长庆特低渗透油藏超前注水开发规律研究

车起君，蒋远征，周小英，焦军，李玉霞

（1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西西安　710021；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安　710021；3.中国石油长庆油田分公司第二采油厂地质研究所，甘肃庆阳　745100）

长庆特低渗透油藏超前注水开发规律研究

车起君1，2，蒋远征1，2，周小英1，2，焦军1，2，李玉霞3

（1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西西安710021；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安710021；3.中国石油长庆油田分公司第二采油厂地质研究所，甘肃庆阳745100）

考虑到超前注水压力敏感而导致介质变形引起的孔隙度和渗透率的降低，但仍属于特低渗油藏，存在启动压力梯度［1-3］，理论推导超前注水呈双曲递减规律，超前注水和同步注水递减曲线特征基本相同，递减率Di=0.21；超前注水提前提高了原始地层压力保持水平，油井初期产能得到提高，同时，压力保持水平的提高，影响到油藏中后期开发油井含水上升速度加快。同步注水无水采油期（稳产期）特征比较明显，超前注水无水采油期短，水驱特征曲线表明超前注水水驱提前，同样采出程度，含水上升较快，最终采收率同步注水高于超前注水。

递减规律；超前注水；采收率；无水采油期

前人大多数研究了超前注水初期，中后期超前注水到底如何？目前文献研究较少，这与当时的超前注水开发时间短有关。然而，目前长庆特低渗透油藏超前注水油井开发已经到了开发的中后期，超前注水中后期开发规律研究时机已到，本文的研究成果将会为低渗透油藏超前注水开发提供一定的借鉴意义。

1　超前注水递减规律研究

1.1地层压力保持水平对渗透率的影响

低渗透油藏大多属于应力敏感性油藏，随着注入水的进入或地层流体的采出，地层岩石的有效覆压将会发生变化，岩石发生变形，从而引起地层孔隙度和渗透率发生变化。长庆特低渗透油藏生产实践表明，地层压力的下降和上升，会造成岩石承受的净上覆压力的变化，使岩石渗透率受到影响，地层压力保持水平越高有效渗透率越高［4］。当地层压力为11.75 MPa，地层压力保持水平是128％时，有效渗透率为0.43 mD，地层压力保持在原始地层压力附近时，有效渗透率为0.26 mD～0.30 mD（见图1），有效渗透率与地层压力保持水平呈线性关系（见图2），关系式为：y=0.005 2x-0.231 1。

1.2超前注水递减规律

超前注水提高了原始地层压力，改善了低渗透油藏孔隙度、渗透率，降低了油藏启动压力梯度，但油藏渗透率变化不是很大，仍属于特低渗透油藏，存在启动压力梯度［5］，理论上符合特低渗透油藏产量递减规律，产油量可以写成下式：

图1　特低渗油田地层压力与有效渗透率关系图　

在注采平衡情况下，有：

（1）、（2）式结合，有：

积分（3）式，得：

长庆特低渗透油藏相对渗透率曲线呈幂函数形式，即：

把（5）（6）式代入（4）式，积分得：

把（7）式代入（1）式得：

图2　特低渗油田有效渗透率与地层压力保持水平关系图

则（8）式变为：

由（9）式可推出递减率变化方程：

显然初始递减率：

将（11）式代入（9）式得：

（13）式就是特低渗透油藏超前注水双曲线递减方程。

实践也证明，超前注水呈双曲递减规律（见图3），同步注水亦呈双曲递减规律（见图4），不同的是二者初期产量不同，超前注水投产初期产量较大（4.06 t/d），为同步注水井的1.63倍。

图4　同步注水双曲递减规律

1.3超前注水开发油井见水见效时间

2　超前注水开发规律

超前注水提高原始地层压力，提高单井初期产量的同时［8-10］，油井见水时间缩短，含水上升速度加快（见图5）、无水采油期缩短，递减较大（见图6）；同步注水，产量上升期（注水见效期）、无水采油期（稳产期），见水期（递减期）等三个特征明显（见图7）。

图5　超前注水与同步注水含水上升曲线

图6　超前注水与同步注水生产规律曲线

甲型水驱特征曲线［11，12］，两种注水方式拟合直线基本平行，斜率为K=0.050 33，二者抬升时间不同，超前注水抬升时间较早，同样累积产油情况下产出水量较大（见图7），超前注水和同步注水最终采收率分别为21.43％、25.59％［13］，用水驱流管方法标定采收率分别为21.31％、24.10％（见图8），两种方法计算结果接近，说明评价结果较为可靠。

图7　超前注水与同步注水甲型水驱特征曲线

图8　超前注水与同步注水流管法采出程度曲线

3　结论与认识

（1）超前注水提前提高了原始地层压力，改善油层渗透性，油藏本质未发生变化，仍属于特低渗透油藏，存在启动压力梯度，理论上超前注水呈阿尔普斯双曲递减规律，实际超前注水也呈现统计意义上的双曲递减规律；同步注水开发模式出现注水见效、无水采油、递减三个明显开采特征，超前注水出现三个递减阶段，无水采油期短，最终采收率标定结果，超前注水采收率略低于同步注水。

（2）理论上超前注水见效时间特别短，见注入水时间短，实际生产油井含水快，中后期油田开发效果变差，同步注水含水上升较慢。

（3）超前注水提高了油井初期产量，地层压力升高的同时，水的渗流速度增加，中后期开发含水上升加快，影响最终开发效果。

（4）特低渗透油田超前注水开发效果还得进一步研究，本文只是针对长庆油田部分地质特征相似的几个井区进行了分析研究。

符号说明：

h-油层厚度，m；Δp-生产压差，Pa；K-油层渗透率，m2；B-体积系数；E-无因次启动压力梯度；n-油井数，口；μ-黏度，Pa·s；Re-供油半径，m；rw-井径，m；δp-启动压力，Pa；S-饱和度；Kr-相对渗透率；o-油相；w-水相；i-初始时刻。

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Changqing low permeability oilfield waterflood development law research advance

CHE Qijun1，2，JIANG Yuanzheng1，2，ZHOU Xiaoying1，2，JIAO Jun1，2，LI Yuxia3
（1.Exploration and Development Research Institute of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710021，China；2.National Engineering Laboratory for Low-Permeability Petroleum Exploration and Development，Xi'an Shanxi 710021，China；3.Oil Production Plant 2 of Geological of PetroChina Changqing Oilfield Company，Qingyang Gansu 745100，China）

Considering the advanced water injection pressure sensitive leads to the decrease of deformation caused by porosity and permeability，but still belongs to the low permeability reservoir，starting pressure gradient［1-3］，theoretical derivation of advanced water injection showed regular hyperbolic decline，advanced water injection and synchronous water injection decline curve feature based the same decline rate，advanced water injection improves the original formation pressure in advance maintain the level of oil well productivity is improved，at the same time，keep the pressure to raise the level of influence to the late water rise speed.Synchronous injection water free oil production period（stable stage）are the obvious features ofadvanced water injection water free oil production period is short，that advanced water injection water flooding characteristic curve in advance of water flooding，the same production degree，water content increased rapidly，and the final recovery rate was slightly larger than that of the advanced water injection.

diminishing law；advanced water injection；recovery ratio；absolute production period

TE357.61

A

1673-5285（2016）08-0028-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.08.007

2016-06-14

车起君，男（1961-），1986年毕业于西北大学石油与天然气地质专业，在长庆油田从事油田地质、油田开发及油藏工程研究工作。