聚驱采出井不同射孔形式下开发效果对比.pdf

为改善聚驱开发中油层动用不均衡的状况，有效开采厚油层内部未被动用的剩余油。以 X 油田聚合物驱 A 块为研究对象，基于油层物性，结合油层动用状况，建立特高含水层识别标准。对厚油层采取“避射+补射”的射孔方式，即投产初期避射特高含水层段，含水回升初期补开避射层段，继续聚驱开发。研究表明，无隔层的厚油层：I 类避射井采收率最低，II 类避射井采收率最高，非避射井采收率介于二者之间；含有隔层的厚油层：III、IV 类避射井采收率均高于非避射井。对于同一类油层，无论厚油层有无隔层，优先射开底部油层，均有助于提高采收率。研究结果可应用到其他聚驱区块，取得较好开发效果，为聚驱开发提供宝贵经验。关键词：油层物性；油层动用状况；射孔方式；提高采收率中图分类号：TE357.46 文献标识码：A DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2023.02.044ComparisonofDevelopmentEffectUnderDifferentPerforationFormsinPolymerFloodingProductionWellsLI Guoxin（No.5 Oil Production Plant of Daqing Oilfield,Daqing Heilongjiang 163513,China）Abstract:This paper aims to improve uneven reservoir utilization in polymer flooding development and effectively exploit unutilizedremaining oil in thick reservoir.Taking polymer flooding block A of X oilfield as the research object,based on reservoir physical properties,combined with reservoir operation status,the identification standard of ultra-high water cut was established.For the thick oil layer,theperforation method of evading+replenishment is conducted,which means avoiding perforating the ultra-high water cut section in the earlystage of production,then perforating the ones that have been evaded in the early stage of water cut recovery,so as to continue the clusterflooding development.Studies have shown that for the thick oil layer with no isolation layer:type I avoiding shooting wells have the lowestrecovery rates,while type II has the highest recovery rates.Non-avoiding shooting wells have the recovery rates in between.For the sametype of reservoir,regardless of thick reservoir with or without spacer,it is beneficial to improve oil recovery by preferentially shooting off thebottom reservoir.The results of this study have been applied to other polymer flooding blocks and works well,which provides valuableexperience for polymer flooding development.Keywords:reservoir physical properties;reservoir operation status;mode of perforation;enhanced oil recovery 聚合物驱开发的主要机理就是以较高的黏度控制油水流度比，减弱油水前缘的指进现象，并通过吸附滞留改善吸水剖面，达到扩大波及体积的目的，降低非均质性对开发效果的影响，进一步提高采收率1-4。通过深度调剖和设计高浓度段塞虽能有效封堵高渗透层，控制高含水层位，但对单井内部层位的控制存在一定的局限性，且调剖用量与段塞用量很难把握。调研发现，更多学者对射孔优化的研究集中于水驱和复合驱，研究方法多以物理实验和油藏数值模拟为主5-9，在聚驱射孔优化方面的研究很少，其中，殷代印10提出应用分布射孔可防止聚合物沿优势流场窜流指进，提高中、低渗透层的动用。在此研究的基础上，针对聚合物驱 A 块河道砂较发育，油层厚度大、非均质性强的特点，按照采出井避射，注入井不避射的原则，开展厚油层内部不同避射方式和补射时机研究。即投产初期避射特高含水层段，水驱挖潜后再转聚驱，到含水回升阶段补开避射层段继续聚驱开发。研究表明，采出井通过初期避射后期补射的方式，可以改善油层 收稿日期：2022-09-30；改回日期：2022-11-15作者简介：李国新，男，1987 年生，硕士，工程师，2015 年毕业于东北石油大学石油与天然气工程专业，主要从事化学驱油藏工程及油气田开发研究。E-mail：。第 43 卷第 2 期Vol.43No.22023 年 6 月 OFFSHOREOILJun.2023动用不均衡现象，提高聚驱后期的采液能力，控制含水回升速度，驱油效果更好，为聚合物驱的后续开发提供宝贵经验。1 油层动用状况1.1吸水状况统计基础水井的吸水状况，B 层动用较好。两次以上吸水的动用层数比例达到 74.2%，砂岩比例达到82.6%，有效厚度比例达到 86.5%；一次吸水的动用层数比例 19.4%；仅有 6.4%的层未动用，而未动用的油层主要是有效厚度 1.0 m 以下的油层。1.2水淹状况统计新井水淹状况，B 层河道砂水淹厚度比例达到 99.7%，其中高水淹厚度比例为 89.6%，中水淹厚度比例为 6.9%，低水淹厚度比例仅为 1.9%。按厚度分级的水淹状况看，有效厚度大于 1.0 m 的层水淹厚度比例均达到了 100%，有效厚度 0.51.0 m 的层未水淹厚度比例为 0.3%，有效厚度小于 0.5 m 的层未水淹厚度比例 8.4%。从水淹状况可以看出，砂体发育较好井区以高水淹为主；砂体发育相对较差的井区以中、低水淹为主。1.3水洗状况统计取心井水洗状况，两口取心井均位于基础井网分流线上，1#取心井距离断层较近，能够代表断层附近的水洗状况，B 层有效厚度 6.7 m，水洗厚度5.2 m，水洗比例 77.6%，水洗程度以中水洗为主；2#取心井远离基础井网注水井和一次加密注水井，能够代表区块大面积河道的水洗状况，B 层有效厚度5.8 m，水洗厚度 5.6 m，水洗比例 96.6%，水洗程度以中、强水洗为主。整体来看，B 层水洗比例在 70%以上，以中强洗为主。统计表明，聚驱目的层整体动用较好、动用差异较大，水淹情况严重，水洗程度高。为保证各油层段的均衡动用，控制特高含水层段对聚驱开发效果的影响，在投产初期对采出井的特高含水层段进行选择性射孔。2 特高含水层段判定以密闭取心井资料为基础，分析强水洗层的驱油效率和含水饱和度的关系，并应用测井资料建立特高含水层段判别标准。结合沉积相带图，通过注采连通关系分析，综合确定特高含水层段。根据 X 油田油层发育特征和水驱开发规律研究认为油层驱油效率大于60%时形成无效循环。因此，当驱油效率大于 60%时，即特高含水层含水饱和度大于 71%为特高含水层判别标准。以含水饱和度大于 71%时，测井曲线密度值小于 2.175 g/cm3，深侧向值小于 19.5 m，声波值大于 300 s/m 为判断特高含水层段解释标准（图 1）。203040506070809010010152025含水饱和度/%含水饱和度/%含水饱和度/%声波/(s/m)密度/(g/cm3)含水饱和度/%深侧向/(m)驱油效率/%020406080100特强洗强洗中洗弱洗6570758085902903103303502.102.122.142.162.182.20657075808590657075808590图 1 特高含水层判别示意图Fig.1 Discrimination diagram of extra high water cut layer 第 43 卷第 2 期李国新.聚驱采出井不同射孔形式下开发效果对比 45 3 射孔方式优化3.1避射类型在厚油层避射方式的选择上，结合特高含水层段电测曲线识别标准，研究确定有效厚度油层内岩性、物性变差条带，确定射孔顶底界线。对区块内符合条件的采出井进行射孔优化，根据是否发育隔层将避射情况划分两类，一类是无隔层的厚油层射孔优化，以I、II 类型避射井为主；另一类是有隔层的厚油层射孔优化，以 III、IV 类型避射井为主。不同避射方式示意图见图 2，其中 I 类井上部射孔，下部避射，避射厚度 1.6 m，避射厚度比例 21.6%；II 类井下部射孔，上部避射，避射厚度 3.6 m，避射厚度比例 35.6%；III 类井上部射孔，下部避射，避射厚度2.9 m，避射厚度比例 22.1%；IV 类井下部射孔，上部避射，避射厚度 2.1 m，避射厚度比例 20.6%。砂岩有效射孔砂岩有效射孔砂岩有效射孔砂岩有效射孔10.87.41.611.615.59.22.18.110.22.910.13.6I 类II 类III 类IV 类图 2 不同避射类型示意图Fig.2 Schematic diagram of different types of avoidance 3.2动态变化特征聚合物驱的含水曲线基本呈现“”型变化特征，实际开发中，由于注入体系、注入浓度、注入速度、注入时机等因素的影响，含水曲线往往具有一定的波动性11。对比综合含水曲线（图 3），III、IV 类避射井含水均低于 I、II 类避射井，说明特高含水层段的避射降低投产初期的含水。由于聚驱层位水淹严重，水驱在短时间内达不到水洗效果，不同类型避射井的含水差异不大。水驱转为聚驱后，随着聚合物的推进，聚合物用量增加，不同避射井的含水均出现了“”型特征，但受效时间和受效趋势不同。II、IV 类避射井含水下降时间早，最先见到聚驱效果，且含水最低值低于 I、III 类避射井。III 类避射井含水下降最慢，受效最晚。从含水变化趋势看，II、IV 类避射井形态接近，且都是避射的油层顶部；I、III 类避射井受效均较晚，且都是避射的油层底部。在含水回升方面，I、II 类避射井含水回升速度较快，其中 I 类井含水低值时间短，受效最差，影响了聚驱开发效果。对比采聚浓度曲线（图 4），不同避射类型井在0.1 PV 左右见到聚合物浓度，见聚时间相差不大。含水回升初期 I、II 类避射井的采聚浓度整体高于 III、IV 类避射井，且均在注聚 0.41 PV 左右，含水与采聚浓度均呈现快速上升，采聚浓度开始突破。III、IV类避射井的采聚浓度平缓上升，符合聚驱井开发特征。避射层段补孔后采聚浓度呈现先上升后平稳状态。说明补开避射层段后，改变了渗流方向，一定程度上控制了聚合物突破，避免了聚合物低效、无效循环，进一步提高了驱油效率。0 0.020.120.220.320.410.500.59 0.680.77 0.86注入体积/PV03006009001 2001 500采聚浓度/(mgL1)I 类III 类II 类IV 类图 4 不同避射井采聚浓度曲线Fig.4 Polymer concentration curves of different escape Wells 3.3补射时机的确定当聚合物驱进入中后期时，随着中、低渗透层吸液量的增加、滞留，造成吸液层启动压力快速增大，而吸液压差不断减小，产生吸液剖面反转12-13。进入含水回升阶段后，注入端的注入能力降低，采出井的采液能力下降幅度变大，避射井的产液降幅远大于非避射井。此时，急需提高注采能力，保持注采平衡。常规方法主要通过压裂、酸化等措施来提高注采能力。0 0.02 0.120.220.320.410.500.590.68 0.77 0.86注入体积/PV60708090100综合含水/%I 类III 类II 类IV 类图 3 不同避射井综合含水曲线Fig.3 Comprehensive water cut curves of different escape wells 46 2023 年 6 月开展避射的研究后，可以采取补射避射层段的手段来提高采液能力，保证注采能力的同时进一步驱替避射层段的剩余油。在补射时机的选择上，结合补孔时采液下降幅度，及时补充采液能力，不同避射井补孔时生产参数变化情况见表 1。I 类井补孔阶段为含水回升后期，补孔前采液降幅最小 35.1%，注入体积 0.52 PV，补孔后增液增油效果差；II 类井补孔阶段为含水回升初期，补孔前采液降幅43.4%，补孔后注入浓度上提100 mg/L，继续驱替补射层段，增液增油效果好；III 类井补孔阶段为含水低值期，注入端注入能力保持稳定，补孔后增液一般增油效果好；IV 类井的补孔阶段为含水回升初期，补孔前采液降幅 63.3%，补孔后注入浓度上提 200 mg/L，注入能力提升快，补孔后采液能力恢复前期水平，增油升幅 65.7%，增液增油效果最好。从注入体积看，II、IV 类井注入体积相当，造成增油效果差异的主要原因是补孔前采液降幅不同。采液降幅越大，地层亏空越严重，注采压差越大，有利于聚合物的推进，补开避射层段后，采液能力迅速提升，充分改善注采关系。因此，在补孔时机选择上，建议含水回升初期补开避射层段。4 开发效果对比通过采取投产初期避射，含水回升初期补射的方式，可有效提高聚驱采收率（表 2）。无隔层的厚油层采取 II 类避射方式，聚驱结束后采收率最高，I 类避射井的效果比全射井都差。而有隔层的厚油层采取避射后的采收率均好于非避射井，特别是 IV 类避射井采收率最高，开发效果好。分析 IV 类避射井的连通注入井发现，主要原因是补孔后及时上提了注入端注入浓度，提高了对补孔层段的驱替能力。从开发效果来看，无论厚油层有无隔层，优先射开底部油层更有助于提高采收率。在射孔优化选择上，无隔层的厚油层首选 II 类避射方式，I 类避射方式不可取，有隔层的厚油层 III、IV 类避射方式均可考虑。针对厚油层采取避射后实现的聚驱效果，建议将“避射+补射”的射孔组合方式进一步推广到各油田的聚驱区块当中，以提高聚驱采收率。5 结论与认识避射特高含水层可以降低投产初期含水，在聚驱开发中实现中低渗透层的有效动用，防止聚合物沿高渗透层过早突破，提高聚合物的利用率。（1）避射层段的选择在符合特高含水层段解释标准的同时还应满足测井资料中的密度值小于2.175 g/cm3，深侧向值小于 19.5 m，声波值大于300 s/m。（2）通过对厚油层四类不同避射方式井的动态特征分析，避射层段补孔的最佳时机是含水回升初期，采液降幅越大，越有利于聚合物的推进，补开避射层段后，采液能力迅速提升，充分改善注采关系。(下转第 83 页)表1不同避射井补孔时生产参数变化Table 1 Changes of production parameters in replenishment of different injection avoidance wells 避射类型补射阶段补孔时注入体积/PV补孔前采液下降幅度/%补孔后采液上升幅度/%补孔后产油上升幅度/%注采压差变化/MPa注入浓度变化/(mg/L)I含水回升后期0.5235.121.322.70.4+50II含水回升初期0.4343.438.859.20.5+100III含水低值期0.5755.041.252.50.10IV含水回升初期0.4563.364.565.70.2+200 表2不同避射井提高采收率Table 2 Enhanced oil recovery of differentejection avoidance wells 分类射孔方式优化不同阶段提高采收率/%水驱阶段聚驱阶段-补孔前聚驱阶段-补孔后聚驱结束无隔层的厚油层I类避射井0.134.296.339.75II类避射井0.155.067.7412.95非避射井0.124.637.0711.82有隔层的厚油层III类避射井0.174.887.2812.33IV类避射井0.185.258.3513.78非避射井0.154.797.5512.49第 43 卷第 2 期李国新.聚驱采出井不同射孔形式下开发效果对比 47 通过转动钻具组合角度，以期达到使斜向器顶部位于钻头两刀翼、扶正器流道中间，以便顺利过窗口7。（4）下钻过窗口等重要位置时，建议采用方入式方法来精确计算深度，本次复杂情况先期遇阻仅采用录井深度和井口划线的方式，导致和后续铅模打印等深度出现差别（误差可达 30cm）。在出现过窗口异常时，通过精确计算深度，根据遇阻点深度的变化，能够准确判断斜向器有无松动下行，从而排除斜向器坐挂不牢发生下沉的可能性。（5）斜向器的朝向方位是通过 MWD 来确认的8，方位确定后，坐挂结束斜向器朝向不会再发生变化。因此处理类似斜向器遇阻复杂情况时，下入“铅模+MWD”组合对斜向器和窗口情况进行验证，是一个有效的判断手段。铅模打印斜向器顶部形状和朝向，对比原坐挂朝向，能够直观判断是否是斜向器转动导致的遇阻，这能为后续的处理指明方向。（6）常规斜向器材质强度较高，但长时间的钻具磨损会导致其变薄，其他地域井已出现因材质问题导致本体发生断裂的先例9，因此后续可从材质硬度、耐磨性及热硬性等方面，继续完善斜向器材质10，提高强度和耐磨性，避免再次发生此类情况。参考文献：聂翠平,谢锴.钻井技术套管开窗工艺J.云南化工，2018，45（7）：126-127.1龚建凯.国内侧钻井开窗工具技术现状及发展趋势J.中国石油和化工标准与质量，2020，40（1）：233-234.2孙献兵.八面河油田139.7mm套管开窗侧钻井复杂情况分析J.中国石油和化工标准与质量，2012，32（4）：205.3陈虎,和鹏飞,万圣良.不明确落物打捞技术在渤海S井的应用J.科技创新与应用，2016，6（34）：97.4马立,王昆剑,刘鹏飞,等.大斜度井开窗侧钻技术及其在渤海油田的应用J.石油工业技术监督，2023，39（2）：78-81.5王青宇.小型井下落物的处理方法及E49井处理实践J.中国石油和化工标准与质量，2013，34（4）：141-142.6许迪,史富全,隋成龙,等.套管开窗井旋转导向钻具过窗口问题分析及应对措施J.石油工业技术监督，2022，38（3）：17-19.7赵苏文,段泽辉,顾纯巍,等.Hydraulic套管开窗工具在南海西部油田的首次应用J.海洋石油，2010，30（3）：84-87.8李涛,徐卫强,苏强.超深井155V高钢级厚壁套管开窗技术J.复杂油气藏，2022，15（1）：96-100.9高思洋.连续管侧钻开窗斜向器设计与工艺研究D.北京:中国石油大学(北京),2016:14.10(上接第 47 页)（3）从开发效果来看，无论厚油层有无隔层，优先射开底部油层更有助于提高采收率。在射孔优化选择上，无隔层的厚油层首选 II 类避射方式，I 类避射方式不可取；有隔层的厚油层，III、IV 类避射方式均可选择。（4）聚驱开发中，采取“避射+补射”的射孔组合方式可有效提高油层均衡动用程度，避免聚合物的低效、无效循环，提高聚合物的利用率，开发效果好。参考文献：陈晶,湛祥惠.化学驱微观剩余油启动顺序及驱油效果实验研究J.海洋石油，2018，38（2）：46-53.1岳湘安,张立娟,刘中春,等.聚合物溶液在油藏孔隙中的流动及微观驱油机理J.油气地质与采收率，2002，9（3）：4-6.2宋考平,杨二龙,王锦梅,等.聚合物驱提高驱油效率机理及驱油效果分析J.石油学报，2004，25（3）：71-74.3夏惠芬,刘潇潇,徐淼,等.非均质储层中聚合物流度控制对驱油效4果影响J.石油化工高等学校学报，2015，28（3）：70-73,85.李桂娟,陈德宫,朱洪刚,等.复合射孔技术在扶余油田高含水开发后期的应用J.中外能源，2013，18（7）：46-49.5赵敏娇,潘国华.高含水后期厚油层水平井射孔层段优选设计J.大庆石油地质与开发，2006，25（3）：60-61.6王欣然,蔡晖,李彦来,等.早期注聚油田射孔组合方式优化研究J.天然气与石油，2019，37（3）：70-77.7文健,昌峰,王庆勇.平湖油气田油藏射孔方案优化研究J.石油勘探与开发，2000，27（3）：70-71,87.8刘庆红,王金影,丁辉.模拟射孔技术在三次加密调整方案中的应用J.大庆石油地质与开发，2003，22（4）：29-31.9殷代印,周轩.应用分步射孔改善油层动用不均匀现象研究J.石油化工高等学校学报，2016，29（1）：41-45,52.10蔡燕杰,赵金亮,关悦.孤岛油田中一区聚合物驱油井见效特征及影响因素J.石油勘探与开发，2000，27（6）：63-64.11侯维虹.聚合物驱油层吸水剖面变化规律J.石油勘探与开发，2007，34（4）：478-482.12徐新霞.聚合物驱“吸液剖面反转”现象机理研究J.特种油气藏，2010，17（2）：101-104.13第 43 卷第 2 期陈刚.东海某井斜向器顶部变形处理的若干启发 83