第七章注采井组动态分析

256 第七章 注采井组动态分析 注采井组动态分析是在单井动态分析的基础上进行的。单井动态分析基本上以生产动态分析为主。而井组动态分析则是生产动态分析和油藏动态分析并重的分析内容。注采井组的划分是以注水井为重心，平面上可划分为一个注采单元的一组油水井。井组分析的核心问题是在井组范围内找出注水井合理的分层配水强度。在一个井组中，注水井往往起主导作用，它是水驱油动力的源泉。从油井的不同的变化可以对比出注水的效果。因此，一般是先从注水井分析入手，最大限度地解决层间矛盾，在一定程度上调解平面矛盾，改善层内矛盾，也就是说井组分析以找出和解决三大矛盾为目标。来改善油井的生产状况，提高油田的注采管理水平。 本章所要讲的主要内容是：油田注水开发的“三大矛盾”，注水井的分析，井组动态分析的内容、方法、步骤、及井组动态分析的案例。

第一节 注水开发的三大矛盾

当注水开发多油层非均质的油田时，由于油层渗透率在纵向上和平面上的非均一性，注入水就沿着高渗透层或高渗透区窜流。而中低渗透层或中低渗透区却吸水很少，从而引起一系列矛盾，归纳起来主要有三大矛盾。 一、注水开发的三大矛盾 1．层间矛盾 层间矛盾就是高渗透性油层与中、底渗透性油层在吸水能力、水线(油水前缘)推进速度等方面存在的差异性，是影响开发效果的主要矛盾，也是注水开发初期的根本问题。生产开发中，高渗透油层由于渗透率高，连通性好，注水效果明显，表现为产油能力高，担负全井产量的大部分。中、底渗透性油层则由于渗透率底，连通性差，表现为产油量底，生产能力不能充分发挥。这样在油井中出现了层间压差。 图7-1 层间矛盾示意 257

在注水井中，高渗透层吸水能力强，可占全井吸水量的30%~70%以上。水线前缘很快向生产井突进，形成单层突进，如图7-1所示。因此，渗透率高、连通好的油层，由于注得多，采的多，生产井很快见到注水效果，含水很快上升。高渗透油层见效及见水后，地层压力和流动压力明显上升，形成高压层，严重的干扰中、低渗透层的工作，致使这些层少出油或不出油，全井产量递减很快，含水上升。因而能否使层间矛盾获得较好的解决，使油井能否长期稳定生产，油田能否获得较高采收率的关键所在。 层间矛盾的表现：注水井转注后，高渗透层见效快，初期高产继而含水，并快速上升，直至水淹，从吸水剖面上看，表现为高渗透层大量吸水，吸水强度明显地比低渗透层大，从产出剖面上看，对应层的产液量，明显地高于其它层。随着注水时间的增长，水淹程度的提高，层间矛盾会越来越大，其原因，是高渗透层通过长期注水冲刷，其胶结物越来越少，渗透率也随之越来越高，甚致增加数10倍，如中原油田文25块的S=下42层的原始渗透率只有0.4μm2左右，经过长期注水冲刷后，目前个别地方的渗透率可达2μm2以上。 层间矛盾的形成主要是油层的厚度、沉积物、沉积环境，沉积的时间的不同，造成了各层的物性和渗透率的不同。而形成了层间矛盾。 表示层间矛盾的参数，用单层突进系数。即：多油层油井内渗透率最高的油层的渗透率与全井厚度权衡平均渗透率的比值。

率油井厚度权衡平均渗透油井中单最高渗透率单层突进系数＝

nnnhhhkhkhkh212211率＝油层厚度权衡平均渗透

式中：h1、h2……hn——为各单层有效厚度； k1、k2……kn——为各单层渗透率。 单层突进系数越高说明层间矛盾越严重。 2．平面矛盾 由于油层渗透率在平面上分布的不均一性，以及井网对油层各部分控制不同，使注入水在平面上推进不均匀，油水前缘沿高渗透区呈舌状窜入油井，形成“舌进”如图7-2所示。图7-2 局部舌进示意 258

形成舌进现象后，造成高压区和低压区、水淹区和含油区交互分布。在高渗透区由于发生局部舌进，使油井过早见水，造成“死油区”使无水采收率和最终采收率降低，而位于中、低渗透区的油井，又因长期见不到注水效果，造成压力下降，产量递减。 平面矛盾的具体表现为高渗透率区的油层压力明显上升，油井含水上升，水线向高渗区舌进；而低渗透率区则出现低压排块或低压区。优其在面积注水的井网中，因一口生产井同时受几口注水井的影响平面矛盾更为突出。 平面矛盾的形成：主要是油层渗透率在平面上的不均一性，如河流相沉积的油田主河道和河道边缘的物性不一样，主河道渗透率高，河道边缘渗透率低。以及井网对油层各部位的控制程度不同。而形成平面矛盾。 表示平面矛盾的参数，用扫油而积系数。即：油田注水开发时，井组某单层已被水淹的面积与井组所控制的该层面积的比值。反映平面矛盾的大小，扫油面积系数越小，平面矛盾越严重。

井组单层控制面积井组单层水淹面积扫油面积系数＝

3.层内矛盾 由于油层内部的非均质是普遍存在的，在高渗透层中往往有大量中、低渗透条带；在中、低渗透层中也有不少高渗透条带。注入水必然沿阻力小的高渗透条带突进呈“指进”现象，如图7-3所示。由于油井过早见水，降低了驱油效果。另外，由于地下油、水粘度差别大，以及岩石表面性质等差异也影响驱油效果。 层内矛盾表现为：受效油层在水淹后，水淹厚度远小于油层厚度，水淹层的采出程度较低。水淹区内剩余油多，如中原油田文25块的S=下42层水淹后，通过检查井取心资料看主要是油层下部水淹，而中上部未水淹，水淹厚度占油层厚度的不足30%。 层内矛盾的形成主要有以下几点： 1)低渗透层的高渗透带 注入水沿高渗透带指进到生产井造成油层局部厚度的水淹，而大部分

图7-3 层内“指进”现象示意 259

的低渗透的厚度的油而未采出。 2)高渗透层中的低渗透带 当油层水淹后，低渗透带的油而未采出。 3)地层韵律形成层内矛盾 由于地层沉积的时间环境不同形成地层的韵律也不同。 (1)正韵律地层：先沉积的颗粒粗、分选差、渗透性较好，后沉积的颗粒细、园度高、胶结好，形成底部高渗透，上部低渗透。注入水沿底部快速推进，底部水淹早。 (2)反韵律地层：岩石颗粒自下而上由细变粗，渗透率由低变高，由于水重力的影响，起到了调节层内矛盾的作用。注入水在油层内推进状况比较均匀，注采效率高，采出程度高。 (3)复合韵律的油层：是由正韵律和反韵律组成的一个完整的沉积旋回，岩石颗粒上部和下部较粗中间较细，渗透率也是中间部分较低，注入水在油层中推进状况具有了正反韵律的共同特点，一般是下部水淹比较严重。 (4)多层段多韵律油层：油层厚度大，层内岩性不稳定，物性夹层较多，层段之间的渗透率级差较小，这类油层具有多层段水淹的特点。 (5)薄油层：油层的有效厚度一般小于1米，多形成于分流平原——湖相沉积的分流砂，内外前沿席状砂，滨外坝等砂体类型。一般情况下渗透率低，水淹程度低，在较低的水驱控制程度下，动用不好。 表示层内矛盾的参数：用水淹厚度系数。即：见水层水淹厚度占见水层有效厚度的百分数(表示油层在纵向上水淹的程度)反映层内矛盾的大小。水淹厚度系数越低说明层内矛盾越严重。

见水层有效厚度见水层水淹厚度水淹厚度系数＝

任何过程如果有多种矛盾存在的话，其中必定有一种是主要的、起着主导和决定作用的，其他则处于次要和服从的地位。然而这种情况并不是固定的，上述层间矛盾、平面矛盾和层内矛盾并不处于相同地位。一般在注水开发初期，层间矛盾是最主要的，随着注入水侵入油井，平面矛盾逐渐暴露出来。层内矛盾是长期存在的，到了油田开发后期，进入全部水洗采油阶段，层内矛盾将上升为主要矛盾。在不同的开发时期，哪个是主要矛盾必须视具体情况而定。除了地层性质这一内部原因外，井网布置、油水井工作制度如果与地质情况不相适应，将会加剧上述各种矛盾。 260

二、调整三大矛盾的方法 油田开发过程中需要解决的问题很多，每个问题都有它自己特殊的本质，在目前已经掌握的工艺手段特定作用的基础上，对不同的矛盾用不同的方法解决，才能取得预期的效果。 1.关于层间矛盾的调整 层间矛盾的本质是各层受效程度不同，造成各层油层压力和含水率相差悬殊，在全井同一流动压力的条件下，生产压差不同，使差油层出油状况越来越差，全井以致全开发区高产稳产受到威胁。 解决这一问题的措施从本质上说是增大差油层的生产压差，可从两方面做工作。一方面是提高差油层的油层压力；另一方面要降低井底流压。这就要根据不同情况采取两套措施。 一是以高压分层注水为基础的“六分四清”工艺技术，使吸水能力低的油层提高吸水能力，吸水能力过高造成油层压力过高的油层，适当控制注水，甚至局部停注；在一定条件下，放大全井生产压差或把高压高含水层堵掉，或者进行双管采油；有必要时还可对已受效而生产能力仍然较低的油层进行压裂改造，以提高产能。 二是调整层系、井网和注水方式。对于仅靠调整压差和工艺措施不能完全解决问题的油区，就需要全面考虑、彻底进行层系、井网和注水方式的调整。 首先是层系调整，要以油砂体为单元分析开发形势，主要是储量动用状况，对每一油砂体做出评价：如动用好的，局部动用好的，动用差的和基本未动用的等。将动用差和基本未动用的油砂体划为调整对象，局部动用差的也可以划做局部调整对象。 其次是根据划为调整对象的油层性质、分布特点以及吸水能力和生产能力确定井网密度、布井方式和注水方式。 层系、井网和注水方式的调整要注意和老井配合好。在不加剧原井层间矛盾的原则下，可以进行层系井网的互相利用或互换。但一般在油层较多或调整对象储量较大的情况下，最好另布一套差油层调整井网，特别是注水井一定要另搞一套，调整井一般以均匀布井为宜。因为大量实践证明，象我国这样陆相沉积的非均质多油层，平面上形态复杂，变化急剧，即使原井较密，也很难准确掌握其渗透率变化。 注水方式的选择，以使油井都处于注水第一线的面积注水方式为好，特别是对差油层更应如此。处理新、老井关系以各类油层的注采系统完善为原则，注水井层系划分要细，油井可以相对粗一些。