双重介质油藏提高水驱波及体积探索与研究

乔志学 潘成旭 王薇 宫艳红（大港油田分公司第三采油厂）

大港南部油田官三沙一断块以生物灰岩为主，裂缝与孔洞交织，为典型的双重介质油藏。双重介质油藏由基质岩块和裂缝两种孔隙介质组成，分布均匀稳定。由于两种孔隙介质不同的储油性[1-2]，油井生产时压力波的扩散和地下流体的渗流规律与均质油藏完全不同，存在两个渗流场，因压力分布不同，所以在基质和裂缝介质之间产生流体交换，进而产生窜流。注水开发时容易水窜，不注水地层无能量补充，枯竭式开发，油井低能低产，开发进入两难境地[3-4]。

1 现状分析

1.1 开发现状

大港南部油田官三沙一断块为双重介质油藏，随着开发的深入，依靠天然能量生产，油井快速递减，自然递减率大。尝试注水开发，初期断块的快速递减得到控制，但由于双重介质的特性，注水水窜严重。

1.2 采收率计算

弹性驱动油藏采收率计算[5-6]公式为

式中：ER为弹性驱动油藏采收率；Co为地层原油压缩系数；Cw为地层水压缩系数；Cf为岩石压缩系数；φ为孔隙度，%；swi为原始含水饱和度，%；pi为原始含油层压力，MPa；pb为地层饱和压力，MPa。

由公式（1）计算可得，弹性驱动油藏采收率为0.34%。

溶解气驱油藏采收率计算[7]公式为

式中：ER为溶解气驱油藏采收率；Bob为地层饱和压力下原油体积系数；k为渗透率，10-3μm2；μob为地层饱和压力下原油黏度，mPa·s；pa为油层压力，MPa。

由公式（2）计算可得，溶解气驱油藏采收率为18.4%。

从弹性驱动油藏、溶解气驱油藏的采收率计算结果可以看出，利用天然能量开采，采收率仅为18.74%，所以必须进行注水开发。

2 开发对策

经过研究，由于水驱采出程度等于水驱波及系数与微观驱油效率的乘积，所以从提高水驱波及体积入手，得到有效的开发对策。经过不断探索研究与完善，最终形成了“转注+周期注水+调堵+酸化”的配套模式，为双重介质油藏的注水开发提供了有力的技术支持。

2.1 优化井网布局

双重介质中，由于裂缝系统存在，微裂缝成为主要渗流通道也是水窜的主要原因，应用油藏数值模拟研究，通过改变注水方向，水驱波及体积明显上升，注水示意图见图1。

图1 注水示意图

官三断块裂缝方向研究，大致为北东—南西向。岩心裂缝呈高角度，碎屑物质由北东向南倾泄，油层注入水具有一定的方向性，注水及裂缝方向如图2所示。

基于官三沙一断块发育的北东向裂缝，选取合适井位实施转注，转注优化井网抑制裂缝示意图见图3。适当抑制裂缝，发挥基质系统潜力，提高水驱波及系数，但基质岩块的动用程度依然很低。

图2 注水及裂缝方向

2.2 周期注水

图3 转注优化井网抑制裂缝示意图

引入周期注水。由图4可知，利用压力扰动下的弹性效应，在高、低渗透区之间产生交互渗流量，促进毛管渗吸作用，并增大其渗吸深度，从而达到提高注水波及体积的目的。

图4 双重介质油藏周期注水机理

周期注水计算[8-9]公式为

式中：L为井距，m；t为注水时间，d；μo为原油黏度，mPa·s；Ct为地层总的压力系数；so为原油饱和度，%；sf为岩石饱和度，%；x为注水半周期，d。

由周期注水计算公式求得，官三沙一断块理论的注水半周期为5.3天。

2.3 封堵裂缝

虽然周期注水具有一定作用，但裂缝系统的存在依然会大大降低岩块基质系统的采出程度[10]，因此必须对裂缝进行封堵。通过数值模拟研究可以证实，双重介质油藏调堵注水具有可行性，裂缝封堵机理示意图见图5。

将官三沙一断块注水井组分为两类，实施调堵措施的井组和未实施调堵措施的井组见表1。

通过对比分析可以证明，采取调堵措施的井组，其平均注水压力高于6.7 MPa，平均日产油量高于2.3 t，平均地层含水率低于13.6%，平均累计产油量高于0.788 8×104t。

图5 裂缝封堵机理示意图

2.4 油井酸化

研究酸化与酸化次数、含水率等相关参数的关系，酸化相关参数关系见图6。

表1 官三沙一断块调堵与不调堵情况对比

图6 酸化相关参数关系

图7 官三区块综合开发曲线

通过相关参数关系的研究得出，酸化效果与剩余可采储量、酸化次数、地层能量、日产液量、含水率五个因素关系密切，可作为指导酸化措施的选井模型。

3 使用效果

1）基于“转注+周期注水+调堵+酸化”模式在官三沙一断块试验，断块日产油量由37.4 t 上升至63.68 t，含水率由94.57%下降至90.31%，实现了产量翻番，纯增油12 034.5 t。按照大港油田原油价格3 060 元/t 计算，扣除措施费1 046.78 元，实现创效2 048.32万元。官三区块综合开发曲线见图7。

2）借鉴官三沙一断块“转注+周期注水+调剖+酸化”治理模式成功的经验，针对枣35 断块双重孔隙介质特点，在“调剖+周期注水”的同时对油井实施酸化，实现了区块的稳升。

3）研究与实践不仅对油田注水开发提供了有力的技术保障，而且为双重介质油藏中低产能井开采提供了新的工作方式。

4 结束语

在双重介质油藏开发过程中，通过探索逐步形成了以能量补充为基础，以水井调堵做保证，以油层改造为手段，以周期注水做补充的综合治理模式。这种开发模式对提高双重介质油藏开发水平具有明显作用，对同类油藏开发具有一定的借鉴与指导作用。