延长油田长6油藏注水开发及水驱前缘微地震监测应用

郝世彦，王永东

(1.延长油田股份有限公司，陕西延安 716000;2.延长油田股份有限公司子长采油厂，陕西子长 717300)

1 区域沉积背景

区域地质研究表明，鄂尔多斯盆地从晚三叠世开始进入内陆坳陷盆地发展阶段，发育了大型内陆湖泊，沉积了厚逾千米的上三叠统生、储油岩系，延长组是湖盆形成、发展和萎缩全过程的沉积记录。长6期湖盆开始收缩，沉积补偿大于沉降，为湖泊三角洲建设的高峰期，是典型陆相沉积油层，具备陆相沉积储层物性变化较大的特征[1]。

根据6口探井共863块样品的物性分析数据，研究区延长组长6储层物性变化较大，孔隙度最小为1.3%，最大可达19.5%，平均值为9.72%，主要分布在8% ～12%，占样品总数的82%;渗透率从小于0.001×10－3μm2到95.371×10－3μm2(为裂缝)，主要分布在 0.1 ×10－3～2 ×10－3μm2，占样品总数的90%。按照原石油行业碎屑岩储层物性划分标准，本区延长组储层多属低孔低渗和低孔特低渗储层。

截至2004年年底，子长油田长6油藏油井总数401口，开井327口，平均单井日产液0.66 t，平均单井日产油0.36 t，采油速度仅0.23%，累积产油98.1×104t。采出程度6.8%，综合含水44.9%，属于低孔、低渗、浅层低产油田。

2 注水开发的必要性

该区从投入开发到目前，油藏驱动以弹性－溶解气驱为主。据子16、子19、子24井测压对比，子16井初期平均压力6.54 MPa，生产16个月之后，共产原油1 355 t，地层压力下降到3.14 MPa，总压降3.4 MPa，压降速度为0.21 MPa/月，弹性产出率399 t/MPa。

根据采收率分析计算结果，对天然能量开发和水驱开采的采收率进行比较分析(见表1)。

理论计算表明，子长采油厂长6油藏采用天然能量开发，最终采收率为10.9%。但根据矿场实际资料分析，子长油田长6油藏采用天然能量开发的最终采收率为9.3%。理论计算结果与矿场实际资料分析结果很接近，综合取值10%。

表1 长6油藏天然能量开发和注水开发的采收率综合取值比较Table 1 Construction of oilfield development and water－flooding development in Chang 6 Oilfield

根据国内外油藏经验公式计算结果，子长采油厂长6油藏水驱采收率在13.6% ～21.6%，考虑到油藏整体压裂改造的因素，平均取值为16.75%。因此子长油田长6油藏水驱后采收率综合取值17.6%。

综上分析，子长采油厂长6油藏采用注水开发比采用天然能量开发能提高10%的采收率，因此采用注水开发子长油田长6油藏很有必要。

4237井组于2002年6月实施注水，由于各种原因累积注水不足3 000 m3，累积注采比0.02～0.14，地层能量亏空较大，但动态反映明显(见表2)，多数邻井产量上升或保持稳定，仅有个别井产量下降。

表2 4237井注水的邻近井动态响应Table 2 Response of adjacent wells for Well 4237

3 水驱前缘微地震监测方法

由采用天然能量开发转为注水开发，需要随时了解水驱前缘分布、注入水推进速度、邻近见效程度，以便即时调整注采方案。

水驱前缘监测采用微地震方法，在注水井附近布置微地震监测台网，该台网6个分站，无线传输、主站记录、自动识别、分析、定位微地震事件，用监测到的微地震源的空间分布密度描述注水前缘分布[2]。自动识别采用13个标准:地下质点速度的波幅、频谱、前升起、后衰减、波形包络、互相关，地下质点加速度的波幅、频谱、前升起、后衰减、波形包络、互相关及拐角频率特征。以4237井组为例介绍了微地震监测过程，图1是4237井监测时的台站布置示意图，横轴东西向，纵轴南北向，格值100 m，圆点是被监测井监测段在地面的投影，三角点是监测台站位置。台站布置要求是:监测井应该在台站顺序连线包围区内，6个台站不共圆，3个以上台站不能共线。台网孔径不小于深度的十分之一。

图2是注水井及井组其他邻井位置，涉及4口邻井。

图1 4237井监测台站布置图Fig.1 The monitoring station layout of Well 4237

4237井组于2002年6月实施注水，由于各种原因累积注水不足3 000 m3，累积注采比0.02～0.14，地层能量亏空较大，但动态反映明显(见表2)，多数邻井产量上升或保持稳定，仅有个别井产量下降。4236井注水后增产明显;4238井原是采油井，注水水淹后转为注水井。

图2 注水井及邻近井的相对位置Fig.2 Position map of injection and adjacent well

4 水驱前缘微地震监测效果分析

图3是等值线表示的水驱前缘及注水见效程度拟合图，由三层等值线表示，最外一层等值线包围区是注水见效区，第二层等值线包围区是注水见效较高的区，第三层等值线所包围的区是注水水淹的区。邻近见效区的井，如果沿着见效较高区优势方向，也会稍见效。由图3可以看出，4238井处于水淹区;4236井、4233井邻近注水见效区，且是第二层等值线凸起位置指向方向，应该注水稍见效;4239井注水不见效。这与表2给出的动态结果一致:4238井产液量增高并水淹，4236井、4233井增产或稳产，4239井产液量降低。监测结果准确反映了注水前缘分布和注水见效程度。

图3 水驱前缘分布及邻近井见效程度Fig.3 Water-flooding efficency ofadjacent wells for Well 4237

由图3还可以看出，注入水的优势流动方向北东东向，相对应力场方向略有右旋，可能受到应力方向及布井方向的共同影响;注水初期，渗流流动速度较快，约每天1.7 m。后期流动速度较慢，至监测时，2010年7月，注水波及的最大距离不足400 m，这可能是由于地层吸水，油井采液，在某一特定距离上，注入水失去了向前流动的动力，水驱前缘波及范围是有限的。

水驱前缘方向应该受到应力方向、布井方向及原生裂缝方向的影响。

监测区的优势裂缝方向北西向[1]，应力方向北东向[3]，油水井连线方向北东东向;后两者对水驱前缘方向影响强烈。

5 结语

1)微地震监测结果准确地反映了4237井地水驱前缘分布及邻近油井受益状况，给出优势注入水流动方向，估算注水前缘推进速度。为油水井布井及其调整提供亟待了解的依据，是一个现实、可行的监测方法。

2)监测还表明，影响油田注水的不仅有原生裂缝，应力作用也是一个不可忽视的因素。油田注采井网布置应该参考应力方向、原生裂缝方向的影响。而不考虑应力因素，可能影响注水效果。

3)此次水驱前缘微地震监测与实际地质资料基本符合。

4)依据监测结果，注入水沿北东东方向突进明显，在低孔、低渗油田，油水井布置方向应该沿着注水突进方向布置，布井方案是正确的，收到了较好的注水开发效果;若调短北北西方向的井距，可以进一步提高注水见效程度。

[1]王永东.子长油田4237井完井总报告资料[R].2006，12.

[2]齐铁新，刘建中，秦桂林.井下裂缝连通技术在安棚碱矿的应用[J]. 中国工程科学，2006，8(7):63－67.

[3]闫志涛，刘建中，邱金平.第三沉降带应力场研究[J].中国工程科学，2009，11(2):33 －36.