注水井网、方式和时机

目前低渗透油田的开发，基本上是沿用常规中高渗透性油田的开发 方式和工艺技术。尤其是井网密度问题，出现不适应状态，使低渗透油 田注水开发出现诸多困难，且开发效果不能另人满意。
②低渗透油田注水开发生产特征
注水压力高，注水量小，补充地层能量困难； 油井产量低，递减快； 水驱控制程度低，采收率低； 采油速度低等。 泵效低，抽油系统机械效率低，采油成本高； 这些生产特征都与井网密度和布井方式有关。
（1）确定合理注采井距，提高注采压差，减小不易流动带，降低注水 压力，提高注水量，实现有效水驱。
（2）注重储层保护，防止各个工程环节入井流体对储层造成的伤害。 （3）早期注水，防止压力敏感性伤害，渗透率进一步降低，使注水更 加困难。 （4）渗透率不同，注水启动压力不同。严重非均质油藏应合理划分开 发层系，实施分层注水。确定不同的注水压力，提高注水波及效率。
适当减小注采井距，采用相对较密的井网，可以建立较大的驱替压力梯 度，能改善注水状况和采油状况，可以提高采油速度和最终采收率，取
。 得较好的开发效果和经济效益
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3.2 低渗透油田注水开发的井网井距
（2）裂缝性低渗透油田井网方式
① 基本井网方式
井网是指开发井在油田上的分布与 排列形式。基本形式有两种：三角形井 网和四边形井网。
到1970年把注水压力提高到25～35Mpa。然而他们认为把注水压力 控制在12～25Mpa的范围内较为适宜。
②注水压力逐步升高，注水量逐渐减小
随着注水时间延长，大多数水井注水压力逐渐提高，注水压力升至 40MPa以上。但是注水量反而减小，甚至出现完全注不进水的情况。
有的油田注水开发初期，射开的油层中半数以上的层都能够吸水。 但随着时间的推移，吸水剖面变得越来越小，下降到不足1/3的层吸水。
提纲
1、注水系统与水源水质 2、注水井吸水能力分析 3、注水井网、方式和时机 4、注水方法及工艺 5、水平井注水新技术
3、注水井网、方式和时机
3.1 低渗透油藏高压注水 3.2 低渗透油田注水开发的井网井距 3.3 低渗透油藏的注水时机 3.4 低渗透油藏不稳定注水开发
3.1 低渗透油藏高压注水
原始地层压力与注水时机
地层压力降低，造成压力敏感性伤害，使储层渗透率降低，渗流阻 力增大。地层压力降低，生产压差降低。油井产能降低。
为尽量减小地层压力降低造成的不利影响，低渗透油田原则上应该 实施早期注水，及时补充地层能量，保持地层压力开采。
对于不同类型的低渗透油田，尤其是原始地层压力的大小不同，注 水时机有所不同。
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3.1 低渗透油藏高压注水
③井况恶化，严重困扰油田开发
高压注水条件下造成套管损坏的主要原因有以下几方面： （1）泥岩吸水膨胀产生蠕变或滑动挤坏套管 （2）泥岩吸水发生蠕变，产生塑性流动，在一定地层条件下可能发生 岩块滑移挤坏套管。 （3）泥岩产生裂缝，“‘ 水楔”作用挤压泥岩和套管 （4）断层复活，挤坏套管 （5）盐岩层溶解和大量出砂 （6）套管锈蚀
无裂缝 井距＝排距
150 150 44 170 170 34 200 200 25 250 250 16
微裂缝 井距＝2×排距
120 240 34 150 300 22 170 340 17 200 400 12 250 250
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小裂缝 井距＝3×排距
120 360 23 150 450 14 170 510 11 200 600 8.3 250 750 5.3
油井见水快，含水率上升快，出现层状水淹，或者造成油井暴性水 淹。
低渗层和岩石基质还保持较高的含油饱和度，形成剩余油或最终形 成残余油。
注入水的波及系数小，采收率低。
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3.4 低渗透油藏不稳定注水开发
②不稳定注水情况下的油水交渗流动
压力传导速度的不同 非均质储层中，渗透率不同，压力传导能力也不同。高渗透层 压
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3.1 低渗透油藏高压注水
（3）改善高压注水状况的途径
①通过开发实践可以认为：
只靠提高注水压力，不能完全解决低渗透油田注水问题，和有效开 发问题。还可能引起一些不良后果。
低渗透油田注水开发的根本问题，在于储层性质。 实现有效水驱，是改善开发效果的关键。
②改善低渗透油田开发效果，需要采取综合治理措施：
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3.2 低渗透油田注水开发的井网井距
③低渗透储层主要特征
孔隙孔道细小，尤其喉道细小，渗流阻力大。流体流动需要更大的 压力梯度； 具有非达西渗流特征，压力梯度越小，视渗透率越小，渗流阻力越 大，不易流动带大； 油相和水相有效渗透率均较低，渗流阻力大，产液量低； 非均质性严重； 具有裂缝系统等。
④低渗透油田的注采井距
压力系数小于1的欠压低渗透油田油田，先打注水井，先注后采，实 施超前注水。
常压低渗透油田，可以同步投注投产。异常高压油田，通常采用先 排液，当地层压力降到饱和压力，或者是降到静水柱压力时投注。
低渗透油藏的注采比可以适当高一些，但注水压力不要超过地层破 裂压力，对裂缝性低渗透油藏更要严格控制。
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3、注水井网、方式和时机
3.1 低渗透油藏高压注水 3.2 低渗透油田注水开发的井网井距 3.3 低渗透油藏的注水时机 3.4 低渗透油藏不稳定注水开发
3.2 低渗透油田注水开发的井网井距
（1）低渗透油田井网密度
①低渗透油田的井距问题
上述关于井网密度问题的讨论，主要论及常规中高渗透性油田的一 般规律，没有特别针对低渗透油田，或者是没有根据低渗透油田的储层 特征讨论低渗透油田的井距问题。
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3.4 低渗透油藏不稳定注水开发
（1）不稳定注水开发简介
①不稳定注水适用对象
孔隙性非均质油藏。 裂缝性油藏。 对原油粘度适应性较强，凡可实施注水开发的油田均可采用。 低渗透油田通常非均质性严重，并存在裂缝系统，适宜于不稳定注 水开发。 低渗透储层须在能注进水的情况下，才能实施不稳定注水开发。
②不稳定注水开发效果
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3.1 低渗透油藏高压注水
镜下观察还可以看出，致密岩石所产生的裂缝比较明显，疏松岩石 所产生的裂缝不甚清晰，且更不规则，可能是卸压后裂缝闭合的结果。
这和水力压裂所形成的裂缝不同。水力压裂时的压力和排量比高压 注水大，所形成的裂缝更长更宽。
注水压力接近地层破裂压力时所产生的微裂缝，是注水量增加的主 要原因。
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3.1 低渗透油藏高压注水
（2）高压注水存在的问题
①高压注水的压力界限
一般认为，注水压力控制在接近地层破裂压力，能够产生微裂缝为 宜。这样既能提高地层的吸水能力，又不会对地层和注水设备造成严重 的不良后果。
1957年罗马什金油田就开始了高压注水的现场试验。他们把注水压 力控制在岩石破裂压力的70%～80%。
3.1 低渗透油藏高压注水 3.2 低渗透油田注水开发的井网井距 3.3 低渗透油藏的注水时机 3.4 低渗透油藏不稳定注水开发
3.4 低渗透油藏不稳定注水开发
（1）不稳定注水开发简介 （2）不稳定注水机理 （3）储层性质和不稳定注水开发效果的关系 （4）不稳定注水参数的确定 （5）改变液流方向 （6）不稳定注水时机 （7）不稳定注水开发生产特征
提高采收率。 减缓产油量递减速度。 减缓含水率上升速度，降低耗水量。 投资成本低。
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3.4 低渗透油藏不稳定注水开发
（2）不稳定注水机理
①非均质性储层在常规注水的油水运动特征
低渗层和岩石基质吸水性差，或者不吸水。高渗层波及到低渗层和 岩石基质。
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3.2 低渗透油田注水开发的井网井距
②各种井网的注采井数比
井网 注采井数比 单元 几何形状
四点 1：2 等边三角形
斜四点 1：2 等腰三角形
五点 1：1 正方形
七点 2：1 正六边形
九点 3：1 正方形
反九点 1：3 正方形
直线排状 1：1 长方形
交错排状 1：1 长方形
排状注水井网主要用于大面积、较为均质的油藏。近期也用于裂 缝性低渗透油田。
排距应该根据基岩渗透率和裂缝密度确定。基岩渗透率越低，裂缝 密度越小，排距应该越小。
渗透砂岩油藏布井方案参考表（引自李道品1998）
布井示意图（引自李道品）
基质 特征 超低 渗透
特低 渗透
较低 渗透
一般 低渗 透 中低 渗透
裂缝特征 井网组合
排距 (m) 井距 (m) 井网密度(口/km2) 排距 (m) 井距 (m) 井网密度(口/km2) 排距 (m) 井距 (m) 井网密度(口/km2) 排距 (m) 井距 (m) 井网密度(口/km2) 排距 (m) 井距 (m) 井网密度(口/km2)
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3.1 低渗透油藏高压注水
（5）对层内非均质油藏，在实现有效水驱的情况下，实施不稳定注水 ，提高层内波及效率。
（6）保持均衡注水，保持地层压力的相对平衡。尤其要注意在断层两 侧保持地层压力均衡，防止断层挫移损坏套管。
（7）根据套管在地层中的受力状况，合理设计套管强度。
小结
低渗透储层注水具有启动压力。高压注水确能使部分井和层位能注 进水，并能收到一定的开发效果。
中大裂缝 井距＝4×排距
120 480 17 150 600 11 170 680 8.7 200 800 6.2 250
14 1000 4
3、注水井网、方式和时机
3.1 低渗透油藏高压注水 3.2 低渗透油田注水开发的井网井距 3.3 低渗透油藏的注水时机 3.4 低渗透油藏不稳定注水开发
3.3 低渗透油藏的注水时机
问题是如何扬长避短，既充分发挥裂缝的导流作用，又要减小水 窜造成的不利影响。
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3.2 低渗透油田注水开发的井网井距
④裂缝性低渗透油田布井原则
为减小裂缝造成水窜的不利影响，可以沿裂缝延伸方向平行布置注 水井排和生产井排，使水驱方向与裂缝延伸的方向互相垂直，即采用线 状注水或排状注水方式。
井距应该大于排距，井距排距比可以为2－3，甚至为4。井距主要根 据裂缝发育程度和渗透率高低确定。裂缝渗透率越高，井距应该越大。 投产初期，生产井井距可以和注水井井距相同，到中后期根据需要再考 虑调整加密生产井。
对于面积很小的油藏也可以应用孤立的二点、三点井网，或比较 灵活的不规则井网。
③裂缝系统对注水开发的影响
大多数低渗透储层具有裂缝系统，包括构造裂缝、微裂缝和人工 裂缝。
裂缝系统在低渗透油田开发中具有两重性。一方面起导流作用， 可以提高注水量和产液量；另一方面，注入水易沿裂缝形成水窜，使 生产井见水快，甚至暴性水淹。
依靠天然能量开采的油田，主要采 用三角形井网和四边形井网。 注水开发的油田，多采用面积注水，可 分为排状注水和网状注水。
排状注水井网可采用直线排状和交 错排状，注水井和生产井的井数比均为 1：1，只是排列位置不同。
网状注水可分为四点、五点、七点、 九点井网，是以生产井为中心井。如果 以注水井为中心井，则称为“反”井网。 目前应用较多的是五点井网、反七点井 网和反九点井网。尤其是五点井网和反 九点井网便于以后调整，应用更多。
原来注不进水的井，开始能注进水。 原来注水量小的井，注水量增大。注水量曲线出现拐点。
②低渗透储层注水的启动压力
启动压力可能是接近破裂压力，储层产生微裂缝时的注入压力。 储层性质不同，启动压力也不同。
通常，渗透率高的储层启动压力较低，致密的低渗透储层启动压力 较高。应当根据储层性质确定适当的注水压力。
随着注水时间的延长，注水压力升高，注水量减小，甚至变的完全 注不进水。
注水量减小的原因是多方面的，最根本的原因还是储层性质。 高压注水容易引起套管损坏，井况恶化。 改善低渗透油田注水状况，需要采取综合措施。例如：合理井网井 距、储层保护、早期注水、分层注水、不稳定注水等。
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3、注水井网、方式和时机
（1）高压注水注水机理
①高压注水条件下产生微裂缝
有效破裂压力，是指岩石破裂时的孔隙压力和外部压力之差。在储 层条件下是指孔隙压力和上覆地层压力之差。
有效破裂压力＝孔隙压力－上覆地层压力 随着注入水量的增加，孔隙压力增大。当孔隙压力将升至破裂压力 时，岩石产生裂缝，这时注入压力会有一个回降。这时停泵记录注入压 力，并取出岩心观察裂缝形态。 注水情况下孔隙压力接近地层破裂压力时,地层产生微裂缝，文南油 田储层岩石有效破裂压力约在6.5～7.5Mpa。 在高压注水条件下地层所产生的裂缝很微小，且裂缝延伸较短。裂 缝的宽度在0.13～1.5mm。裂缝的长度在10.90～19.92mm。这是在卸压情 况下测得的结果，在储层加压情况下裂缝宽度可能要更大些。