低渗透油藏开发中超前注水技术及应用分析

低渗透油藏开发中超前注水技术及应用分析

王艳丽 冯超

大港油田第一采油厂 300280

摘要：石油是重要的能源之一，在石油开发过程中会遇到不同的难题，其中最为典型的就是低渗透油藏的开发。随着技术的不断提高，适用于低渗透油藏的开发技术也有了很大的进步，其中超前注水技术就是一项能够获得高效、稳产的措施。这项技术主要就是在油田开采之前，应用超前注水的方式来加大地层的压力，当地层压力达到要求之后再进行开发，同时在开采过程中还要根据具体情况进行相关的调整。具有一定优势的超前注水技术在我国石油领域里被广泛的应用和研究，使得我国低渗透油藏的开发能够卓有成效的进行下去。

关键词：低渗透油藏开发；超前注水技术；应用分析

低渗透油田存在自然产能低、吸水能力差、压裂投产后递减快等特征，由于低渗透油田目前在国内产量比例越来越大，因此，国内关于低渗透油藏注水开发方面的理论研究和现场试验越来越多，并总结形成了较为完整的低渗透油田开采技术系列，能够实现低渗透油田的经济有效开发。大量油田现场开发实践表明，低渗透油藏经济有效开发的技术关键是如何解决有效注入的问题。

1.低渗透油田分类

目前世界对于低渗透油田还没有统一的分类标准，各个国家根据自身的油藏特点自主进行低渗透油田的分类。在我国，低渗透油田按照其渗透率分为三类。第一类，低渗透油田。这类油田的油层平均渗透率在0.01 到0.05 之间。这种油田中开采的石油能够满足工业生产的要求，但是由于其产油量较低，需要采取措施提高油田的开采价值。第二类，特低渗透油田，油层平均渗透率在0.001 到0.01 之间。这种油田有着高束缚的水饱和度，需要采取大型压裂措施使其产油量增加。第三类，超低渗透油田。油层平均渗透率在0.0001 到0.001 之间。这种油田的油层具有很高的密度，并且具有高束缚的水饱和度，不利于进行开采，开采的商业效益很低。

2. 超前注水技术的基本原理

超前注水一般是指在继续采油井投产之前，以注水井为载体，进行投注。保证在进行油井投产的过程中，泄油面积的含油饱和度应该略高于原始油层的饱和度。在此基础上建立一个比较完善的驱替系统的注采方式。

一般来说，低渗透油田具有启动压力梯度的特征。在实际进行研究和开发的过程中，要是储层的渗透率出现比较低的问题，就会导致渗流的特征不能和达西定律相吻合。转变一种说法就是流体只有在压力梯度比较小的时候就会难以流动。因此，在这样的情况下，就需要提升压力梯度的高度，这样才能为启动压力梯度奠定基础。

非达西渗流的主要特点就是直线段的延长线直接不通过原点。如果梯度的压力出现增长的现象就会导致流速呈现出非线性的增长。但是，这个增长会存在一个界定值，超出了这个范围就会转变成线性关系。从低渗透油层角度出发，超前注水具有启动压力梯度的特点，并且表现出弹-塑性形变的特征。把非达西渗透作为依据，就能够提高储层的渗透性，逐渐降低启动压力梯度，最后完善渗透油田的注水状况。

3.低渗透油田的主要特征

3.1 微观地质特征

低渗透油田主要有两大微观特征：第一，孔隙度区间较大，通常在 3%~30% 之间，不同地区油田孔隙度存在较大差异，低渗透油田按照孔隙度可划分为高孔低渗和低孔低渗油田，其中，高孔低渗油田孔隙度 20%~30% 之间，油藏埋藏浅、原生孔隙为主；低孔低渗油田孔隙度在 3%~12% 之间，油藏埋藏较深、次生孔隙为主。第二，非均质性强，由于低渗透油田具有多物源、近物源、矿物及结构成熟度低和相变快的特征，储层平面纵向非均质性较强。

3.2 主要开发动态特征

低渗透油田由于平均空气渗透率为（5.3~32.7）10-3 、油层厚度比较小、有效孔隙度 13.78%~18.03% 之间等地质特征影响，投入开发后主要有以下几方面特征：一是自然产能投产情况下，产能不能达标，只有经过压裂改造之后才能达到油田开发经济效益标准；二是部分油层发育天然裂缝，注水开发过程中水会沿着定向裂缝推进，注水开发后水驱方向性强，注水开发效果不理想；三是天然能量较低，依靠天然能量开发递减快，某油田经过 8 个月开采以后，其地层压力从原来的 7.9MPa 下降到了 5.3MPa，单井产量从 10.3t/d 下降到 3.1t/d。

4.超前注水技术的具体应用

4.1合理把握超前注水的时机

渗透油藏开发中的超前注水十分重要，把握什么样的时机进行超前注水对油藏开发更为有利是一个值得认真研究的问题。超前注水的时间过长，注水量升高，则会引起地层压力的上升，如果地下存了大量的水，那么在开发后很有可能出现一些问题。超前注水时间过短，注水量下降，地层压力也会降低，可能会导致开发过程中出现喉道系统和隐性裂缝、人工压裂缝的堵塞和闭合，渗透率降低，储层受到不可逆转的伤害。

确定超前注水的时机，最重要的是得考虑油藏开发的合理压力保持水平。在油藏还没有投入开发而进行超前注水，地层压力是一定比原始地层压力要高。通过数值模拟计算得到某油藏在投入开发时的合理压力保持水平是原始的地层压力的115%-120%。如果使地层压力保持在这个水平的话，那么储层的孔喉系统就会开启并且不会导致裂缝的形成，使得储层物性达到最好的状态，在投入开发之后能够获得良好的效果。另外油藏内部与其边部的储层性质存在差异，油藏内部具有较好的物性，较快的压力传递，当超强注水时间达到171d的时候，地层压力能够达到原始地层压力的118.2%；油藏边部具有相对较差的物性，较慢的压力传递，当超前注水达到188d的时候，地层压力会达到原始地层压力的116.9%。据研究，171d和188d的超前注水周期正是油藏内部及边部的合理的注水时机。所以在油藏开发的过程中，一定要注意保持较高的压力，使地层有着足够的能量，提高开发效果。

4.2准确掌握超前注水的强度及注水量

在完成把握合理的超前注水时机之后，还要准确掌握超前注水的强度及注水量。后期开发的难以程度及是否能够保持稳定的产量受到累计注水量和注水强度的影响重大。在实际注水的过程中，该油藏的每日超前注水在30 是最为合适的。当合理注水时间控制在188d、油藏边部的压力保持水平在115%-120%的时候，超前注水量应该累计达到5180 ，日平均注水量应该为2715 。考虑到油藏边部油层厚度较小的原因，其合理的注水强度适合在215-218 /(d·m)。在实际注水中，比较合理的日超前注水为27 。所以，为了得到最理想的效果，使油藏边部的超前注水量应该高于油藏内部，另外注水强度也保持较高的状态。经深入的研究，温和注水的方式最适合该油藏，一定要保证注水时间及注水量达到要求。

结 语：

超前注水技术对于导压性能差、天然能量小的油层有较高的使用价值，因此超前注水技术比较适合低渗透油藏的开发。这种技术要在油藏开发的早期进行使用，这样可以使地层压力能够在开采技术的应用中保留下来，并使油藏受渗透率的影响减小。低渗透油藏的开采难度较大，需要很高的技术水平，因此应当不断进行开采技术的研发，使高开采难度的低渗透油藏能够被顺利开采，缓解我国的能源压力。

参考文献：

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