用於注水井的調剖用量的確定方法及其裝置與流程
2023-04-30 08:51:57
本發明涉及油藏開發領域，特別涉及一種用於注水井的調剖用量的確定方法及其裝置。
背景技術：
注水開發是一種在世界各國應用較成功的採油方法，它可以使原油的採收率提高到30％-50％，也就是說還有50％-70％的原油由於不同地質條件、物化作用、開採因素等影響仍然留在油層中。從20世紀20年代發展起來的三次採油技術使這些剩餘油的開採成為可能。聚合物驅是目前應用較為廣泛的三次採油技術之一，它也是化學驅的其中一種。聚合物驅主要通過大分子聚合物對水的稠化作用和在孔隙中的吸附及捕集作用，增加水的粘度和水在孔隙中的流動阻力，如此可以有效減小水相滲透率，減小水油流度比，增加波及係數，從而提高原油採收率。
聚合物驅開展一般在水驅之後，而此時油藏的平面及縱向非均質性往往非常突出，直接進行聚合物驅會出現個別井區的注入液沿高滲透層突進，導致聚合物在油井中過早突破，聚驅效果差。因此，聚合物驅前水井的深度調剖工作尤為重要。同時，深度調剖的效果受調剖用量影響明顯，如果注入堵劑的量太少，起不到堵水的作用，而注入堵劑的量太大則造成成本上升、堵劑浪費，甚至嚴重堵塞層段降低平面波及效率，在低油價下的經濟可行性降低。
技術實現要素：
為了克服現有技術的上述缺陷，本發明實施例所要解決的技術問題是提供了一種用於注水井的調剖用量的確定方法及其裝置，其能夠根據注水井與採油井之間的情況優化各方向調剖面積，優化有效注入孔隙體積，進而確定最優調剖用量。
本發明實施例的具體技術方案是：
一種用於注水井的調剖用量的確定方法，包括以下步驟：
根據吸水剖面測試資料及測井解釋資料確定調剖厚度；
基於採油井和注水井之間的距離得到調剖基本半徑；
根據示蹤劑資料與所述調剖基本半徑得到調剖半徑；
根據採油井與注水井之間的調剖方向情況確定調剖面積係數；
基於所述調剖厚度、所述調剖半徑、所述調剖面積係數、調剖方向數和連通方向數得到預定方向的調剖劑注入量；
根據所述預定方向的調剖劑注入量得到調剖劑總注入量。
在一種優選的實施方式中，在所述基於採油井和注水井之間的距離得到調剖基本半徑的步驟中，具體為，對於深度調剖，調剖基本半徑的選擇範圍為採油井和注水井之間距離的1/3至1/2之間。
在一種優選的實施方式中，在所述根據示蹤劑資料與所述調剖基本半徑得到調剖半徑的步驟中，所述示蹤劑資料包括井組內示蹤劑推進速度最快方向的速度和井組內示蹤劑不同方向下的推進速度。
在一種優選的實施方式中，在所述根據示蹤劑資料與所述調剖基本半徑得到調剖半徑的步驟中，所述調剖半徑的具體計算公式如下：
Ri＝Vi/Vmax×Rmax
其中，Vi表示井組內示蹤劑某一方向下的推進速度，Vmax表示井組內示蹤劑推進速度最快方向的速度，Rmax表示調剖基準半徑，Ri表示調剖半徑。
在一種優選的實施方式中，在所述根據採油井與注水井之間的調剖方向情況確定調剖面積係數的步驟中，採油井與注水井之間的調剖方向情況至少包括下列之一：採油井與注水井之間的調剖方向數量、採油井與注水井之間的調剖方向的位置關係。
在一種優選的實施方式中，所述調剖方向數為井組內在每個調剖方向上採油井的數量。
在一種優選的實施方式中，所述連通方向數為井組內與注水井實際連通的採油井井數。
在一種優選的實施方式中，在所述基於所述調剖厚度、所述調剖半徑、所述調剖面積係數、調剖方向數和連通方向數得到預定方向的調剖劑注入量的步驟中，具體計算過程如下：
其中，Ri表示調剖半徑，H表示調剖層有效厚度，φ表示孔隙度，βn表示調剖面積係數，F表示調剖方向數，N表示連通方向數，Qi表示預定方向的調剖劑注入量。
在一種優選的實施方式中，在所述根據所述預定方向的調剖劑注入量得到調剖劑總注入量的步驟中，具體計算過程如下：
Q＝ΣQi
其中，Qi表示預定方向的調剖劑注入量，Q表示調剖劑總注入量。
在一種優選的實施方式中，在所述根據吸水剖面測試資料及測井解釋資料確定調剖厚度的步驟中，根據吸水剖面測試資料及測井解釋資料選擇滿足預設要求的滲透率和吸水強度的層厚作為調剖層有效厚度。
一種用於注水井的調剖用量的確定裝置，其包括：
調剖厚度計算模塊，其用於根據吸水剖面測試資料及測井解釋資料確定調剖厚度；
調剖基本半徑獲取模塊，其用於根據採油井和注水井之間的距離得到調剖基本半徑；
調剖半徑確定模塊，其用於根據示蹤劑資料與所述調剖基本半徑得到調剖半徑；
調剖面積係數確定模塊，其用於根據採油井與注水井之間的調剖方向情況確定調剖面積係數；
調剖劑注入量計算模塊，其用於根據所述調剖厚度、所述調剖半徑、所述調剖面積係數、調剖方向數和連通方向數得到預定方向的調剖劑注入量；
調剖劑總注入量計算模塊，其用於根據所述預定方向的調剖劑注入量得到調剖劑總注入量。
本發明的技術方案具有以下顯著有益效果：
本申請中的用於注水井的調剖用量的確定方法可以有效減小了調剖堵劑的使用量，避免了大用量下堵劑的浪費，在一定程度上降低了成本。同時，通過優化各方向調剖面積和有效注入孔隙體積，高滲透層吸水量得到降低，低滲透層吸水能力得到加強，改善了調剖效果，使得吸水剖面得到調整。
附圖說明
在此描述的附圖僅用於解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本發明公開的範圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用於幫助對本發明的理解，並不是具體限定本發明各部件的形狀和比例尺寸。本領域的技術人員在本發明的教導下，可以根據具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本發明。
圖1為本發明實施例中用於注水井的調剖用量的確定方法的流程圖。
圖2為本發明實施例中五點法典型井組的示意圖。
圖3為本發明實施例中J2-B4-G126井組平面示意圖。
圖4為本發明實施例中圖3中井組的井調剖前吸水剖面情況圖。
圖5為本發明實施例中圖3中井組的示蹤劑推進速度圖。
圖6為本發明實施例中圖3中井組調剖前後吸水剖面對比圖。
圖7為本發明實施例中用於注水井的調剖用量的確定裝置的結構示意圖。
圖8為本發明實施例中調剖方向數量、調剖方向的位置關係與調剖面積係數關係圖。
圖9為本發明實施例中五點法典型井組調剖用量計算結果對比表。
以上附圖的附圖標記：
1、採油井；2、注水井；3、調剖面積；4、井網。
具體實施方式
結合附圖和本發明具體實施方式的描述，能夠更加清楚地了解本發明的細節。但是，在此描述的本發明的具體實施方式，僅用於解釋本發明的目的，而不能以任何方式理解成是對本發明的限制。在本發明的教導下，技術人員可以構想基於本發明的任意可能的變形，這些都應被視為屬於本發明的範圍。需要說明的是，當元件被稱為「設置於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。本文所使用的術語「垂直的」、「水平的」、「上」、「下」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的，並不表示是唯一的實施方式。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本申請的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本申請的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在於限制本申請。本文所使用的術語「和/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
為了避免注入堵劑的量過多而造成成本上升、堵劑浪費的情況，在本申請中提出了一種用於注水井的調剖用量的確定方法，圖1為本發明實施例中用於注水井的調剖用量的確定方法的流程圖，如圖1所示，本用於注水井的調剖用量的確定方法包括以下步驟：
S101：根據吸水剖面測試資料及測井解釋資料確定調剖厚度。
在本步驟中，根據吸水剖面測試資料及測井解釋資料選擇滿足預設要求的滲透率和吸水強度的層厚作為調剖層有效厚度，滿足預設要求的滲透率和吸水強度具體指滲透率較高和吸水強度較大，如此可以使得後期注入的堵劑充分發揮作用。
S102：基於採油井和注水井之間的距離得到調剖基本半徑。
在本步驟中，對於深度調剖，根據油藏區域內的試驗研究成果，調剖基本半徑的一般的選擇範圍為採油井和注水井之間距離的1/3至1/2之間，選擇該範圍內可以取得較好的調剖效果。
S103：根據示蹤劑資料與所述調剖基本半徑得到調剖半徑。
在本步驟中，主要通過示蹤劑資料優化調剖半徑，具體而言，圖2為本發明實施例中五點法典型井組的示意圖，如圖2所示，一般在井組內井網中具有多個採油井和一個注水井，採油井與注水井之間為可以進行調剖的調剖面積。在注水井中注入示蹤劑，示蹤劑通過油藏向多個採油井方向推進，其中，井組內示蹤劑推進速度最快方向為最大調驅半徑方向，所述示蹤劑資料包括井組內示蹤劑推進速度最快方向的速度和井組內示蹤劑不同方向下的推進速度。通過井組內示蹤劑推進速度最快方向的速度、井組內示蹤劑不同方向下的推進速度和調剖基本半徑得到調剖半徑，其具體計算公式如下：
Ri＝Vi/Vmax×Rmax
其中，Vi表示井組內示蹤劑某一方向下的推進速度，Vmax表示井組內示蹤劑推進速度最快方向的速度，Rmax表示調剖基準半徑，Ri表示調剖半徑。
S104：根據採油井與注水井之間的調剖方向情況確定調剖面積係數。
在本步驟中，採油井與注水井之間的調剖方向情況至少包括下列之一：採油井與注水井之間的調剖方向數量、採油井與注水井之間的調剖方向的位置關係。結合調剖方向及流線方向，圖8為本發明實施例中調剖方向數量、調剖方向的位置關係與調剖面積係數關係圖，如圖8所示，根據圖8選取調剖面積係數βn的取值。
S105：基於所述調剖厚度、所述調剖半徑、所述調剖面積係數、調剖方向數和連通方向數得到預定方向的調剖劑注入量。
在本步驟中，根據上述S101至S104中得到的調剖厚度、所述調剖半徑、所述調剖面積係數，以及調剖方向數和連通方向數，進而計算注水井朝向某一個採油井預定方向下的調剖劑注入量。其中，所述調剖方向數為井組內在每個調剖方向上採油井的數量，所述連通方向數為井組內與注水井實際連通的採油井井數。注水井朝向某一個採油井預定方向下的調剖劑注入量的計算過程具體如下：
其中，Ri表示調剖半徑，H表示調剖層有效厚度，φ表示孔隙度，βn表示調剖面積係數，F表示調剖方向數，N表示連通方向數，Qi表示預定方向的調剖劑注入量。
S106：根據所述預定方向的調剖劑注入量得到調剖劑總注入量。
在本步驟中，井組內一般存在在多個採油井，調剖劑總注入量為注水井中向所有採油井方向注入的調剖劑注入量之和，調剖劑總注入量的計算過程具體如下：
Q＝∑Qi
其中，Qi表示預定方向的調剖劑注入量，Q表示調剖劑總注入量。
以下為考慮面積係數調剖、考慮調剖方向的調剖半徑和普通未考慮上述兩個因素下的籠統調剖的對比實驗情況，圖9為本發明實施例中五點法典型井組調剖用量計算結果對比表，如圖9所示，在考慮了面積係數調剖、考慮調剖方向的調剖半徑後，在相同的井組下在不同的調剖基準半徑下使用的調剖用量均可以得到了大幅度減少。
下面為J16油田的開發情況，J16油田由於長期注水開發，綜合含水到達95％，採出程度達到48.4％，因此計劃聚合物驅前先進行注水井的深度調剖。選取典型井組J2-B4-G126採用本申請中的用於注水井的調剖用量的確定方法，圖3為本發明實施例中J2-B4-G126井組平面示意圖，如圖3所示，井組內有1口注水井，圍繞在該注水井旁有5口採油井。
根據J2-B4-G126的吸水剖面測試資料及測井解釋資料，選擇注入層段為Ⅱ5-6，圖4為本發明實施例中圖3中井組的井調剖前吸水剖面情況圖，如圖4所示，從吸水剖面看Ⅱ5頂部3.2m厚度的相對吸水量較大，可以達到60-80％，因此確定為本次調剖的目的層段，調剖厚度確定為3.2m。
基於採油井和注水井之間的距離得到調剖基本半徑,考慮到J2-B4-G126井組的實際情況以及調剖時間和總體成本，調剖基本半徑確定為注水井和採油井之間的距離的1/3，計算後為50m。
根據示蹤劑資料與所述調剖基本半徑得到調剖半徑，圖5為本發明實施例中圖3中井組的示蹤劑推進速度圖，如圖5所示，井組內示蹤劑推進速度最快方向的速度為11.93m/d，井組內示蹤劑不同方向下的推進速度為11.93m/d、8.06m/d、6.95m/d、3m/d，其中，4-217採油井方向根據測試資料為無示蹤劑推進，因此在此時不需要對4-217採油井方向計算剖用量。其它4口採油井調剖方向上的調剖半徑R1、R2、R3、R4計算過程如下：
根據採油井與注水井之間的調剖方向情況確定調剖面積係數，根據圖8所示，調剖方向為四個方向及以上，因此，βn為0.86。
如圖3所示，對於每個調剖方向，均只有1口採油井的方向調剖，所以F為1。本井組內共有5口採油井與注水井連通，所以N為5。
基於所述調剖厚度、所述調剖半徑、所述調剖面積係數、調剖方向數和連通方向數得到預定方向的調剖劑注入量，再根據所述預定方向的調剖劑注入量得到調剖劑總注入量，通過計算得到調剖劑總注入量Q＝Q1+Q2+Q3+Q4＝973m3。
依次向注水井的不同方向注入相應的調剖劑以進行調剖，圖6為本發明實施例中圖3中井組調剖前後吸水剖面對比圖，如圖6所示，通過調剖面後吸水剖面資料的可以表明，調剖後高滲透層吸水量得到控制，2016/2/26日期下為原來調剖前的相對吸水量，調剖的目的層段的兩個相對吸水量為66.4％和20.6％，2016/10/8日期下為通過本申請中的方法進行調剖後的相對吸水量，調剖的目的層段的兩個相對吸水量為35％和10％，相對吸水量由原來總的87％降低至總的45％。低滲透層吸水能力得到加強，調剖前下半部的相對吸水量為5.2％，調剖後下半部的相對吸水量為22％。II6層段調剖前的相對吸水量由4.4％提高至調剖後的18.6％。從上可以看出整個吸水剖面得到了調整。同時注入壓力從調剖前的8.3MPa上升至調剖後的10.5MPa，提高了2.2mpa。
本申請中的用於注水井的調剖用量的確定方法可以有效減小了調剖堵劑的使用量，避免了大用量下堵劑的浪費，在一定程度上降低了成本。同時，通過優化各方向調剖面積和有效注入孔隙體積，高滲透層吸水量得到降低，低滲透層吸水能力得到加強，改善了調剖效果，使得吸水剖面得到調整。
在本申請中還提出了一種用於注水井的調剖用量的確定裝置，圖7為本發明實施例中用於注水井的調剖用量的確定裝置的結構示意圖，如圖7所示，用於注水井的調剖用量的確定裝置包括：
調剖厚度計算模塊，其用於根據吸水剖面測試資料及測井解釋資料確定調剖厚度；
調剖基本半徑獲取模塊，其用於根據採油井和注水井之間的距離得到調剖基本半徑；
調剖半徑確定模塊，其用於根據示蹤劑資料與所述調剖基本半徑得到調剖半徑；
調剖面積係數確定模塊，其用於根據採油井與注水井之間的調剖方向情況確定調剖面積係數；
調剖劑注入量計算模塊，其用於根據所述調剖厚度、所述調剖半徑、所述調剖面積係數、調剖方向數和連通方向數得到預定方向的調剖劑注入量；
調剖劑總注入量計算模塊，其用於根據所述預定方向的調剖劑注入量得到調剖劑總注入量。
多個元件、成分、部件或步驟能夠由單個集成元件、成分、部件或步驟來提供。另選地，單個集成元件、成分、部件或步驟可以被分成分離的多個元件、成分、部件或步驟。用來描述元件、成分、部件或步驟的公開「一」或「一個」並不說為了排除其他的元件、成分、部件或步驟。
本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。