砂岩油藏油井间歇性出水机理探讨

钟 伟,于腾飞,郑小杰

(中国石化西北油田分公司勘探开发研究院，新疆乌鲁木齐 830011)

通常情况下，在砂岩油藏的开发过程中，油井的生产一般要经历无水期、低含水期、中高含水期并最终由于水淹造成油井停产。当然，由于构造位置的高低差异、储层非均质性的强弱不同以及油水分布的不确定性，处于含油构造不同部位的油井经历这几个过程的时间长短各异，有的井投产若干年仍以较高的产能处于无水采油期，有的井则投产就油水同产并且高含水，甚至有的井出现投产就水淹的情况。但笔者在对大庆某油田砂岩油藏油井开发动态的研究中发现：一些生产井在投产初期以产纯油为主，基本不产水或微量产水,一段时间后日产水显著上升，与此同时日产油量迅速下降到接近0，含水率接近100%，继续排水生产约20～60天后，产水量又迅速回落到接近0，产油量则显著上升甚至超过此前的水平。这种在生产过程中因短时间高含水造成油井假水淹的现象，笔者称之为“间歇性出水”现象。本文借鉴四川隔气式碳酸盐岩气藏的研究思路[1-2]，结合研究区实际的地质背景，通过探讨砂岩油藏中这种不同于常规油井生产过程的特殊现象的产生机理，以期为同类砂岩油藏的开发起到一定的借鉴作用。

1 地质概况

研究区位于黑龙江境内，属中孔、低渗、特低丰度的构造-断层-岩性油藏，主要产层为下白垩统姚家组一段葡萄花油层，油层顶面埋深大于1 440 m,为一向东北倾伏的斜坡，西南至东北最大高差达100 m左右。油层厚度由北部18 m向南部减薄至12 m。葡萄花油层顶界以萨葡夹层为界线；底界以翠绿色块状泥岩与青山口组顶含介形虫化石、具页片状水平层理的深灰色、紫灰色泥岩为界线，整个目的层可细分为4个小层，即上砂岩组的PI2、PI3、PI4号小层和下砂岩组的PI5号小层。区内断层十分发育，将油层切割成许多独立的断块，同时，也形成了许多与断层活动有关的微幅小构造，主要大断层均南北向延伸，断距一般为30 m左右，断层倾角40～50°。区域的油水分布比较复杂。连片含油的区域面积通常较小，全油田没有统一的油水界面和统一的压力系统。

2 典型井生产特征

研究区共有130多口开发井，其中有近20口油井不同程度的出现了间歇性出水的现象，颇具代表性的井是DQ31井,该井的生产过程可分为三个明显的阶段(图1)，具体生产特征如下：

图1 DQ31井生产曲线

2.1 间歇产水期前

该阶段时限为2013年12月17日-2014年1月24日，初期采取捞油方式生产，日捞1-2次，提捞泵下深1 380～1 400 m,日产油量在2～4 t之间上下波动,不产水，含水率为0，2014年1月19日转机抽生产，但产液量很低，日产油量0.3～1.9 t,微量产水(0.02～0.13 m3/d)，含水率6%左右。

2.2 间歇产水期

2014年1月25日,即转抽后第8天，日产油量变为0.1～0.2 t,产水量显著上升，由2 m3/d迅速上升并维持在7 m3/d左右,含水率超过95%，出现油井水淹的现象，这种高水微油的生产状态一直持续到2014年3月27日，即历时近2个月后，生产情况发生逆转，日产油量开始显著上升，短时间内由0.3 t/d上升到7 t/d,日产水量则显著下降，迅速由7 m3/d下降到0.3 m3/d,含水率又降至6%左右，表明间歇产水期结束。

2.3 间歇产水期后

2014年3月28日以后，该井重新恢复高油微水的生产状态，产油量由该阶段初期7 t/d呈阶梯状下降后并维持在4 t/d左右，产水量则维持在0.1～0.3 m3/d之间。

3 机理分析

该井未采取压裂措施，投产前后其邻近的其它三口井均未通过任何直接或间接的方式进行注水。显然如此持续稳定长时间的相对高产水低含油的生产状态，也不会是邻井调整工作制度造成。相对于该区块油井整体的产油情况(平均单井累产油量300 t)来讲，间歇产水期近150 m3的累产水量,揭示了该井产层段附近地层中存在一个具有一定体积规模的小水体。该小水体的形成具有其特殊的地质背景，而水体的产出也有其特殊的机理。

3.1 地质成因

研究区葡萄花油层属早白垩世中期松辽大型浅水湖盆北部一套大型河流-三角洲沉积的一部分，属典型陆相非均质薄互层型砂岩油藏。储层形成于松辽盆地整体拗陷过程中的一个显著回返和充填时期(即青山口组水退旋回晚期至姚家-嫩江组水进旋回早期)。该阶段盆地沉降速度明显减慢，气候变得相对干燥，周边碎屑物质供给丰富，河流-三角洲沉积十分发育，湖盆被抬升和淤塞变浅。沿盆地长轴缓坡方向自北而南注入湖盆的北部大型河流-三角洲体系具有独特的大型浅水湖盆的沉积特点：沉积区坡降平缓，地形平坦，湖水很浅，在水退高峰期可出现周期性干涸，湖面波动频繁，湖岸线摆动大而迅速，波浪能量弱而波及范围广阔，河流源远流长，能量始终较强，对三角洲的建设起着控制作用。

研究区储层属三角洲外前缘沉积，主要发育远砂坝和前缘席状砂微相，另外还有水下分流河道、浅湖泥。该区域地层以反旋回沉积为主，砂粒较细，泥质含量也较高。在河流长距离搬运和波浪高能量改造的双重作用下，尽管砂体分布范围广，但厚薄不均，尤其是较厚的主体部分分布形式比较复杂，有的为大面积稳定分布，有的则为破席状、网格状、小片状和条带状分布，其余的非主体部分为极薄的粉砂和泥质粉砂层，其渗透性很差。砂体横向上分布的非均质性，必然造成纵向上砂体叠置的多变性，这种多变性加上后期构造运动的改造作用直接导致后期油气聚集成藏过程中油水纵横配置关系的复杂性。

3.2 油水关系模型

根据DQ31井的生产动态特征，结合该区具体的地质背景及该井实钻资料，分析认为造成油井间歇出水的主要原因是由于三角洲沉积环境下，多期水道叠加形成的“叠瓦状”砂体配置的特殊形态，加之构造运动形成的错综复杂的断层切割砂体形成许多规模较小的断块，使得后期成藏过程中形成一小段水体分割两小段油体的特殊油水赋存形式，其具体的油水关系模型如图2所示。

图2 间歇性出水油水关系示意图

3.3 产水机理分析

当油井钻遇具有这种特殊的油水赋存关系的油藏中的含油储集体A时，投产初期井孔附近含油饱和度较高，油水界面距离射孔位置相对较远，因此初期一段时间油井产纯油或者少量含水，形成间歇产水期前的无水或低含水采油阶段；随着储集体A中地层原油源源不断的采出，油层亏空量加大，能量下降，与A中底水连通的储集体C中的局限封闭水体虽然自身能量有限，但在与之连通的相对高能量的含油储集体B驱动下，C中的水体快速锥进至油井井底，导致油井短时间内出现暴性水淹的状况，即进入了间歇产水期，该阶段持续的时间长短视水体大小、采液速度不同而有所不同；当持续排液一段时间以后，油藏整体油水界面下降，B中油体开始进入到A中，B中油体的能量不再成为C中水体锥进的动力，相反变成了水体锥进的阻力，于是，油井含水又快速下降，产油量快速增加，即进入间歇产水期后的低含水采油阶段，油井重新恢复产能。

4 结论及建议

对于受构造、断层、岩性多重因素影响的砂岩油藏来说，储集体规模影响油井生产状况，如果水体规模相对较小，能量相对较弱，油井在投产一段时间后突然出现暴性水淹的状况，并且可以排除邻井注水或者工程因素的影响，那么很可能是油井“间歇性出水”，产水主要靠被水体分割的另外含油储集体的驱动，此种情况下，由于水体规模小，能量有限，只需要继续加强排液，等采出部分水体后，油井沟通被水体分割的另外储集体中的油，含水就会快速下降，油井产能也将逐步恢复。由于地层条件的复杂多变，有时也可能对于水体的规模认识不清，同样可以先排水观察1～2个月，如仍未见含水下降的迹象，则需要考虑采取其他措施，如对水层进行封堵，上提射孔井段等措施来达到降低油井含水的目的。

[1] 陆正元,李颖,彭轩，等.四川盆地上三叠统隔气式气驱产水模式[J].成都理工大学学报,2010，37(2):113-118.

[2] 李建兵，陆正元，向传刚.川中蓬莱镇构造X1井自喷产大水机理研究[J].试采技术,2006，27(3):16-17.