增能吞吐选井模型及参数优选技术

乔志学 宫艳红 郑玉洁 潘成旭（大港油田公司第三采油厂）

1 增能吞吐机理研究

增能吞吐机理（图1）可以概括为以下三方面：

1）注：大型泵车组高强度注水，注入水进入裂缝，在裂缝和基质间压差的作用下驱替进入介质，制造微裂缝，建立地层渗流通道[3]。

2）焖：焖井吞吐，达到平衡条件后，裂缝中的注入水在毛细管力的作用下进入基质孔隙中，基质孔隙中的油实现油水置换，重新分布，从而实现驱替剩余油。

3）采：增能，基质中的流体在驱替作用下进入裂缝并通过井筒采出，达到低位平衡，实现补充地层能量的目的。

图1 增能吞吐机理

2 增能吞吐参数优选

2.1 研究思路

焖井过程基质与裂缝中的渗吸产油量可表达为：

式中：σ为形状因子；Vm为基质岩石体积，m3；Km为基质空气渗透率，10-3μm2；μ0为原油黏度，mPa·s；Kro为油相相对渗透率；pcow为油水毛细管力，MPa；λ为启动压力梯度，MPa/m；Δx 为裂缝与基质间驱动距离，m；tm为焖井时间，d。

引入油相相对渗透率表征储层的润湿性，形状因子表征裂缝发育情况，以公式（1）作为研究的基础确定增能吞吐选井的相关参数[4-6]。

2.2 试验研究

2.2.1 润湿性研究

岩石亲水程度影响注水吞吐的有效性，岩石亲水性越强，毛细管渗吸能力越强，我们引入润湿比，即束缚水饱和度( Swi)与残余油饱和度( Sor)之比，表征油藏的亲水程度。以润湿比为变量，注入量等其他参数为常量，模拟试验，润湿比与采出程度见图2，不同润湿比的相渗曲线见图3。验证了亲水油藏润湿比越大，渗吸作用越强，而亲油油藏渗吸作用微弱，相同相渗状态下润湿比越大，亲水性越强。

（3）设定合理的收益目标。学校应结合投资建设成本回收周期等因素，综合设定每年合理的收益区间预计，学校可以请第三方公司综合评估测算学校的投资回报情况。

图2 润湿比与采出程度

图3 不同润湿比的相渗曲线

2.2.2 裂缝发育研究

增能吞吐过程中裂缝为主要的渗流通道，裂缝发育程度直接影响渗流能力[7]，引入形状因子表征裂缝与基质的切割程度，以窜流系数描述岩石基质与裂缝基质流体交换量，以形状因子为变量，注入量等其他参数为常量，模拟试验，不同形状因子下与采出程度关系曲线见图4，形状因子从0.001提高到1.0 时，采出程度由2.6 %增至15.6 %。由此可见，裂缝的发育程度对渗吸产油量影响较大，也是增能吞吐的主控因素，选井应考虑前期压裂过且效果较好的油藏。

图4 不同形状因子与采出程度关系曲线

2.2.3 初期产能

油井初期生产情况在一定程度上反映吞吐潜力的大小，通过南部油田压裂井数据分析，单井初期产能与吞吐增油量两者趋势一致，焖井前后压降与初期产量递减趋势一致，所以优先选择初期产能高且递减稳定的油井，压裂措施与初期产能关系见图5。

图5 压裂措施与初期产能关系

2.2.4 注入量研究

注入量是影响地层能量补充强弱的直接因素[8]，通过模拟不同注入量下的油井产量变化确立注入量的合理范围，根据数值模拟结果看，注入量在10 000～20 000 m3，增油幅度最大，效果最好。

综合南部油田历史压裂放喷情况及转采井统计分析得到增油量与注入量的关系，实际注入量在10 000 m3以上增油效果好，对于斜井和水平井应加大注入量，注入强度应大于50 m3/m，现场实验结果见图6。

图6 现场试验结果

2.2.5 焖井时间研究

焖井时间是增能吞吐置换效果的重要影响因素，通过模拟不同焖井时间下的油井产量变化确立焖井时间的合理范围[9-10]，当焖井时间达到1 月时，初期日产油量达到最大值，超过3 月后，其下降速率明显加快。当焖井时间达到6 个月后，无法满足经济效益开发需求，所以理论焖井时间为1～3月。

见油周期与焖井时间呈指数关系，具体见图7，当焖井时间大于73 天时，见油较快。所以实际焖井时间2～3个月为最佳时间。

图7 焖井时间与见油时间关系图

3 选井模型与现场试验

3.1 选井模型

通过试验探究，确定了增能吞吐选井模型见表1及增能吞吐参数优选方法见表2。

表1 增能吞吐选井模型

表2 增能吞吐参数优选方法

3.2 现场试验

根据研究结果，选择大港南部油田官106 断块4 口油井开展增能吞吐试验效果显著，初期日增油14.16 t，截止目前累计增油4 913.68 t，按原油单价52.02 美元/桶计算，共增加效益1 213.13 万元。区块采油速度提高0.33 %，预测采收率提高1.59 %，验证了选井和参数选择的科学性，现场试验效果统计见表3。

4 结束语

增能吞吐选井及参数优选技术在南部油田的成功试验，证明了其实用性，按原油单价52.02美元/桶计算，共增加效益1 213.13 万元。区块采油速度提高0.33%，预测采收率提高1.59%，下步将在南部油田其他区块推广试验，不断完善研究成果，形成一套全面、普适的指导性结论，有助于增能吞吐技术更好的推广应用于低渗透油藏，解决油藏开发难题，提高采收率，实现老油田的持续稳健发展。

表3 现场试验效果统计