開發層系細分調整技術

開發層系細分調整技術是指在原有層系的基礎上，對原油動用儲量不高的低滲層或物性較好但採收率較低的高滲層層系進行重新劃分，並以此為基礎進行井網套數和開採工藝調整，提高水驅波及係數，最終達到提高油田水驅採收率的目的。

基本介紹

• 中文名：開發層系細分調整技術
• 外文名：Development Layer Subdivision adjustment technique
• 學科：石油工程
• 目的：提高採收率
• 原則：小層數不能太多
• 時機：越早解決層間矛盾越好

研究原因

在中低含水期, 對開發初期的基礎井網未作較大的調整, 層系的劃分是比較粗的。進入高含水期以後, 層間干擾現象加劇, 高滲透主力層已基本水淹, 中、低滲透的非主力油層很少動用或基本沒有動用, 油田產量開始出現遞減。進行細分開發層系的調整, 可能把大量的中、低滲透層的儲量動用起來, 這是細分開發層系的必要性; 另外一方面, 油井水淹雖然已很嚴重, 但從地下油水分布情況來看, 水淹的主要還是主力油層, 大量的中、低滲透層進水很少或者根本沒有進水, 其中還能看到大片甚至整層的剩餘油, 具備把中、低滲透層細分出來單獨組成一套層系的可能性。

因此, 進行開發層系細分調整是改善儲層動用狀況、保持油田穩產、增產、減緩遞減的一項主要措施( 多層砂岩油藏開發模式)。

基本原則

劃分和組合開發層系, 總的原則是一套開發層系內小層數不能太多, 層間差異不能太大, 並且開發層系具有一定的物質基礎, 達到一定的生產能力。具體來說, 大體可以考慮以下原則。

1.開發層系內的小層數

國內外實踐經驗都表明, 一套開發層系內的小層數越多, 則實際能動用的層數所占的比例就越少, 並且考慮到分層注水的實際能力有一定的限度, 一套開發層系內主力小層數一般不超過3 個, 小層總數為8～10 層左右, 在細分調整時可以更少一些。

2 . 儲層岩性和特徵

儲層物性中, 滲透率級差的大小是劃分開發層系最重要的參數之一。一套開發層系內的各小層滲透率之間的級差過大將導致不出油層數與厚度顯著增加。

還需要注意的是, 由於沉積條件的不同, 其水淹特點也不同。例如, 反韻律儲層的水驅油情況比正韻律儲層要均勻得多。因此, 在合理組合層系時, 還應考慮各小層沉積類型儘可能相近, 層內韻律性相近。其他岩石的特性如孔隙結構、潤濕性等水驅油滲流特徵參數, 最好也能相近。

3 . 原油性質的差異程度

我國油田各小層間原油性質有較大的差異。如在勝坨油田的開發過程中發現, 當一套開發層系內原油粘度相差1～2 倍時, 在開發初期常發生稀油高滲透層干擾滲透率稍低的稠油層的情況; 而當前者壓力大幅度下降以後, 則又反過來可能受壓力較高的後者的干擾。因此在組合開發層系時各小層原油性質應該儘量相近, 粘度的差異不要超過1～2 倍。

4 . 油藏的壓力系統

在一套開發層系內各小層應屬於同一個壓力系統, 不然層間干擾非常劇烈。

5 . 儲量和產能

每套開發層系都是一個獨立的開發單元, 必須具有一定的物質基礎, 單井控制的可采儲量必須達到一定的數值, 要具有一定的單井產能, 而且深度越大, 所需的單井可采儲量及產能也要相應增大。因此每套層系必須要有一定的有效厚度, 以保證這套層系的開發是有經濟效益的。因此從這一點上同樣可以看出, 任何一套開發層系的合理劃分必然是和該層系的合理井網相聯繫、相配合的。具體的單井可采儲量、有效厚度及產量的界限應根據具體的油藏情況由經濟評價確定。

6 . 隔層

兩套相鄰的開發層系之間必須有分布穩定的不滲透隔層將兩者完全隔開, 以免兩套開發層系之間發生竄流, 造成開發上的複雜性。在沒有垂直裂縫的條件下, 3 m 厚的穩定泥岩已是比較好的隔層, 若油層太多隔層又不太穩定, 那也只有從中選相對比較穩定的泥岩層作為隔層。

實際工作中也會碰到無區域穩定隔層的情況, 這時1 m 以上較穩定的泥岩層或厚度大的滲透率極低的砂層也可以在局部起到隔層的作用。開發層系間的相互串流應儘量避免, 但在局部地區實在避免不了時, 應了解清楚串流的具體情況, 採取相應措施進行調整。正確估計目前的分層採油工藝、鑽井工藝和完井工藝的技術水平, 對層系劃分的粗細有一定的幫助。射孔井段不宜過長。

調整方法

從我國的實踐來看, 根據油藏具體地質、開發狀況的不同, 層系細分調整有這樣幾種方法:

(1) 新、老層系完全分開, 通常是封住老層系的井下部的油層, 全部轉采上部油層,而由新打的調整井來開採下部的油層。這種方法主要適用於層系內主力小層過多, 彼此間干擾嚴重的情況。把它們適當組合後分成若干個獨立開發層系, 這種方法既便於把新、老層系徹底分開, 又利於封堵施工。如果封上部的層採下部的油層, 封堵施工難度大, 且不能保證質量。

(2) 老層系的井不動, 把動用不好的中、低滲透油層整層地剔出, 另打一套新的層系井來進行開發。這種方法主要適用於層系內主力小層動用較好, 只是中、低滲透非主力層動用差的情況。這樣做工程上簡單, 工作量小, 但老層系和新層系在老井處是相聯繫的,兩套層系不能完全分開, 不能成為完全獨立的開發單元, 以致在各層系的開發上難以掌握動態, 更難以進行調節。

針對這種細分方法的弱點, 有人提出分期布井的辦法, 即把原層系中的主力小層先布井開發, 等含水到一定程度、產量即將出現遞減時才把中、低滲透層作為一套獨立的開發層系布井開發, 靠新層系的投產來實現接替穩產。這樣做的優點是兩套層系完全相互獨立, 避免了相互干擾的影響, 便於分別掌握其動態變化及時進行調節; 由於中、低滲透層展布情況更為複雜, 當主力層組成的層系投入開發時, 可以利用這些井起進一步詳探的作用, 把這些中、低滲透層的展布和物性變化描述得更加清楚, 為井網的部署提供合理的依據。但是開發初期只靠第一套層系開採, 油藏的產量可能會低一些, 需要適當提高採油速度, 以避免開發初期產量過低的缺點。這種做法看來會取得較好的效果, 不過目前還只是一種構想, 還沒有經過實踐的驗證。

(3) 把開發層系劃分得更細一些, 用一套較密的井網打穿各套層系, 先開發最下面的一套層系, 采完後逐層上返。這種方法最適用於油層多、連通性差, 埋藏比較深, 油質又比較好的油藏。因為在這種條件下, 需要劃分的層系多, 又需要比較密的井網, 才能控制住較多的水驅儲量, 形成比較完整的注采系統, 否則注水效果將會很差, 但是井深、層系多, 每一套都打很多井, 經濟上不合算, 因此, 只有打一套較密的井網, 逐層上返, 才能取得較好的經濟效益。但這樣做整個油藏的開發速度可能比較低, 開採時間拖得比較長。因此每一套層系都必須用比較高的速度開發, 基本采完後上返。該方法適合於, 油質比較輕、粘度低的油層開發, 在含水不是非常高的時候就能采出絕大部分儲量, 否則粘度太高, 大多數儲量要在高含水期采出, 就不能使用這種方法。這種方法即可以在開發初期確定層系井網時套用, 也可用於後期調整。目前, 國內在開發初期還沒有套用的實例, 作為後期調整已在中原油田的文東油田套用, 效果很好。

(4) 不同油層對井網的適應性不同, 細分時對中、低滲透層要適當加密。油田開發的實踐表明, 對分布穩定、滲透率較高的油層, 井網密度和注采系統對水驅控制儲量的影響較小, 因此井網部署的彈性比較大; 而對一些分布不太穩定、滲透率比較低的中、低滲透層, 井網布置和井網密度對開發效果的影響變得十分明顯, 因為油層的連續性差, 井網密度或注采井距對水驅控制儲量的關係十分密切。因此細分層系時對中、低滲透層系適當採取較密的井距, 有助於提高中、低滲透層的動用程度。

(5) 細分層系, 打一批新井也有助於不斷增加油田開採強度, 提高整個油田產液水平。為了保持油田在高含水期的穩產, 隨著含水率的上升, 應不斷提高油田的排液量, 除提高單井排液量的措施外, 打細分加密井, 增加出油井點, 也是整體提高油田排液量的重要措施。

(6) 層系細分調整和井網調整同時進行。該方法是針對一部分油層動用不好, 而原開採井網對調整對象又顯得較稀的條件下使用的。這種細分調整是一種全面的調整方式, 井打得多, 投資較大, 只要預測準確, 效果也最明顯。

(7) 主要進行層系細分調整, 把井網調整放在從屬位置。一個油區開發一個時期後,證實井網是合理的, 但由於層系劃分的不合理而造成開發效果不好, 這時進行層系細分調整是最有效的, 可以把井網調整放到從屬位置。

(8) 對層系進行局部細分調整。這兒說的局部調整一般有三種類型: 一是原井網採用分注合採或合注分采, 當發現開發效果不夠好時, 對分注合採的, 增加採油井, 對於合注分采的, 增加注水井, 使兩個層系分成兩套井網開發, 實現分注分采; 二是原層系部分封堵, 補開部分差油層, 這種補孔是在某層系部分非主力層增加開採井點, 提高井網密度,從開發上看是合理的, 但是由於好油層不能都堵死, 所以只能是局部調整措施, 由於補孔施工對開採層的污染, 所以在選擇施工時, 又受一定的限制, 若不能增產就不應補孔; 三是隨著油田開發實踐, 對原來的油層、水層、油水層的再認識, 可能在油田內發現一些新的有工業價值的油氣層, 若可能的話, 也可以通過補孔開發這些油層。凡是經過補孔實現層系細分調整的, 都要堅持補孔增產的原則。

注意的問題

(1) 油田地下調整要和地面流程、站庫改造同時進行。

(2) 大面積進行層系的細分調整是一項投資大的工作, 除必須進行可行性研究外, 還要開闢試驗區。

(3) 細分調整的時間是很重要的。

(4) 調整井打完以後, 必須認真進行水淹層測井並解釋, 確定每口井的射孔層位和注采井別, 補孔也一樣。只有這樣才能獲得好的效果。

合理程式

細分調整的合理程式一般分為五大步驟:

(1) 通過油水井的分層測試和觀察井的分析, 弄清油層動用狀況及潛力所在, 確定調整對象。

(2) 編制細分調整井部署方案或其他形式的調整方案。

(3) 通過測井, 認真弄清調整對象(調整井或補孔井) 的分層水淹狀況, 對油田地層情況、水淹狀況和生產狀況進行再認識, 確定每口井的具體射孔方案和注采井別。

(4) 制定射孔方案的實施步驟。

(5) 觀察方案實施效果, 並認真進行總結。

調整時機

多層合採層間干擾嚴重, 高滲透層干擾低滲透層, 使低滲透層的生產能力得不到充分發揮; 且大段合採時單井開採厚度大, 由於受泵排量的限制, 采液強度較低, 限制了油層生產能力的發揮, 因此細分層系調整的時機就顯得很重要。由於所建立的模型是均質的, 平面上的差異所造成的平面矛盾不能表現出來,所以相應的縮小了不同時機劃分開發層系影響開發效果的差異。層系細分越早, 越早解決層間、層內、平面和各種矛盾, 開發效果就會越好。