多层砂岩油藏精细注水开发实践

宋文娟，柳青馨，王志永(中国石油冀东油田分公司陆上油田作业区，河北 唐山 063200)

0 引言

经调查分析可以了解到，多层砂岩油藏的石油存储量相对较多，但不同的油藏有着不同的石油存储方式。现阶段，为实现石油资源的有效开发利用，在石油资源的开采过程中，应依据油藏的实际情况，选择合适的开发模式，以便提升石油资源的开采效率。

1 油藏注水开发可能出现的问题

为切实满足当前人们对石油资源的需要，通过油田注水开发工作，提升石油的产量成为一项极为必要的工作。但使用这一技术方法进行石油开发过程中，受产期注水工作会使得油田油层底部被反复冲刷但不能真正实现高效循环的影响。随着当前油田开采耗能不断增长，为实现油田的可持续利用，石油资源的有效开采应依据油田的实际情况，灵活选择油田开采方法，实现多层砂岩油藏的精细开发。需要注意的是，在多层砂岩油藏的开采过程中，尽管在不同开发阶段使用的石油开采技术有所区别，但随着开采时间的不断延长，注水量的不断增加，油藏开发过程中仍会出现一些问题，对后续石油开采工作的顺利进行产生极为不利的影响[1]。

2 油藏多元注水工艺的应用

2.1 分层注采

在多层砂岩油藏开采过程中，不同的油藏油田在发育过程中，会出现油层强弱分层的情况，这使得油井分布上将会出现一定的差异。具体来说，偏心分注技术就是一种较为常用的分层注采技术，在实际应用过程中，这一技术可以通过配水器实现中心主道配有桥通道的方式，提升流量的稳定性。同时，为了避免在使用这一技术时出现堵塞器堵塞的情况，需要通过压力测试实验对偏心分注技术的应用情况进行测试，明确注水工作的具体参数[2]。在领用偏心分注技术对油井进行加压处理时，应满足单车单层纸侧精细注水的要求，并且对出现的频率进行控制，降低井下事故出现的可能性。

2.2 异步注采

异步注采是一种通过周期性注水的方式，提升多层砂岩油藏采收率的方式，在这一技术方法应用过程中将会导致油井内的非均质性上升，从而达到提升注水工作效果的目的。需要注意的是，通过定时注水的方式，异步注采技术可以保证油井的稳定性，降低裂缝出现的可能性，但不稳定的注水工作可能会导致井内压力差升高，进而出现安全隐患。同时，在这一技术的应用过程中，为进一步扩大油藏注水体积，在进行油井复查时，应对原油的压差进行测量，以便更好地保证裂缝的下流以及排油速度能够与实际情况相一致。

2.3 组合注采

组合注采方式是一种依据多层砂岩油藏实际情况，灵活选择注采方式，实现油田的稳定开采。当前每个多层砂岩油藏的地层能量与信息均存在着一定的差别，在注采过程中，为保证采收工作效率的提升，可以采用组合的方式，实现以油井与重点井为中心的组合注采，在实现水平井与直井之间有效联系的同时，尽可能地将油井组合到一起，提升注水工作的效率。

3 油藏精细注水开发实例

3.1 油藏概况

某油田为典型的复杂断块注水开发多层砂岩油藏，在石油资源开采过程中发现，油田主要含油层系为第三系。其中，浅层油藏储层为河流相砂岩，有着高孔高渗、胶质疏松的特点；中层油藏储层为扇三角洲砂岩，有着中孔中低渗的特点；原始地层水为重碳酸氢钠型，50 ℃原油的黏度为1.5 mPa·s。在油田开发时，发现单井钻遇油层最高层数超过了60层，含油跨度超过了400 m，受油田地面条件的限制，油田开发方式为大斜度井开发，由于油井本身的结构也比较复杂，使得石油开采过程中，注水工作的难度大幅度上升[3]。

3.2 精细化注水方法

3.2.1 单砂体划分法的应用

为实现该油田多层砂岩油藏注采井网与注采关系的优化完善，可以将单砂体划分方法应用到注采工作中。单砂体划分法主要可以被分成剖面上单砂体划分方法与平面上单砂体划分方法两种。其中，剖面上单砂体划分法可以被用于单砂体间泥岩隔层分布相对稳定的情况下。在使用这种划分方法时，单砂体的地层厚度应当在0.5～1.0 m的范围内，砂体的分布应比较稳定，钻遇率应在40%以上，同时在泥岩隔层分布时，纯泥岩的厚度应在0.5 m之间，并且泥岩在隔层平面上的分布应较为稳定，可以实现全区内的追溯对比。需要注意的是，在单砂体划分过程中，有着不稳定的泥质或钙质夹层，那么可以将这部分夹层看作是单砂体的内部夹层。平面上单砂体划分法又可以分成等高程对比法、相控对比法与叠制及下切砂体侧向连续对比法。

在使用单砂体单元对注采井网进行完善时，可以先以单砂体为基础，对油砂体展布和井间联通关系进行确认，然后对采井网进行调整，实现无效注水井的注采。同时，对注水压力高的注水井组，可以通过单砂体研究的方式，明确砂体间的连通性，并对注采井网进行重新调整。在借助单砂体单元对注采关系加以完善时，可以以单砂体对比研究情况为基础，对油砂体展布关系与井间联通关系进行重新确认，并对实施层系进行完善，通过补孔的方式对注水不见效的水井注采关系加以完善。举例来说，该油田共有5个注水井，在开展注水井组完善工作时，先对2口水井进行了补孔完善操作，对1口水井进行了细分重组操作，对3口油井进行了完善补孔操作，在操作完成初期，石油开采量日增52 t。

3.2.2 大斜度多级细分注水技术

在石油开采过程中，面对注水井层间矛盾突出，生产井井段厂、井斜大等问题，可以通过精细分层注水操作的方式，实现石油的稳定开采。在石油开采过程中，首先，用“层段缩小，进攻主力段”的注水方式代替“层段过多、自下而上”的注水方式，以主力层为基础，通过对分注井段进行重新细分的方式，缓解层间矛盾，提升注水的驱动力。其次，提升大斜度多级分注技术的重视度，在进行斜度在45度以上的油井或者分注段数超过3段的油井时，可以采用桥式同心测调一体化技术；在进行斜度在45度以下，分注段数小于三段的油井时，可以采用桥式偏心定量分注法，提升注水工作的质量。最后，为保证分层注水工作的质量，需要在注水过程中加强油井的分层测试，并尽量缩短测试周期，提升注水工作的合格率。在开展该油田单井分注工作时，油田的平均单井分注层段为2.5层，最大单井分注层段为5级6段，分注层间距超过了2.0 m。在实施细分注水操作后，该油田的渗透率由原本的9.6降至了705，层段内变异系数下降了0.06。经过吸水平剖面测试发现，油田的吸水层数比例上升了7.1%，吸水厚度比例提高了6.0%[4]。

3.2.3 分段调剖技术的应用

在进行油田水淹层治理时，可以示踪剂监测、进口压降曲线对比、吸水剖面等技术方法，对水淹井与注水井之间是否存在高渗透条带进行分析。首先，在应用示踪剂监测法时，可以通过在水井中投放适量示踪剂，然后在油井上取样化验的方式，对出水驱速度进行计算，了解两者间是否存在高渗透条带；在应用井口压降曲线对比法时，可以先对井口压力降落曲线进行测量，若发现某些注水井的压力降落速度较快，那么将数据与断块的平均吸水指数进行比对，若吸水指数更大，则可能存在高渗透条带；最后，在使用吸水剖面法时，可以采用同位素吸水剖面测试的方法，若厚油层内吸水不均现象严重，那么厚油层内部可能存在高渗透条带[4]。

在找出高渗条带后，可以通过分段调剖的方式，对其进行封堵。具体来说，为了实现水淹层的有效治理，可以在完成高渗条带识别，水井细分工作后，对潜力段分层情况进行调剖处理，并尽量提高调剖处理工作的半径，扩大水驱波的体积。具体来说，在该油井的水淹层治理时，一年间进行深度调剖处理的井次为12，在调剖工作结束初期，增油量达45 t，阶段增油量达3 380 t。

3.2.4 综合性增注技术的应用

为实现油藏的有效注水，面对该油田因储层污染造成的底层堵塞、注水压力偏高的现象，可以使用酸化降压增注的方法。对该油田低渗油藏储层物性差、无法进行注水操作的情况，则可以采用水利压裂的增注方法。第一，面对该油田储层污染的问题，采用了“盐酸-硝酸-微乳酸-多氢酸”的酸化解堵方法。同时，在酸化过程中，为避免因二次沉淀的出现，导致污染问题的反复，可以采用氮气泡沫实现排酸。在一年间，该油田进行酸化解堵降压操作的井次为22，初期平均注水压力下降了4.3 MPa，平均单井增注46 m3/d，增加水驱动用储量达277×104t。第二，面对该油田低渗油藏储层物性差的问题，该油田在一年间实施的压裂增注井口为4，在使用水利压裂操作的初期，平均注水压力下降了8.3 MPa，平均单井增注98 m3/d。但需要注意的是，在使用压裂增注操作后，油藏储层的流动通道与渗流方式将会发生改变。为避免油井后续出现注水突进的问题，需要以主力小层动用状况为基础，加强注水状况、压力、注采等情况的监控，在发现问题时，及时对其进行调整优化，以便保证油藏开采工作的顺利进行。

3.2.5 加强层、限制层、稳定层的精细化调控

在明确不同油层具体开发情况后，可以对注水情况进行细分，然后依据各阶段助力油层的具体情况，对注水层段地层压力加以明确。并以此为基础，将注水层划分成加强层、限制层与稳定层，依据其具体性质，对其进行精细化的注水操作。在进行注水操作时，对一些亏空较大、累计采注比偏低的地层，可以将其划分为加强层。在进行注水操作时，为实现水驱波的提高，体积的增大，可以加强注水，控制日注采比超过1.2。对累计采注比较高、动用程度较高的中高渗层，可以将其划分为限制层。为避免或者缓解油层水淹现象，需要加强注水控制，并尽量控制日注采比小于0.8。对压力保持水平较好，油层动用状况较好的注水层，可以将其划分为稳定层。并且在油藏开采过程中，为保证注采的相对平衡，需要尽量控制日注采比在0.8～1.2之间。在该油田的动态调控过程中，实施调控的井次为112，其中上调注水井次为70，上调注水量为10.4×104m3，控制注水井次为32，控制注水量为3.2×104m3，通过这种方式，能够对井组中的含水量进行有效地控制。

3.3 精细注水管理

在该油田精细注水过程中，为进一步提升精细注水工作的质量，一方面，需要对油藏开采组织机构进行健全，对人员的项目管理职能加以完善；另一方面，需要建立完善的水质监测体系，强化节点控制，提高水质的合格率，在满足当前油藏开采工作需要的同时，避免对周边环境造成严重的污染。在该油田油藏开采过程中，为实现开采工作的有序进行，首先，该油田以工程地质工作人员为基础，加强油藏开采工作保障体系的建设，组建了包括油藏管理、工艺技术、日常管理、综合管理等小组为一体的组织机构，在日常工作过程中，共同加强对注水工作的管理；其次，该油田的工作人员建立健全了注水例会制度，通过对注水工作进行“三级”把关的方式，提升油藏开采工作方案制定、优化与落实的质量，保证了该油田注水工作能够持续有效地进行；再次，为避免水资源的污染，该油田建立了5座污水处理站，通过对污水进行一级沉降、二级过滤工艺处理的方式，实现节点水质综合治理，改善水质，在2018年，该油田的水景水质合格率高达87.7%，比去年同期升高了6.2%，在满足油田注水工作需要的同时，为当地环境安全提供了有效支持。

4 结语

总而言之，在当前多层砂岩油藏精细化开采过程中，注水工序是极为重要的工作环节，其质量与石油的开发效率之间存在着直接的联系。为保证石油资源的稳定增产，在进行多层砂岩油藏开采过程中，应尽量避免使用传统的注水方式，在明确不同阶段多层砂岩油藏实际情况的基础上，选择合适的注水技术，以便实现油田开采工作顺利进行的目的。