极复杂断块单井注水吞吐采油机理研究

倪 俊，霍轶偲

（西安石油大学，陕西西安 710065）

极复杂断块单井注水吞吐采油机理研究

倪 俊，霍轶偲

（西安石油大学，陕西西安 710065）

本文以我国东部某断块油藏为例，通过CMG软件模拟，研究极复杂断块单井注水吞吐采油机理。单井注水吞吐提高极复杂断块采收率主要是通过提高注入水的波及系数实现的。单井注水吞吐采油过程分为注水、焖井和采油三个阶段：在注水阶段，井底压力高于地层压力，在压差作用下注入水由井底流向地层四周，渗流场逐渐扩大，提高注入水波及系数；在焖井阶段，注入水与中、小孔喉或基质中的油气发生置换，使地层中的流体饱和度重新分布；采油阶段，注入水由地层四周流向井底，将原油驱入井底一起开采出来。

极复杂断块；单井注水吞吐；提高采收率机理

极复杂断块由于断块面积小，油藏储量仅由单井控制，由于断层封闭，开发过程中无有效的能量补充，故开发效果极差。该断块由单井控制，故无法形成注采井网，而新钻一口井的成本较高，不符合经济效益，所以常规的注水开发方案在这类油田并不适用，采用单井注水吞吐采油技术能解决这一问题[1，2]。

单井注水吞吐采油过程分为注水、焖井和采油三个阶段[3]。本文以我国东部某断块油藏为例，通过CMG软件模拟，根据注水吞吐各阶段地层压力及含油饱和度等参数的变化，分析研究注水吞吐技术提高极复杂断块采收率机理。

1 注水阶段机理

注水阶段即人工补充能量阶段，这是注水吞吐过程中最关键的一步。在注水阶段，通过注水补充地层能量，井底压力高于地层压力。随着注水量增加，注入水在压差作用下向地层四周流动，地层压力逐渐恢复，渗流场逐渐增大，将原来波及区域之外的原油纳入波及区内，提高油藏水驱波及系数，从而提高采收率（见图1）。

在注水阶段中，随注水量的增加，地层中流体饱和度重新分布，总趋势表现为近井地带含油饱和度下降，而地层边界附近含油饱和度则稍有上升。这是因为注入水在压差作用下由井底流向地层时对原油具有驱替作用，将原油驱向地层四周，而注入水大量聚集在近井地带。因此在开采初期含水率较高，随开采时间增加逐渐下降，然后再缓慢上升（见图2）。

注水阶段影响开采效果的主要因素是注水量和注水速度[4，5]：

（1）注水量。注水阶段地层能量的恢复程度与注水量有关，注水量越大，则地层能量的恢复程度越好，有利于注入水向四周流动，达到增大水驱波及体积的目的，也有助于焖井阶段油水之间的相互置换，周期增产油量就会增大。但是如果注水量过高，在井底就会聚集大量注入水，开井生产时含水率就高，不利于生产。选取合适的注水量是注水吞吐技术实施的关键。在实际施工中，注水量的增加必须有一定的限制，注入后恢复的地层压力不能超过地层的破裂压力。

图1 注水阶段地层压力变化

图2 注水阶段地层含油饱和度的变化

图3 焖井阶段含油饱和度的变化

（2）注水速度。注水速度主要影响了地层能量的恢复快慢，注水速度越高，地层恢复到同一压力水平所需的时间越短，相应的吞吐周期也会缩短。并且注水强度较大可以提高洗油效率，有利于油的采出。在注水设备限定范围内，注水速度越大，开采效果越好。

2 焖井阶段机理

焖井是油水渗吸置换的过程。在重力、弹性力、毛细管力等的作用下，注入水在随地层压力扩散的同时与中、小孔喉或基质中的油气产生置换，使油层内的油水重新分布，以利于原油的采出。

焖井一段时间之后，地层含油饱和度重新分布，近井地带含油饱和度稍有上升，而地层边界含油饱和度则略有下降。这表明在焖井阶段地层含油饱和度重新分布，有利于原油的产出（见图3）。

由于油水置换过程相当缓慢，因此一定的关井时间有利于提高油藏采收率。这是因为焖井时间越长，地层流体饱和度的重新分布就会越趋向于平衡，开采效果就越好。对于不同类型的油藏，注水吞吐采油所需的焖井时间也不同。对于主要依靠重力分异作用进行油水置换的油藏，所需焖井时间就较短；而对于主要依靠毛细管力的吸水排油作用来进行油水置换的油藏，所需的焖井时间就较长。总的来说，原油采出程度与焖井时间长度是正相关关系，但是焖井时间过长会导致吞吐周期的延长，使经济效益降低。

3 采油阶段机理

开井采油阶段是能量释放的过程，地层压力不断下降，在井筒附近形成压降漏斗。

在采油阶段，随着开采时间的延长，地层压力不断下降，近井地带含油饱和度有所上升，而地层边界地带含油饱和度则稍有下降。这是因为井底压力始终低于地层压力，在压差作用下注入水从地层四周流向井底，同时将原油驱入井底（见图4、图5）。

图4 采油阶段地层压力变化

图5 采油阶段含油饱和度的变化

在采油阶段，开采初期含水率较高，随着开采的进行，含水率先逐渐下降然后上升，而日产油量则有一个先上升再逐渐递减的过程。开采初期含水率高是因为注水阶段的注入水大部分聚集在近井地带，而原油则被驱向地层边界。在开采阶段，注入水由边界流向井底，由于注入水对原油的驱替作用，近井地带含油饱和度有所上升，因此出现含水率下降，产油量上升的现象。开采一段时间后，近井地带原油大部分被开采出来，因此出现产油量下降，而含水率上升的趋势。

4 结论

单井注水吞吐技术提高极复杂断块的采收率主要是通过提高注入水的波及系数实现的。

单井注水吞吐要分多个周期进行，每个周期又分为注水、焖井和采油三个阶段。注水阶段通过注水补充地层能量，恢复地层压力，以维持油井正常生产，在该阶段井底压力高于地层压力，在压差作用下，注入水由井底流向地层四周，扩大渗流场，将原来波及区域之外的原油纳入波及区内，提高油藏水驱波及系数，进而提高采收率；焖井阶段，在重力、弹性力、毛细管力等的作用下，注入水在随地层压力扩散的同时与中、小孔喉或基质中的油气产生置换，使油层内的油水重新分布，进一步提高注入水波及系数；采油阶段，是能量释放的过程，在井筒附近形成压降漏斗，在压差作用下，注入水由地层四周流向井底，同时将原油驱向井底随注入水一起被开采出来。

［1］冯宴，胡书勇，何进，等.百色油田复杂断块油藏注水吞吐技术［J］.石油地质与工程，2007，21（1）：49-51.

［2］王建.注采耦合技术提高复杂断块油藏水驱采收率［J］.油气地质与采收率，2013，20（3）：89-91.

［3］陈章顺，王平平，杨博，等.安83区水平井第二周期注水吞吐采油试验可行性分析［J］.石油化工应用，2015，34（7）：53-56.

［4］黄大志，向丹.注水吞吐采油机理研究［J］.油气地质与采收率，2004，11（5）：39-43.

［5］张钧涛.注水吞吐采油主要影响因素及其规律研究［J］.中国石油和化工标准与质量，2011，（2）：182-183.

长庆采气四厂增产有道

进入2017年，采气四厂在降本增效的基础上，精心组织气田产能建设，保证产能建设有速度、有质量；全力抓好老井稳产工作，实现产能建设和老井稳产双丰收。截至目前，这个厂今年已开钻207口、完钻185口，其中水平井12口，产能建设超预期运行。

老井稳产方面，采气四厂通过技术创新和工艺完善，总结形成以排水采气、制度优化、带压修井等措施为主的挖潜技术系列，紧抓老井稳产“牛鼻子”。截至目前，采气四厂今年已开展排水采气1.15井次，增产2.57亿立方米。今年采用侧钻水平井技术的两口老井，已完钻的苏36-20-11CH水平段长度600米，砂岩钻遇率约77%，有效储层钻遇率达48.3%，前景良好。

（摘自中国石油新闻中心2017-11-21）

Study on oil recovery mechanism of single well waterflood huff and puff in complicated fault-block

NI Jun，HUO Yicai
（Xi'an Shiyou University，Xi'an Shanxi 710065，China）

This paper takes a fault block reservoir which is in eastern China as an example to study the oil recovery mechanism of single well waterflood huff and puff through CMG software simulation.Single well waterflood huff and puff to improve the recovery of complex fault block is mainly achieved by increasing the sweep efficiency of injected water.The process of this technology is divided into three stages,water injection,well stopping and oil recovery.In the water injection stage,the bottom pressure is higher than the formation pressure.Under the pressure difference,the water flow from the bottom of the well to the surrounding area,consequently the seepage field and the sweep efficiency will increase.In well stopping stage,the injected water replace the oil and gas that in medium and small pore throat or matrix,so the fluid saturation is redistributing.In oil recovery stage,the water flow from the formation to the bottom of the well,the oil will be drived into the bottom together and exploited out.

extra-complex fault block；single well waterflood huff and puff；mechanism

TE357.62

A

1673-5285（2017）11-0043-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.11.010

2017-10-21

倪俊，男（1995-），西安石油大学在读硕士研究生，研究方向为油气田开发工程。