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第44卷 第5期 新 疆 石 油 地 质Vol.44，No.5 2023年10月 XINJIANG PETROLEUM GEOLOGYOct.2023 文章编号：1001-3873（2023）05-0577-06 DOI：10.7657/XJPG20230509某油田低渗透油藏水平井加密及跟踪调整提产周佳美（中国石油 大庆油田有限责任公司 第九采油厂，黑龙江 大庆 163853）摘 要：某油田储集层物性差，纵向上层数少，厚度小，小断层发育且展布方向复杂，直井开发效果差，现有井网难以建立有效驱替体系。在老水平井和2014年先导试验加密水平井开发效果均较好的基础上，在注水受效差的直井区及断层附近未动用区，开展加密水平井及跟踪调整技术研究。通过井震和动静态结合分析，优选储集层发育稳定、水淹风险小且剩余油富集的加密区；通过水平井方位和水平段长度优化，压裂加密布缝及优化缝长，提高水平井产能；通过早期间注及隔强临弱的注水跟踪调整，优化注采方式。按照以上方法，该油田2019年加密水平井19口，砂岩钻遇率达到83.0%，初期单井日产油量为7.4 t，综合含水率为28.8%，建立了有效驱替体系，油田的采油速度由0.8%提高到1.5%，提高了油田的开发效果。关键词：低渗透油藏；精细描述；剩余油；井震结合；动静态结合；加密水平井；压裂；注水调整中图分类号：TE341 文献标识码：A2018 Xinjiang Petroleum Geology.Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License收稿日期：2022-03-30 修订日期：2022-08-03第一作者：周佳美（1986-），女，辽宁锦州人，工程师，油气田开发，（Tel）18945973029（E-mail）Horizontal Well Infilling and Water Flooding Tracking Adjustment for Production Increase in Low Permeability Reservoirs in X OilfieldZHOU Jiamei（No.9 Oil Production Plant,Daqing Oilfield Company Ltd.,PetroChina,Daqing,Heilongjiang 163853,China）Abstract：In X oilfield,the reservoirs exhibit poor physical properties,a small number of layers vertically,and the presence of small faults in complex distribution,which lead to poor effect of vertical well development and ineffecient displacement of the existing well pattern.Based on the successful development of preexisting horizontal wells and infilled horizontal wells in the pilot test in 2014,a study was conducted on horizontal well infilling and tracking adjustment techniques in the areas with inefficient waterflooding by vertical wells and in the unswept areas near fault zones.Through loggingseismic combination and comprehensive dynamicstatic analysis,the areas with stable reservoirs,low waterout risk,and enriched remaining oil were identified for well infilling.By optimizing the orientation and horizontal section length of horizontal wells,the fracturing density and fracture length were optimized to enhance the productivity of horizontal wells.The injectionproduction process was optimized by implementing the waterflooding tracking adjustment strategy of earlystage intermittent water injection and weak injection via the injector in an adjacent row+strong injection via the injector in a row apart.Following these approaches,a total of 19 infilling horizontal wells were drilled in the X oilfield in 2019,achieving a sandstoneencountered rate of 83.0%.The initial daily oil production per well reached 7.4 t,with a comprehensive water cut of 28.8%.An effective displacement system was established,resulting in an increase in the oilfield s production rate from 0.8%to 1.5%,and improving the overall development effect of X oilfield.Keywords：low permeability reservoir;fine description;remaining oil;loggingseismic combination;dynamicstatic analysis;infilling horizontal well;fracturing;water injection adjustment目标油田于2006年投入开发，井排方向为北东45，直井区采用 300 m300 m正方形反九点法注水井网，水平井区采用300 m300 m平直联合井网，开采目的层为下白垩统姚家组葡萄花油层。油藏储集层物性差，平均空气渗透率为 13.3 mD，有效孔隙度为17.5%；纵向上储集层层数少，厚度小，平均单井钻遇3.2层，有效厚度为2.4 m；共发育小断层501条，展布方向多。油田注水开发过程中，直井区注水井欠注比例高，达到 30.5%；油井低产低效，单井日产油量为0.3 t，依靠常规注水调整及压裂、酸化、直井加密等常规措施提高开发效果难度较大。水平井区开发效果较好，单井日产油量一直为直井区的4倍以上，受效比例比直井区高49.2%。于2014年开展加密水平井先导性试验，加密3口水平井，初期单井日产油量为6.3 t，区块采油速度由0.6%提高到1.6%，取得了较好的效果，也表明了通过加密水平井提高直井井网老油田的开发效果可行1-4。因此，有必要进一步探索水平井加密潜力，完善低渗透油田持续稳产技术。2023年新 疆 石 油 地 质有关加密水平井技术的研究较少，其他油田通过加密水平井试验，均取得了较好的开发效果5-7，但未见大规模加密水平井提高油田开发效果的案例，对水平井加密方式、界限标准、注水跟踪调整等技术也未见详细论述。本文提出的水平井加密及跟踪调整技术，已实施加密 19 口水平井，初期单井日产油量为7.4 t，加密区提高采收率11%，探索出了低效区块二次开发的新途径。1 油田开发现状研究目标油田开发面积为 122.19 km2，地质储量为 1 962.45104 t。截至2018年12月，该油田共有油井649口，单井日产油量由初期的1.4 t下降到0.4 t，年均含水率逐步上升到40.57%，油田采油速度由初期1.25%下降到0.39%，采出程度为9.05%，累计产油量为177.53104 t。共有注水井281口，日注水量为1 740 m3，累计注水量为 981.56104 m3，注采比为 2.2。地层压力下降到7.06 MPa，保持在原始地层压力的38.3%。直井区初期单井日产油量为1.1 t，目前平均单井日产油量为0.3 t。先后开展了常规压裂、酸化、直井加密等提产技术，但效果均不理想。2014年开展了直井区水平井加密先导试验，加密后注采井距由300 m缩短到150 m，井区采油速度由0.6%提高到1.6%，加密后井区采收率由低于 15%上升到 20%，井区开发效果得到明显提高。受储集层物性差和断层发育影响，注水井注水压力上升速度快，欠注比例高，尽管单井日配注仅 12 m3，注水压力上升速度仍较快，达到0.42 MPa/a，欠注井数比例达到30.5%。油井受效差，单井产量低，累计受效比例仅45.0%，日产油量低于0.5 t的井达到71.5%。直井区井间动用程度低，不能建立有效驱替体系。水平井区早期投产水平井28口，平均水平段长度为496 m，油层钻遇率为74.9%，压裂投产初期，平均单井日产油量为6.8 t，为周围直井的4.3倍；目前平均单井日产油量为2.2 t，为周围直井的6.4倍。水平井受效21口，占比为91.3%，平均受效时间为284 d。受效后日产油量由 3.8 t 上升到 5.8 t，增油幅度为53.9%。与直井对比，受效比例高达49.2%，受效后增油幅度高达22.0%。通过12年的注水开发实践，表明低渗透、主力层突出的葡萄花油层，应用水平井-直井井网联合开发，可以建立有效驱替体系，实现剩余油的有效动用。直井区井间动用程度低的部位，主要位于注水量小和采出程度低的区域，由于水淹风险小，具备加密水平井调整的潜力。同时，部分断层附近未受井网控制，油田开发初期，考虑钻井风险，距离断层100 m以内区域未布井。油田开发后，通过三维地震结合密井网解剖，部分断层实际位置及延伸方向发生变化，导致部分开发井与断层距离较大，具备加密挖潜的空间。2 油藏剩余油分布及加密区的确定在确定剩余油分布范围的基础上，通过井震结合和动静态结合的方法，优选水平井加密区，提高剩余油的挖潜动用。通过密井网地震处理重新解释，结合三维地质建模，开展全区断层重新认识，重点对注采关系发生变化区域精细刻画，确定剩余油分布区。对断层附近现有井网未能控制的剩余油，结合储集层展布，利用地震资料确定储集层物性7-8。一是通过“模型正演、平剖结合”断层精细解释技术，精细落实小断层，剔除伪断层，进一步落实了油田葡萄花油层断层发育特征。开展了全区488条断层重新认识，重点对44处注采关系发生变化区域精细刻画，新确定断层7条，断层形态变化17条，长度延伸9条。二是运用高分辨率层序地层学，解剖密井网砂体，井震结合，建立砂层组沉积微相。按照精细油藏描述思路，开展小层划分对比，建立测井相模式，精细单层沉积微相识别。应用地层切片分析砂体展布，优选最佳时窗，结合砂岩厚度，确定精细平面相带组合。结果表明，研究区主要发育PI1-1层至PI4-2层，北部区块各层均发育，非均质性较强；南部区块发育层数少，以主体席状砂为主，非均质性弱。从各沉积单元有效厚度分布看，有效厚度大于0.5 m的区域集中在PI1-1层、PI1-2层、PI2-2层、PI3-2层和PI4-2层。应用精细油藏描述剩余油分布，结合油水井生产动态特征，精准描述剩余油。一是建立精细地质模型，确定分层剩余油分布。考虑水平井人工裂缝影响，建立“相控约束、裂缝融合”的三维地质模型，通过数值模拟，掌握油田剩余油分布特征9-11。二是量化单井单层注采状况，精细刻画水驱前缘。利用测井、生产监测、油水井生产动态特征等资料，对全区930口油水井细化，劈分注入产出，刻画单层单砂体水驱动用状况，明确油田剩余油分布。三是动态描述与数值模拟相结合，明确剩余油富集部位。结果表明，PI1-1层、PI1-2层、PI2-2层和PI3-2层剩余可采储量大于10.0104 t，为主要挖潜对象（表1）。通过剩余油分布与水驱前缘特征相结合，优选剩余油富集且水淹风险小的区域为加密潜力区。依据水平井产能及经济效益评价，确定加密厚度下限及可采储量下限，加密区优选原则为剩余可采储量不低于8 000 t，油层总有效厚度不小于2.0 m，与水驱前缘的距离大于80 m。578第44卷 第5期周佳美：某油田低渗透油藏水平井加密及跟踪调整提产3 加密水平井部署优化3.1 水平段长度在水平段长度优化上，运用水平井泄油面积公式，采用容积法，计算不同水平段长度的控制地质储量，水平段长度与控制地质储量呈正相关，水平段长度为1001 200 m时，水平井控制地质储量为1.41045.8104 t。水平井泄油面积：A=rev2+revL+revL/4。（1）在目前水平井产能计算公式中，低渗透油气藏压裂水平井产能公式对该区块具有较好的适用性。依据水平井产能计算经验公式，利用油田参数，模拟初期日产油量与水平段长度的关系。随着水平段长度增加，初期日产油量逐步上升，水平段长度为1001 200 m时，水平井初期日产油量为2.38.8 t12-17（图1）。第j条裂缝产能贡献公式及水平井产能计算公式分别为17：p=B2KhhQjlnre/Xf-id/Xf+1+(re/Xf-id/Xf)2|jd/Xf-id/Xf+1+(jd/Xf-id/Xf)2+QjB/(2Kfw)ln(h/2rw)；（2）Q=j=1nQj。（3）按照经济效益评价标准，模拟经济效益与水平段长度的关系，当水平段长度为6001 000 m时，内部收益率达到8.0%（图2）。综合水平井控制储量、产能及经济效益，加密井合理水平段长度为6001 000 m。3.2 水平井方位从老水平井的开发规律上看，不同方位水平井开发效果存在差异18。水平段垂直于最大水平主应力方向的水平井压裂后初期可以获得较高产能，初期日产油量为7.6 t，比相交、平行于最大水平主应力方向的水平井日产油量分别高2.0 t和2.4 t；但该方位水平井易见水，见水后含水率上升较快，平均含水率上升3.2%，自然递减率高，平均年递减率为10.3%，单井累计产油量为1.3104 t，目前采出程度为25.0%，预测采收率为27.2%。水平段平行于最大水平主应力方向的水平井压裂后，虽然初期产能比垂直、相交于最大水平主应力方向的水平井低；但水平井不易见水，含水率上升速度慢，平均含水率上升2.2%，自然递减率低，平均年递减率为 7.5%，单井累计产油量为 1.2104 t，目前采出程度为 23.7%，预测采收率为 29.2%。与最大水平主应力方向斜交的水平井，开发效果介于垂直、平行于最大水平主应力方向的水平井之间，初期日产油量为5.6 t，平均含水率上升2.6%，平均年自然递减率为9.1%，单井累计产油量为1.2104 t，目前采出程度为22.4%，预测采收率为30.5%（表2）。在加密水平井方位优化上，以有利于储集层改造为前提，结合剩余油分布及水淹风险，优选平行于最大水平主应力方向和与最大水平主应力方向斜交的方向，优选水淹风险小和剩余油控制面积较高的方位。4 加密水平井完井压裂优化以提高单井产量为目标，实施压裂投产，应用穿层压裂技术，实现储集层段的立体改造，增加井控储表1 研究区各油层储量动用状况统计Table 1.Statistics of producing reserves by oil layers in the study area油层PI1-1PI1-2PI2-1PI2-2PI3-1PI3-2PI4-1PI4-2平均有效厚度/m0.40.50.20.30.20.30.20.2地质储量/104 t285.04379.95131.99233.95172.07287.00215.99237.07数值模拟剩余可采储量/104 t23.0224.839.5524.767.0519.558.579.76动态分析剩余可采储量/104 t29.9132.179.6826.556.3418.086.464.50?t?/?/m100200300400500600700800900 1000 1100 12000246810图1 研究区初期日产油量与水平段长度关系曲线Fig.1.Relationship between initial daily oil production and horizontal section length in the study area?/%?/m1003005007009001 0011 0031 0050246810图2 研究区税后内部收益率与水平段长度关系曲线Fig.2.Relationship between internal rate of return and horizontal section length in the study area5792023年新 疆 石 油 地 质量。在压裂时，加密布缝，优化缝长，最大程度提高储集层动用程度19-21。通过数值模拟，压裂裂缝间距分别为20 m、30 m、60 m、90 m 和 120 m，初期采油速度分别为 3.26%、3.23%、2.86%、2.60%和 2.46%时，采 收 率 分 别 为25.8%、25.4%、24.7%、24.0%和23.8%，净利润分别为118.09106元、118.82106元、116.70106元、113.25106元和108.57106元。按照利润最大化原则，将缝间距优化为30 m。按纺锤形布缝原则，依据注水井位置和水平井方位优化缝长，预防水平井早期水淹。依据水井位置及水驱前缘距离，注水井沿最大水平主应力方向延伸，对应水平段位置避开不射孔。根据剩余油分布及目前井网形式，设计避开不射孔的长度分别为 80 m、120 m、160 m和 200 m。数值模拟结果表明，加密水平段避开不射孔的长度越小，水平井累计产油量越高，最终确定加密水平井避开不射孔长度为80 m。在半缝长优化上，结合数值模拟及老水平井开发规律，对水驱前缘距离水平段较近位置，控制规模缩短缝长预防见水，半缝长优化为80100 m；对水驱前缘距离水平段较远位置，适度加大缝长，提高井控及压裂改造程度，半缝长优化为 250300 m；对断层附近无水井位置，加大缝长，半缝长优化为350400 m。5 注水优化2014年先导试验的3口加密水平井投产后受效快，但见水也快。投产后平均单井受效时间为70 d，平均单井见水时间为111 d，控水调整后供液能力下降快，产液量下降35%。为了保证加密水平井的开发效果，延长低含水采油期，由单排注水转向双排注水，由连续注水转向周期注水，注水周期实施邻排短注长停，隔排长注短停，减缓了水平井含水率上升速度22-24。在注水参数优化上，按注水井的注水强度及水驱前缘距水平井压裂缝的距离，实施个性化精准调控。根据老水平井见水动态数据统计分析，水井与油井压裂缝距离越短，见水强度越小，见水时间越快（表3）。结合老水平井见水特征，对水平井每侧2排水井实施早期间注、隔强邻弱调整，即对邻排注水井实施短注长停和低强度注水，延迟见水；对隔排注水井实施长注短停和高强度注水，促进受效。划分8个风险级别，应用数值模拟，按照风险级别分类优化注水参数（表4）。6 水平井加密应用及效果按上述方式，共部署加密水平井19口，目的层位为PI1-2层和PI3-2层，其中PI1-2层设计加密井14口，PI3-2层设计加密井5口，设计水平段长度为732 m。加密水平井完钻投产后，水平段长度为639 m，钻遇砂岩表2 不同方位水平井生产情况对比Table 2.Production performance of horizontal wells with different orientations水平井段与最大水平主应力方向关系垂直斜交平行日产液量/t7.9 5.7 5.5 日产油量/t7.6 5.6 5.2 含水率/%3.4 2.3 4.5 日产液量/t2.6 2.4 2.4 日产油量/t0.91.0 1.2 含水率/%66.159.5 50.6阶段产油量/t13 19211 83112 494阶段采出程度/%25.022.423.727.229.230.5预测采收率/%目前生产情况初期生产情况表4 注水井不同风险级别及其调整对策Table 4.Risk levels of water injection wells and corresponding adjustment solutions位置邻排隔排风险级别高风险区次高风险区中风险区低风险区次高风险区中风险区低风险区无风险区水驱前缘与裂缝距离/m100100150150200其他范围200250250300300其他范围累计注水强度/（m3m-1）1 0002 0003 000其他范围4 0006 0007 000其他范围注水周期间注关井开7天关30天开1个月关3个月开1个月关2个月开2个月关1个月开3个月关1个月开6个月关1个月连续注水配注强度/（m3d-1m-1）1.01.21.21.41.41.61.61.71.71.91.92.12.12.3表3 老水平井见水特征数据Table 3.Water breakthrough parameters in exsiting horizontal wells水井与压裂裂缝距离/m100100150150200200250250300300累计注水强度/（m3m-1）1 1252 3773 2714 1466 0097 090见水时间/d185357458508598771580第44卷 第5期周佳美：某油田低渗透油藏水平井加密及跟踪调整提产长度为530 m，砂岩钻遇率达到83.0%，含油性好，岩心资料解释以油斑和油侵为主，占到91.9%，水侵长度比例低，仅1.9%。优化了19口水平井的完井设计，压裂裂缝间距优化至30 m，半缝长为80400 m，避开不射孔长度为80 m。优化后加密水平井井控储量为 69.8104 t，投产初期单井日产油量为 7.4 t，较先导试验加密井高1.1 t；水平段采油强度为 1.2 t/（dm），较先导试验井高0.3 t/（dm）。投产2年后，单井日产油量为3.4 t，比先导试验井高0.4 t；单井累计产油量为0.260 0104 t，比先导试验井高0.023 1104 t，有效提高了储集层动用程度。按照早期间注、隔强邻弱的调整方式，水平井受效12口井，受效时间为47 d，日产油量由6.2 t上升到7.4 t。对水平井周围69口注水井优化周期注水方案135 井次，实施后见水比例仅为 6.7%，见水时间为168 d，比先导试验井延长57 d，有效减缓了水平井含水率上升速度。加密水平井投产后，加密区采油速度由0.4%提高到1.0%，注入端吸水能力增强，7口欠注井吸水状况变好。油田受效比例提高7.4%，油田日产油量由253 t上升到334 t，预计增加可采储量24.03104 t。地层压力由7.06 MPa稳步上升到7.92 MPa，建立了有效驱替体系，提高了油田开发效果。7 结论（1）低渗透油藏直井开发效果差，通过常规注水调整及常规措施挖潜很难改善开发效果，实施水平井加密是建立有效驱替体系、改善油田开发效果的有效手段。（2）利用井震结合、动静态结合的方法，可以精细描述储集层物性及断层展布、剩余油分布，指导水平井加密区优选。（3）通过水平井井位部署及压裂方式优化，可以充分挖掘剩余油，减少加密水平井见水风险，是保证加密水平井初期产量的基础。（4）采用早期间注、隔强邻弱的注水跟踪调整，有效减缓了水平井含水率上升速度，延长低含水采油期，保证了加密水平井的效果。符 号 注 释A泄油面积，m2；B原油体积系数；d裂缝间隔，m；h油层厚度，m；i，j，n裂缝条数；Kh水平渗透率，mD；Kf裂缝渗透率，mD；L水平段长度，m；Q水平井产量，t；Qj第j条裂缝的产量，t；re供给半径，m；rev直井泄油半径，m；rw井筒半径，m；w裂缝宽度，m；Xf裂缝半长，m；地下原油黏度，mPas；p生产压差，MPa。参考文献：1 张树森.低渗透A油田加密水平井现场应用及效果评价 D.黑龙江大庆：东北石油大学，2018.ZHANG Shusen.Application and effect evaluation of infill horizontal wells in 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