超前注水技术在定边油田三叠系油藏中的应用

６ 结论
（ ） １ 先注 后 采的超 前注 水开 发方 式 ，及时 有效 地补 充地 层能 量 ，提 高地层 压力 ，使 油井能 够长期 保持较 高的地层 能量和 生产水 平 ，产量递减速度减缓 ，开发效果 明显提高 。 （ ）超前 注水有利于提 高油相相对渗 透率 ，很好 地控制 了含水 ２ 上升率 ，延长了油井低含水开发阶段 。 （ ）采用超前注水 ，在 超前的时 间内 ，只注不 采 ，提高了地层 ３ 压力 ，当油井投产时 ，可 以建立较高的启动压力 ，当超前时 间达到 某 值后 ， 便建立了有效 的压 力驱替 系统 ，有效地提高 了注入水 的受 效 面积 ，达到提高采收率 的 目的，解决 了低渗 、 供液不足 、 地层 能量平
１ 三叠 系延长组油藏概况
（ ） １ 超前 注水提 高油相相对渗透 率 ，降低油井初 始含水率 。根 据对长庆 采油一厂安塞 油田岩芯的水驱 油试验表明” ，当水驱 油压 力 提高时 ，油相相对渗透率上升 ， 而水相相对渗 透率 变化不 大 ，这是 由 于同一渗透率条件下 ，油相 的启动压 力梯度较 高。因此 ， 高压 力梯 提 度 ，可使部 分原不参 与流动 的油开 始流动 ，致使 油相相对 渗透率 上
高 渗透层段突进 ，当较高渗透层段的地层压力升高后 ，注入 水再 向较 低渗透层 段流动 ，就会有更多的孔道加入到流动的行列 ，可 以使地层 具有较 高的压力梯 度及较大的生产压差 ，保证油井生产时建立有效 的 驱替压 力系统 ， 而有 效地提高了注入水的受效面积 ，达到提高单井 从 产 量 ， 最终提 高油田采收率的 目的。 并
技 术 创 新
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超 前注水技术在 定边油 田三叠 系油 藏 中的应用
梁 喜 梅 涂 小 娟 李 军
延长 油田股份有 限公司定边 采油厂 ７ ８ ０ 陕 西 延 安 １６０ 摘 要 本 文针对 定边 油田三叠 系延长组低孔 、低 渗 、低压油藏 常规 注水开发见效慢 ，油井产量递减快 、稳产水平低等特 点 ，实 施 了超前注水 开发技 术，及 时有 效地补 充地层 能量 ，提 高油相相对渗透 率 ， 很好 地控制 了含水上升率 ，提 高了油田高产稳 产期 ，开发 效果明显提 高。该技术对今后低孔 、低渗 、低压油藏开发具有重要意 义。 关键词 低 渗透油藏 超前 注水 应用 评价 近年来 ，随着石油勘探范围的逐步扩大 ，低孔 、低渗 油 田不断发 现 ，规模也逐渐增大 ， 目前三叠 系延长组油藏 油井 数已 占定边采油厂 总油井数 的７％以上 ，然而三叠 系渗透 岩性油藏具有低孔 、低渗 、低 ０ 压的特点 ，几乎所有的开发井在没有措施之前 ， 没有 自然产能 ，都 都 必须经过压裂求产 ，而投产后初产高 、产量递 减快 ，严重 制约着油 田 的长期高产稳产水平 。因此 ，研究如何提 高三叠系延 长组油藏的开发 水平和经济效益有着重要的现实意义。
４ 超 前 注 水 实 施 方 案 及 应 用 效 果
曩 科 技 ２ １年第６ 工 ０２ 期
技 术 创 新
为 了改善定边油 田三叠 系低渗 、 特低渗油藏 的注 水开发效 果 ，获 得最佳开发效益 ，首先选择 了具有代表性 的五 星庄油 区 ， 通过 精细 油 藏研 究和井 网优化 ，制定 超前注水 开发实施 方案 ，进行 超前注水 试
验。
（） １ 实施方 案 。主要包 括 ：①地层压 力保持水平 １０ １ ０ １ ％～ ３ ％， 作为油井投产的最佳时机 ，注入压 力不超过破 裂压力。②注水一段时 间后 ，若注入压力上升较快 或者注 水困难时 ，即可投 产油井。③注水 情况正常 ，注水压 力缓 陧上升 ，在注水５ ６ 月后即可投产油 井。④ ～个 油井生产过程 中，依据监测结果及生产动态资料及时进行注水调配 。 （ ２）实施 效果 。２ ０ 年 ，在定 边 五星 庄 油 区部署 ３ ６ — 井 、 ０８ １１３ ３ ８ — 井 、３ ８ 井 、３８ 井实施长８ １２ ４ １５ １７ 超前注水开 发 ，日配注６ 方 ，实 ０ 注６ 方 左右 ，到２ ０ 年５ ０ ０９ 月份 ，累计注水９ ６ 方 ，历时６ ８０ 个月地层压力 从 原始 地层 压 力 １． ａ ５ Ｍｐ 上升 到 １ ． ＭＰ 左 右时 对受益 油 井进行 投 ７ ８ ａ ８ 产 ， 目前超 前注 水井 组压 力上 升Ｎ ２ ． ａ ］ ＭＰ ，单 井平 均 １ 产油保 持 ３ ３ ２ 吨／ 右 ，并保持 良好 的稳产趋势 ，超 前注水开发取得 了 良好的 ． 日左 ６
延长组 油层 岩性较细 ，孔 隙结构复 杂 ，下 部长４ ５ ＋ 至长 ８ 油层 的孔 隙 度 为 １ ％ ～１％，平 均 为 １ ．％，空 气 渗 透 率 ０１ ｌ ４ ２３ ．０×１～～２４ × ０ ．１ ｌ ｍ Ｏ ｕ ，平 均渗透 率 为 １ ９×１ ｍ ． ２ ０ ｕ ，上部 长２ 、长３ 油层可 以达 到
开 发效 果 。
（ ） １ 超前注 水对 于压力敏感性储 层具有较 好的效果 ，有 利于保 持 低渗透油藏 的地层压 力 ，压力监 测资料表明 ，实施超前注水区域地 层比滞 后注水区域地层压力高 出１ － ． ａ ． ４５ ２ ＭＰ 。 （ ） ２ 超前注 水不 仅能够保持较 高的生产 水平 ，并能够延 长油井 的稳产时间 ， 有效地 减缓 了油藏递减率 ，提高开发效果 。 （ ） ３ 超前注 水提高了单井 的生产水平 。五星庄实施超前 注水的 油井 ，两年后平均 日产￣１． ，比滞后注 水的李庄科 油 区平 均单井 ＇３２ ｌ 吨 ｔ １ 吨平均高出１ 吨 ， ． ８ ． ４ 获得 良好 的单井生产水平和 区域开发效果 。 （ ） ４ 超前注水能有效控制含 水上升 率 ， 高油田的采出程度 。 提
３ 超 前 注水 的提 出及 其机 理
定边 三叠 系低渗 、特低 渗油藏 的开发 ，经 历了不 注水 、晚期注 水 、同期注水和超前注水 四个 阶段 。针对储 层压力系数低 、地饱压差 小 、启动压差大和仅仅依靠天然能 量开 发 ，油井投 产后 ，地层压力下 降 决，产量递减大 ， 次采收率很低 ，而且压力 、产量降低之后 ， 一 恢
（ ３）均衡地层 压力 、避免 因压力下 降而造成 的储层伤 害 。室 内
复起来十分 困难及 晚期 、同期注 水见 效慢 ，且油井产量保持水平低 。 于是提出采用超前注水技术并开展现场试验 。 对鄂尔 多斯 三叠 系地 质研 究表明 ，低渗透油藏孔隙结构 的特征 主 要是平均孔道半径很小 ，且非均质程度较大 、孔道大小各不相 同 ，即 各种孔道需要不 同的启动 压力 ，原油渗流符合非达西渗流特征 。采用
升。
油层含水率与 启动压 力梯度关系为 ： ｆ ＝ｆ＋ Ｋ ｏ Ｋ ｗ ×｛一｛ ／ 朋 “ Ｔ ） ｗ １ （ｒ ／ ｒ ） １ ［ ２ 。 。／（△ｐ 三 ｝ ／ ））
式中 ： ｗ 含 水率 ；Ｋ ｏ ｒ 一油、水相 对渗透率 ；Ｋ 绝对渗透率 ； 一 ／一 ｒ 、Ｋ ｗ 一
１ ×１ ｍ 。延 长组油藏埋深 范围在１ ７ ～ ６ ０ ０ ０ｕ ９ ０ ２ ７ ｍ，多受岩 性和构造 双重 控制 ，长３ 以上属岩 性一 造油藏 ，长４ ５ 层 构 ＋ 层至长 ８ 层油藏 属典 型的构造一 岩性 油藏 。
２ 常规 注水 特 征
（ 超前注水能 够达到提高 水驱 波及面 积和采收率 的作 用。地 ２） 处鄂 尔多斯 盆地 的定边 采油厂 ，其三叠 系延长组 油藏是 典型的 低渗 透 、低压 、 低丰度及 多类型 、隐蔽性 、非均质性极强的复杂油 田。油 井投入开发 产生有 利渗流通道 后 ， 难再建立起有效的驱替面积 ，降 很 低 了油 田的动用程度和 采出程度 。 根据渗 流流体理 论 ，在极限供油半径内 ，可动原油的动用程度与 渗透率 、压 力梯队 的关 系为 ：
从式 中可 以看 出 ，影响 含水率 的因素 很多 。在 低渗透 率的 条件
下 ，渗流过程存在 启动压 力梯 度 ，地 层渗流特 征为非达西流 ，在其它 条件相 同的情况下 ，启动压力梯 度越 大 ，含水率越小 ；原油剪切应力 越小 ，含水率越低 ； 渗透 率越 低 ， 水率越 高 ；超前注水提高了地层 含 压力 ，减小 了地层压力下 降对地 层孔 隙度 、渗透率的伤害 ，因此超前 注水有利于提高油相相对渗透率 ， 降低含水率 。
超前注水 ，在超前 的时间内 ，只注不 采 ，提高 了地层压力 ，当油井投 产时 ，可 以建立较 高的启动压力 。当超前时间达到某一值后 ， 要求 且 地层压力达到一 定水平 ，并建立了有效的压力驱替系统 的一种注 采方
式。
岩性 实验 表明 ，在围压不变的情况下 ，随着孔隙压力 的减小 ，其流 量 变 小 ，再提高孔 隙压力 ，仅能恢复 为原始值 的５ ． ～ ２５ ６ ％ ７． ８ ％。由此得 出 ，随着渗流压力下降 、上升 ，储层渗透性变差 ，而超前注 水能够起 到均衡地 层压力的作用 ，即能够保持或者提高地层压 力 ， 避免渗透 率 变 差 ，同时避免经过弹性和溶解气驱动开发后 ，原 油经过 多次脱气 而 使 得原油粘度增加 ，流动性变差 。
间长达４ 。 年 （ ） ２ 注水见效后稳产水平低 ，含水率相对较高 。 （ ） 于低渗透 田 ，滞后注 水易产生储 层敏感性伤 害 ，造 成 ３ 对 由 微裂缝闭合 ，导致渗透率降低 。
式中：Ｆ 可动油动用程度 ；Ｋ 渗透 率；△ｐ Ｌ 压力梯度 。 一 一 ／一
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图 １ 原 油 动 用程 度 与 压 力梯 度 关 系
从图中可以看出 ，可动油的动用程度与驱动压力梯度成正 比 ，驱 动压 力梯度越大 ，则可动 油的动 用程度越大 。 超前 注水使 注入水在地层 中均匀推进 ，即首先沿渗流阻力小 的较
（ ）同期 、晚期注水容 易造成水淹 ，综合治理难度大 。 ４
孔 隙度 ； Ｔ 一原 油 极 限 剪 切 应 力 ； △ｐＬ ／ 一启 动 压 力 梯 度 。