孙建伟

（华北油田第四采油厂， 河北廊坊    065000）

 

摘 要：油藏在注水开发过程中，地层中的黏土矿物膨胀，使注水压力不断升高，造成注水井欠注。开采过程中，随着油藏压力和井底流压减小，岩石会发生变形使空隙减小，油藏渗透率降低，导致地层能量下降，产量下降。 因此对该类油藏要进行合理的、有效的开发，提出合理的注水模式，以期取得较好的油田开发效益。

关键词：低渗；高压注水；注水压力

中图分类号：P618.13；TE1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064(2024)08-0011-03

 

1 油藏的特点

安69-91断块油藏埋藏深，地层高温、高压、低渗，特别是储层非均质性严重，泥质含量高。安69-91断块为低渗透油藏，经历了弹性开采阶段、注水开发初期阶段、储层整体压裂改造阶段，综合治理及扩边建产阶段。随着开发的进行，由于注采井距较大，导致油水井压力传导困难，底层压力低，油井见效差。同时，油水井井况变差导致注采井网不完善，严重影响了油藏的开发效果。因此，需要对相应井段进行高压注水，恢复地层能量，正向驱替原油到邻井，达到增储增产目的。通过高压注水实现由近井储量覆盖走向远井动用已成为注水工作的重点攻关方向和产量增长点，通过改变注采参数，使用井口高压注水泵大幅提升注入压力，达到开启新裂缝或恢复原始天然裂缝导流能力的目的。

对于异常高压油藏，由于储层空隙压力高、围压低，发育的微裂缝属于张开状态，这些裂缝发育方向，决定了高压低渗油田注水开发的一系列特征。

（1）低孔低渗。国内大多数油气藏类型为低孔、低渗油藏，特点是孔隙度低、渗透率低、质地坚硬、易污染，其主要标志是存在启动压差。由于低孔、低渗油藏储层渗流阻力大，导致注采井之间压力损耗大，为保证足够的驱替压力梯度，注采井距不能太大，井网密度必须合理。

（2）微裂缝高压。低渗油藏的储层渗透率虽然很低，但是通常发育有裂缝或微裂缝，这些微裂缝在原始状态下一般处于微闭状态，其特征表现与正常砂岩相似，只有在外力作用下才能张开。

（3）储层空隙压力高。微细裂缝处于张开状态，油井产能高；如果地层压力下降，微裂缝闭合，油井产能迅速下降。要保持原始地层压力开采，所需要的注入压力高，难度大。

2 问题分析及技术措施

正常注水压力一般在22～23MPa，注水泵的额定压力为25MPa或32MPa。一个是设备的原因，另一个地层的高温、高压、低渗，导致压力过低无法满足油田注水需求。低渗油藏高压注水一直是油田增产、稳产的重要措施，低渗油藏的地质特征决定了必须采取高压注水方式。究其原因，一方面，由于低渗油藏的渗透率低，地质条件相对较差，存在一定的启动压力；另一方面，在油藏的开发过程中，由于油气的不断开采到地面，地层能量释放，导致地层能量亏空，因此需要通过高压注水及时补充能量。

2.1 问题分析

2.1.1 物性分析

本井注水层地层物性差，孔隙度小（17.7%～30.5%），渗透率低（1.44～55md），区块平均泥质含量27%，地层孔隙连通性差，属于中孔高泥超低渗油藏。

2.1.2 能量分析

本井区无注水能量补充，油井实行弹性开采，自然递减较快，需要注水补能开发。而超低渗的油层注水压力较高，常规注水注不进。

2.1.3 油层水敏性严重

借鉴安90-69区块务48井沙一段（强水敏地层）水敏性试验，认为该区块泥质含量比其更大，因此水敏性更强，压驱注水需要对其进行防膨处理。

2.1.4低/特低渗透油藏水驱开发过程中出现的3个突出问题

（1）油藏有效驱替压力系统不易建立起来，油井产能低，采油速度慢。

（2）由于裂缝的存在注入水突进，油藏含水上升过快，产量递减较大。

（3）日常管理无智能化的在线管理控制系统。

2.2 主要技术措施

针对以上问题，主要采取高压增注技术对油层进行解堵，补充能量。

（1）高压增注增能。采用高压高流速连续注水，对该井实施大排量压驱、解堵，降低生产压差。

（2）施工限压。取套管抗内压80%、井口额定压力80%两者的最小值。

（3）油层预处理。油层水敏严重，前置注入液添加防膨剂、表面活性剂3t。

（4）注入方式。相应层段层间物性差异小，采用笼统高压压驱方式注入，下压裂封隔器保护套管。

（5）注入液量。设计增注半径，确定注入总量。按施工泵压、排量准备增注施工车组。

首先，低/特低渗透油层要建立有效的驱替压力系统，必须使油水井之间的驱替压力梯度大于启动压力梯度。低渗透油藏的液相渗透率随压力梯度的增大而增大，最后变为常数——动态渗透率效应。

其次，当地层存在天然裂缝时，随着注入水不断进入，压力达到天然裂缝开启压力，原本闭合的天然裂缝重新张开，注入水可以冷却地层岩石，温度效应改变天然裂缝周围的应力分布，从而诱发大量微细缝。注入CO₂，CO₂进入地层后能够形成混相驱，可有效降低毛管力、贾敏效应造成的渗流阻力，提高波及系数。CO₂进入地层后会使原油体积膨胀，降低原油黏度，改善驱油剖面，提高驱油效率。液态CO₂进入地层后气化，瞬间生成高压气体，在地层内憋压形成一个个高压腔室，有利于地层内形成大量的微裂缝。液态CO₂气化的同时会带走大量能量，给地层降温，低温同样有利于微裂缝的形成。

再次，采用分散相—连续相的组合，先用颗粒堵剂在裂缝中架桥——暂堵，再用冻胶填充，将原窜通裂缝部分堵死，然后将注水压力提高到微破裂压力，启动次级裂缝剩余油，配合间开动用基质中剩余油。

最后，在微破裂压力下重复压裂新缝不断出现，加之智能调堵不稳定注水等技术的加合效应，极大提高渗流能力。

3 结语

（1）选择高压注水井注水时，应关注油井相关资料的录取。在高压驱替注水过程中，密切观察邻井动液面变化，评估注水效果。根据该构造同层井注水分析，累计注水达到一定值后，邻井的动液面均发生不同程度的变化，从而判定最佳的注水效果。通过井段高压注水试验分析，提高注入压力可达到开启新裂缝或恢复原始天然裂缝导流能力的目的，实现有效增油。加大注水量至注水指示曲线斜率走缓，可有效补充远井储集能量，后期生产过程中可释放远端剩余油。大排量集中注水可有效驱替井间水窜通道屏蔽的剩余油。

（2）低/特低渗透油藏微破裂压力下智能水驱配套技术路线：建立智能化模型、软件开发、软硬件结合。分三阶段开发、升级与油田现场信息化系统兼容的应用软件，并视实际需要再行调整。第一阶段，微破裂压力下形成缝网的智能化控制软件开发。第二阶段，对已形成优势通道的地层进行调剖的智能化控制软件开发。第三阶段，与油藏动态相结合智能化优化软件开发。

（3）低/特低渗透油田开发全过程必须避免不利的开发状况，核心是建立最佳的有效驱替压力系统。

 

参考文献

[1] 付静,周晓君,孙宝江,等.低渗裂缝性油藏渗透率的影响因素研究[J].石油钻采工艺,2008,30(2):69-71.

[2] 易斌,崔文斌,鲁新便,等.塔河油田碳酸盐岩缝洞型储集体动态连通性分析[J].新疆石油地质,2011,32(5):469-472.

[3] 李宁,张清秀.裂缝型碳酸盐岩应力敏感性评价室内实验方法研究[J].天然气工业,2000,20(3):30-34.

[4] 王润曦.二氧化碳提高油气采收率微观机理的分子动力学模拟研究[D].武汉:华中科技大学,2020.

[5] 李远兵,崔体江,孙江成,等.特高压注水技术在中原油田的研究与应用[J].石油钻采工艺,2004(6):72-73.

[6] 李雪娇,付美龙,鲜若琨,等.砂岩油藏智能水配方的确定及其驱油效率实验研究[J].西安石油大学学报(自然科学版),2019(6):69-72.

[7]李雪娇,付美龙,陈航,等.砂岩油藏智能水驱提高采收率作用机理实验[J].油气地质与采收率,2018(6):102-105.

 

作者简介：孙建伟（1984—），男，河北廊坊人，研究方向：油气田开发。

 

 

Application and Research of High Pressure Water Injection Technology in High Pressure and Low Permeability Block

SUN Jianwei

(NO.Oil Production Plant of Petro China HuaBei Oilfield Company, Langfang  Hebei  065000)

Abstract:The fault block An69-91 Reservoir is deeply buried with high temperature, high pressure and low permeability, especially the reservoir heterogeneity is serious,High mud content, in the process of water injection development, the swelling of clay minerals in the formation, so that water injection pressure rising, resulting in under-injection wells.With the decrease of reservoir pressure and bottom hole flowing pressure, rock deformation will reduce the pore space and reservoir permeability, resulting in the decrease of formation energy and production.Therefore, this kind of reservoir should be developed reasonably and effectively, and a reasonable water injection model should be put forward in order to obtain better oilfield development benefits.

Key words:low osmotic;high pressure water injection;water injection pressure