关键词：低渗透油田；超前注水技术；研究；应用

引言：伴随油层改造技术革新与勘探深入，各种低渗透油田被不断发现。但是因低渗透油田天然能量不充分、能量损耗快、渗流阻力大的特点，造成其前期虽然会有较高的产能，却会在后期出现递减迅速、稳产难、采收率低等问题。针对以上问题，选择一种更为有效的注水技术：超前注水技术，让注水井在投产井投产前完成投注动作，经过持续的注水，提升地层压力，使其高于原始地层压力，形成一种更为有效的注采方式。

一．低渗透油田超前注水技术研究

1.避免压力降低造成的原油性质变差

低渗透性油田存在以下缺点：供油面积小、油层物质差、压力消耗大、渗流阻力大，故而在油田生产过程中，会出现底层压力持续降低，直至饱和压力之下，底层会出现脱气，这些气一部分未经处理会一直滞留在底层中，也有一部分会伴随原油到达井底，地层中进入的脱气原油会重新形成一个平衡状态。在后续进行注水操作后，会造成地层压力持续上升，处于新的平衡状态下，会使得地层脱气原油构建新的原油物性体系，且处于脱气状态下，会造成原油粘度与密度出现不同程度的提升，此时原油渗流阻力亦会逐步提升，体积系数缓慢降低，原油产量减少。

2.底层压力降低不会造成底层遭受伤害

在各种相关研究中发现，一些出现裂缝的低渗透油田，在其整体地层压力持续降低过程中，油层孔隙度会出现大幅度降低，裂缝亦会逐步闭合，油田渗透性会持续降低。在低渗透油田油层岩芯室内试验进程中，保持围压一直处于定值状态，发现流量变化的同时，空隙压力亦会随之出现正比变化，之后再维持空隙压力处于平常值时，发现流量只能达到原始值56%-74%。因此能够得出以下结论：若是地层压力一直处于下降状态，低渗透油田储层渗透率亦会同比例不断下降，在该种情况下需选择超前注水技术，以此来维持地层压力整体的稳定性，可有效避免出现储层渗透率降低的问题^[1]。

3.减少低渗透油田前期含水量

在保持其他条件一致时，油井渗透率与其本身的含水率呈反比例关系，渗透率降低时，含水率会上升，启动压力梯度亦会增加。此时选择超前注水技术，提升地层压力，降低对地层孔隙度、渗透率的伤害，提升储层渗透率，利于增加油田产量。故而在油田生产前期阶段选择超前注水技术，可降低初始含水率以及初始启动梯度，提升油田整体的开发效果^[2]。

二、低渗透油田超前注水技术应用

1.明确压力保持水平界限

在监测压力数据进程中，若是选择超前注水技术，会逐步提升地层压力，在其上升到限定值时，上升趋势会逐渐平缓。在以往应用超前注水技术油藏中发现，处于2.0×10^-3渗透率下，若是地层压力持续保持水平上升状态，超前注水时间不断延长，注入体积会持续增大，油田初期产能并非呈直线上升趋势，只有在地层压力增加至120%左右时，才会使得单井产量达到最大增幅，此时整体的油田产能才会达到最大值。因此建议通过一定的措施来维持地层压力在120%左右，如此才可取得最大的生产效率^[3]。

2.注水强度

分析延长油田以往应用超前注水技术生产油田的过程，发现在注水井注水强度超过3m³/d·m时，在油井投产后会迅速见水，且含水率会有一个较快的增长速度。因此建议控制注水强度在3m³/d·m，达到最好的超前注水效果。其次，从微观层面来讲，针对亲水油层，保持低注水速度，利于最大程度的发挥油水前缘后的水的渗透作用，让水能够完成高渗层→低渗层的吸渗，体积波及系数增加，就该层面来讲，注水速度不宜过快。

3.注水压力

在选择注水压力时，会受限于地层破裂压力，根据以往的低渗透油田开发经验来说，注水井最大流压需控制在地层破压90%以内，避免出现地层破裂导致注水沿着裂缝串流。综合考虑油管水嘴压力损失以及摩擦压力，在确定注水压力时，可按照以下方程式进行计算：P_f=P_wf+P_mc+P_tl-10⁴H,其中P_f指的是注水井注入最大压力值，P_wf指的是注水井井底流压，P_mc指的是水嘴压力损失值，P_tl指的是油管摩擦压力损失值，H指的是注水深度，单位为m，以上所有的压力单位都是MPa。通过以上方程式能够转却计算在一定注水深度下，应当选择的超前注水压力^[4]。

4.超前注水时机

明确超前注水时间，需综合考虑油藏开发压力水平，在系列研究中发现，物性越差，会造成原始地层压力持续上升，超前注水时间亦会延长。而适当增加注水强度，则可减少超前注水时间，若是超前注水时间超过一般值，会造成注水量过高，因油藏整体的非均质性，会使得在开发时含水快速上升，最后出现暴性水淹，如果超前注水时间不长，注水量比较少，地层压力一直维持在较低水平，会在开发时出现隐性裂缝，严重时造成人工压裂缝闭合之后堵塞，降低渗透率，损害储层，因此其中必然存在最佳的超前注水时间，以此来实现最高的经济效益。超前注水时间t可按照以下方式计算：t=αβηP

_i（NB_oiC_e+K）/（B_wγ+B_o）-1。其中α指的是超前注水压力保持系数，对应某一油田常数；β指的是超前注水技术下收集的原油为一般注水技术下原油的(p+1)倍，通常情况下β在20%与30%之间；η指的是原油当前商场价格；P_i指的是原始状态地层压力；N指的是地层原始储量；B_oi指的是原油体积系数；C_e指的是油藏弹性压缩系数；K指的是水侵系数；b指的是超前注水投资；B_w指的是地层水体积系数；γ指的是平均水油比；B_o指的是地层油体积系数。通过上述方程式来求出最佳的超前注水时机^[5]。

结语：综述，文章就低渗透油田超前注水技术研究及应用进行了论述与分析，探讨了该种技术应用的必要性与良好效果，要求给予其充足的重视，从而能够优化整体的低渗透油田开采工作，以此来高效率的开采出更为优质的油田，为企业创造更大的经济效益。

参考文献：

[1]刘立虎.超前注水在特低渗透油田中的应用——以吴起油田为例[J].非常规油气, 2018,(1):86-93,79.

[2]范旭.超低渗透油藏超前注水开发技术研究及应用[J].科学技术创新,2020,(5):49-50.

[3]张承丽,孙铎,宋国亮等.低渗透油田超前注水合理技术参数优化研究[J].数学的实践与认识,2018,(13):26.

[4]何瑞玲,杜宏,刘锐.超前注水在油田开发中的应用研究[J].中国化工贸易,2019, (2):147.

[5]吕淑宏.低渗透油田超前注水开发规律及后期调整对策研究[J].中外能源,2018, (2):49-54.