壓裂水平縫水平井鄰井注水補充地層能量機理研究

李陽 王增 杜海軍 涂彬

1. 延長油田股份有限公司七里村采油廠 陜西 延安 716000

2. 中國石油大學（北京） 北京 100000

蓄能增滲是轉變低滲透油藏常規注水開發思路，將壓裂和注水吞吐、異步注采、油水井互換等多種滲吸采油為主要開發方式的技術進行綜合應用，實現大液量、快速、高效注入，有效補充地層能量，提高儲層毛管力作用，增加滲吸和滲流能力，最大可能地提高單井產量，快速提高階段累積產油量，盡快收回投資，實現油田規模效益開發的一種新開發模式[1]。QL油田長6主力儲層埋較淺，油層發育情況主要受砂體分布影響，以灰色細粒長石砂巖為主，平均孔隙度9.18%；平均滲透率 0.79×10-3μm2。油藏是一常溫低壓低孔特低滲巖性油藏，無邊底水。儲層巖石水平應力大于垂向應力，大多數油井壓裂后形成水平縫而非垂直縫。2014年開始，該油田開展多水平縫-弓形水平井開發試驗，取得了較好效果。截止2020年底，全廠投產水平井74口，單井日產液6.48m3，單井日產油2.35t，綜合含水39.5%[2]。其中多數水平井采用天然能量開發，目前存在以下問題：（1）產量遞減快；（2）鄰井注水補充能量方法、技術缺乏，水竄后治理技術缺乏；（3）本井注水吞吐補充能量方法、技術缺乏，吞吐2-3輪后效果變差后續對策缺乏；（4）剩余油儲量大，采出程度低，水平井如何進一步發揮作用需要研究與探討。

本文針對目標淺油層壓裂水平縫水平井上述開發情況與問題，對其鄰井實施注水補充能量方法與技術開展研究，基于油藏分析與油藏數值模擬確定了其中關鍵因素的影響機理，并制定了鄰井注水補能的開發原則與技術政策，為目標區塊的精細注水、綜合調整提供寶貴技術支持。

目標油田壓裂水平縫水平井鄰井補能實例分析

七平7水平井在原來150×150m常規七點法井網基礎上進行部署，1口水平井占據3-5口常規油井位置，周圍無注水井。因開發時間較早，該區為非注水區，無法滿足注水條件。為充分補充地層能量，完善井網，考慮配套轉注5口常規井。

七平7井區域于2021年12月22日完成現場蓄能增滲施工作業（圖1），鄰井設計各注入量1000方，實際注入5口，累計注入5066方；計劃燜井19天；因疫情和下雪影響，實際燜井68天。七平7井蓄能增滲措施前單井日產0.28噸，投產后初期日產0.97噸，效果較為明顯。綜合分析認為：（1）水平井周邊直井快速注水補充地層能量在原理上具有先進性；（2）直井累積注入量實踐效果顯著，具有試驗價值；（3）注入速度實施效果尚可。建議改變注入速度，由慢到快，保持儲層滲流速度相等；同時滲流面積逐漸擴大，因此建議注入量逐漸加快。

圖1 七平7水平井生產動態及鄰井注水補充能量特征

影響水平井鄰井注水補充能量的因素

基于以上目標油田七平7壓裂水平井的生產動態及鄰井直井注水蓄能實例，建立典型油藏模型（圖2），對以上水平井生產鄰井注水補充能量的影響因素（累計注水量/不同位置注入井的注入量配置等）進行研究。

圖2 壓裂水平縫水平井鄰井注水補能油藏模型

（1）注水蓄能時機

首先對實施臨近井注水補能的實施時機進行分析，先根據實際目標井實際情況設計了油藏壓力衰竭到1MPa時，實施注水蓄能的方案（方案1），然后設計了油藏壓力衰竭到2.5MPa（方案2）和衰竭到1.5MPa（方案3），共3個方案，用以對比注入時機的影響。

由以上圖3可以看出：注水時間越晚，油藏壓力衰竭越厲害，油藏在較低的壓力下生產時間越長，油藏壓力和累產油產液指標都較低差；因此建議較早實施鄰井注水蓄能，提高油藏開發壓力水平與產能。

圖3 不同時機下鄰井注水時累產油指標對比

（2） 注入的壓力及注水時間

通過基礎注水蓄能方案的油藏壓力及注水量動態變化曲線可知，在鄰井注水蓄能的過程中，生產井要保持關井狀態，這樣就導致階段產油停滯。因此本節測試分析了通過提高注水井注入壓力提高注水速度（在油藏安全壓力前提下），在較短的時間內完成累計注入量指標，盡快恢復生產井開井生產的可行性，分別設計了注入壓力上限為13、15、18MPa這3種情況，開展模擬。

由以上圖4可以看出：注水壓力越高，相同的注入量需要注入的時間越短，相應的關閉生產井的時間越短，油藏越早獲得較高的產液、產油指標，開發周期較短，開發效益較佳。

圖4 不同注入壓力下鄰井注水時累產油指標對比

（3）不同位置鄰近注入井的配注

水平井生產過程中水平段不同位置的壓差存在較大差異，其中跟端壓差最大，然后沿著水平段向趾段逐漸變小。如果不同位置水井采用相同的注水量，則在跟端的注入水較容易竄進到水平井。本節研究了2種情況：（1）不同位置注入井注入量相同；（2）水平井跟端位置鄰近注水井注入量較?。ㄆ骄?.6倍），而趾端位置鄰近注水井注入量較大（1.5倍）（圖5）。

圖5 水平井跟端、趾段不同配注方案產油指標對比

由圖5可見：降低水平井跟端鄰井的注入量，同時提升趾端鄰井的注入量，相比各鄰井同注入量時增油、降水效果要好。

3 水平井鄰井注水補充能量參數設計方法

采用水平井關停情況下鄰井直井高強度補充能量方式的參數設計方法如下：

（1）直井注水期間注水井周邊相鄰水平井與直井油井全部關停；

（2）注水井高壓高排量注入，快速提升直井與水平井之間的壓力；

（3）由于注水井周邊相鄰水平井與直井油井全部關停，因此注入水主要賦存在注水井周邊，對于相鄰周邊的水平井與直井近井地帶含水飽和度影響不大，因此在生產過程對含水率影響不是太大；

（4）直井注水井完成注入后，根據其累積注水量確定悶井時間，如果注入1000方，通常悶井30-45天；

（5）在悶井5天后，周邊相鄰水平井與直井油井可以生產；

特點是：（1）地層能量補充快；（2）注入水主要在水井周邊，對生產井含水率影響較??；（3）可以多輪次實施異步注采。

4 結束語

（1）提出了水平井鄰井補充能量開發的條件評價。水平井周邊300米以內存在直井；水平井與直井間儲層非均質性不要太強；擬注水直井原本可為注水井或為采油井；擬注水直井背向水平生產井方向的儲層不能有優勢通道，避免影響流向目標水平生產井的注水量；

（2）模擬分析表明：建議較早實施鄰井注水蓄能，提高油藏開發壓力水平與產能；采用較高的注水壓力，注入速度快，相應生產井關井時間短，油藏越早獲得較高的產液、產油指標，效益較好。