水驅砂巖油藏間歇注採的分段擾動方法

2024-02-21 21:22:15

專利名稱：：水驅砂巖油藏間歇注採的分段擾動方法
技術領域：
：本發明涉及到石油開採中人工注水二次採油,特別是涉及水驅砂巖油藏間歇注採的分段擾動方法。
背景技術：
：根據石油開採及油田開發的投資過程，可分為三個階段一次採油、二次採油和三次採油。一次採油投資成本低，但最終採收率也低；三次採油採收率高，但投資規模及成本較大，具有很大的風險性。尤其對於中一低儲量豐度的油藏，三次採油經濟效益不高。對於這些油藏只有實施注水開發是最切實可行的辦法。在前蘇聯，沙爾巴託娃和蘇爾左切夫於上世紀50年代末提出改變液流方向相結合的間歇注水方法，也叫周期注水法、脈衝注水法。間歇注水是按注水井輪流改變其注水方式，在油層中建立不穩定的壓力降，從而促使原先未被注水波及到的儲層低滲透率小層、層帶和區段達到水驅效果。從1964年1980年間，先後在前蘇聯、美國、德國、捷克等國家的50多個油田進行間歇注水礦場試驗，或工業性開採。在我國，自20世紀80年代末勝利油田、90年代大慶油田都相繼開展了間歇注水試驗。通過50多年來國內外室內實驗和生產實踐證明，這種就間歇注水方法可以用於不同形式的採油井井網和不同的注水井，既可以用於油田開發的早期階段，也可以用於油田開發的晚期階段，還可以用於嚴重出水的油田，甚至在穩定注水條件下油井開採已達到經濟極限之後也可以應用。如果實施這種開採工藝得當，與常規注水(持續注水)相比，可增加原油採收率達3~10%，並使目前採油量在最大效果階段最多增加過15~20%。迄今為止，由於國內外對間歇注水提高釆收率的機理尚無真正的認識，確定注水井開井時間、關井時間等重要的工藝參數還缺少科學依據。儘管沙爾巴託娃等人提出過用彈性方程來計算開井時間和關井時間，但由於不能從本質上闡明周期注水增加釆收率的機理，使得人們在實際操作中還會出現很多問題。如DQ油田某油藏的一個開發區塊，在綜合含水為57.7%時，根據數值模擬結果選用的停注時間為7090d，但現場實施後，產液量下降幅度大，含水下降不能彌補液量下降造成的產量遞減，更為嚴重的是造成原油脫氣、影響抽油泵正常工作。通常注水時間的確定是依據彈性方程計算，注水時壓力波由注水井井底開始，經過一段時間傳播到採油井井底，釆油井開始見效。壓力傳導時間^與傳播距離丄有如下關係式中f一注水井開井注水的時間，/2;Z—注水井開井時間內壓力傳播的距離，m;K一油層的滲透率，/^附2;//。一流體的粘度，m/^*<S，C,—綜合壓縮係數，wiV1。在過去，一般用彈性方程(式l)計算注水時間時丄值採用一個井距，即注水井到採油井的距離。算出注水時間Z注後，採用對稱周期的辦法，即停注時間Z停與注水時間f注相同。這樣確定周期注水時間存在二個問題一是對於有些油藏，由於關井時間過長，.油層脫氣，壓力下降等導致產量下降；二是保持固定的注水時間和停注時間進行周期注水，不利於提高採收率。近年來，通過實踐人們認識到了間歇注水工作制度對開發效果的影響，採用不對稱周期注水，有短注長停，長注短停等多種方式。但總的看來，注水時間和停注時間的確定仍沒有科學的理論依據，一般都是據礦場實踐摸索。如何根據油田、油藏的地質條件，制定科學、合理的間歇注水的注水時間和停注時間，提高水驅開發油田的採收率是目前國內外二次採油的重要技術難題，也是實際生產中亟待解決的問題。
發明內容本發明的目的是提供砂巖油田在水'驅開發的間歇注水工藝中，如何根據井距進行分段擾動注水，如何確定注水時間和停注時間的方法，使水驅開發油田的採收率更高，從而提高油田開發的經濟效益。為了實現上述目的，本發明採取以下技術方案。這種確定間歇注水的分段和注水時間和停注時間方法包括下述步驟①考察油藏的地質條件，收集開發油層的巖石、流體等物性數據。②根據注水井和採油井的井距，確定分段擾動的間距，定出若干擾動段(U、L2、13);③依據每段到水井的距離(L水)，確定每個擾動區注水井的注水時間(t注1、t注2、t注3);④依據擾動區前緣到採油井的距離(L油)，確定每個擾動段注水的停注時間(t停1、t停2、t停3);⑤注水時間加上停注時間為一個周期，分幾段擾動，則對應有幾種不同周期(Tl、T2、T3)，每種周期執行若干次後，再執行下一種周期，依此類推；.⑥當擾動前緣超過一半時，則用半個井距計算停時間。上述的注水時間(t注l、t注2、t注3)和停注時間(t停l、t停2、t停3)通過下列公式計算確定-〖所述的注水時間與採油井開始生產同步；該方法適應已經進行了水驅開採的油藏；用彈性方程推算的注水壓力擾動距離大於水驅前緣推進的距離，實施中並結合前緣推進理論或注水井壓力恢復曲線推算水驅前緣的準確位置，調整和修定注水井注水時間和停注時間；停注期間供油麵積內的油層壓力不低於飽和壓力15~20%。本發明的有益效果是採用上述技術方案，確定水驅砂巖油藏間歇注水的注水時間和停注時間方法，由於考慮了對油藏儲層分段擾動的辦法，從而減少水驅的剩餘油而提高採收率。當丄油《l/2井距時，丄油取井距之半計算停注時間。這種注水工藝是變頻注水，每種周期執行的次數要根據油藏特徵及石油地質條件確定。現有周期注水技術提高採收率的主要方法是，在周期注水的停注或減少注水量半個周期內，注採不平衡導致地層壓力下降，由於含油飽和度——影響綜合彈性壓縮係數的重要因素、滲透率差異,使高滲透層段壓力下降快，低滲透層段壓力下降慢。這種下降速度的不同步導致了同一時刻內高滲透層段壓力較'低，低滲透層段壓力較高，從而在層段間產生除毛管力和重力勢之外的一種壓力差，對於這種不穩定注水所固有的壓力差，一般稱之為附加壓力差。相反，在重新注水或加大注水量半個周期內，高滲透層段壓力恢復快，低滲透層壓力恢復慢，又產生反向壓力差。上述方法僅適合非均質儲層，是特殊現象。更為普遍的方法是從微觀滲流水驅油的過程來看，在連續相流動形態驅動過程中，當孔道是新水的時候，由於水的粘度小等因素，在驅油過程中逐沿孔道壁發生竄流,形成所謂的超越作用，特別是在油粘度高，生產壓差不大時，這種超越作用就更為顯著，然而竄流形態只是一種過渡流動形態，很快會形成油、水分散的流動形態，原因在於孔隙結構非常複雜，孔道大小不一，連通情況不同，當水沿孔壁形成竄流流動形態以後，如果孔道斷面急劇變化，則由於水流方向改變，將油切斷形成常滯留的油塊或油滴，這些油塊或油滴一部分在水的繼續衝洗下克服混合物的粘滯阻力後，將繼續流動；一部分當流到小孔道時，就被堵住形成了剩餘油。所以，間歇注水提高採收率主要有二個方面一是在停注期間減緩了儲，層高、低滲透層的不均衡推進，充分發揮滲吸驅油等作用，擴大波及係數；二是更主要的是停注期間，滲吸驅出小孔隙中的油，使分散的油滴由相對較小孔隙匯聚到中等孔隙中，並在較大的孔隙中重新形成連續的油相，在油柱高度產生的浮力的作用下流動，直到匯聚到純油區。正是由於本發明對水驅油剩餘油產生及提高驅油效率從微觀認識上的不同，所以制定間歇注水的工藝不同。本發明是通過制定不同的注水時間，採用分段擾動，考慮前緣至採油井的距離，制定停注時間及油相的浮力恢復確定周期次數等方法，來提高水驅開採的最終採收率。圖1是水驅油藏間歇注水的分段擾動示意圖圖2是z28-40井區井網圖具體實施例方式下面將結合具體實例對本發明作進一步說明。①考察油藏的地質條件，收集開發油層的巖石、流體等物性數據。②根據注水井和採油井的井距，確定分段擾動的間距，定出若干擾動段(Ll、L2、L3);③依據每段到水井的距離(L水)，確定每個擾動區注水井的注水時間(t注1、t注2、t注3);④依據擾動區前緣到採油井的距離(L油)，確定每個擾動段注水的停注時間(t停1、t停2、t停3);⑤注水時間加上停注時間為一個周期，分幾段擾動，則對應有幾種不同周期(Tl、T2、T3)，每種周期執行若干次後，再執行下一種周期，依此類推；(D當擾動前緣超過一半時，則用半個井距計算停時間。上述的注水時間(t注l、t注2、t注3)和停注時間(t停l、t停2、t停3)通過下列公式計算確定complexformulaseeoriginaldocumentpage7所述的注水時間與採油井開始生產同步；該方法適應已經進行了水驅開採的油藏；用彈性方程推算的注水壓力擾動距離大於水驅前緣推進的距離，實施中並結合前緣推進理論或注水井壓力恢復曲線推算水驅前緣的準確位置，調整和修定注水井注水時間和停注時間；停注期間供油麵積內的油層壓力不低於飽和壓力15~20%。應用實例第一步，考察油藏的地質條件，收集開發油層的砂巖、流體等物性數據。ZZ油田Z40區塊位於三肇凹陷南部的鼻狀構造上，在葡萄花油層頂面構造圖上，大致以-1300m構造等值線圈閉，南北高差約300m，鼻狀構造被近南北向的斷層切割成壘、塹相間或斷階相間的構造格局，其上又發育了眾多小於lkn^的局部高點。斷層以近南北向為主，其次是北北東向或東西向。從北到南發育6組縱貫南北的大斷層，斷層傾角45。~75°，葡萄花油層斷距10~30m，延伸長度210km。同時，東西向小斷層發育形成斷階、地壘相間的構造格局。葡萄花油層是其主要開發目的層，區內油層頂面埋深11401154m，西淺東深，地層厚度1218m，由北部向南減薄。本區葡萄花油層分為4個小層，即葡上組的戶12、戶13、屍14為三角洲前緣亞相。砂巖厚度在47m，有效孔隙度平均值19.4%，空氣滲透率平均值37.8X1(T3//W2。地下原油粘度1.56mPa&油層綜合壓縮係數16Xl(T4M屍a'1。第二步，根據注水井和採油井的井距確定分段擾動的間距，即確定出若干擾動段("、丄2、丄3……)。Z2840井區開發井網為線性井網，採油井井距300m，排距200m。Z2840井為注水井，周邊有4口採油井，如圖2，經計算油井到注水井的距離為250m。由於是剛投入生產，故分三段進行間歇注水，水井離擾動前緣的距離分別取為90m、180m、250m。第三步，依據每段(擾動前緣)到水井聽距離，用彈性方程算出每個擾動區(段)的注水井的注水時間，即/w、"t2、ftt3……。由彈性方程可知'complexformulaseeoriginaldocumentpage8如第一擾動段前緣到水井的距離為90m，油層的滲透率為37.8X1(T、m2，有效孔隙度平均值19.4%，地下原油粘度1.56mi^.S，油層綜合壓縮係數1.6X1(T471//^1，將數據代入上式得complexformulaseeoriginaldocumentpage8由此理可算出^、/3時間見表1。第四步，依據擾動區前緣到採油井的距離，用彈性方程算出每個擾動段到採油井的壓力傳播時間，此時間定為注水井停注時間。complexformulaseeoriginaldocumentpage8,搭i=--^-=333^Jm37.8x10—3x3600x24當擾動前緣超過井距一半時，則用半個井125m計算停注時間。則有complexformulaseeoriginaldocumentpage8由此理，complexformulaseeoriginaldocumentpage8三個周期的注水時間和停注時間見表1。表1分段間歇注水的注水時間和停注時間數據表complextableseeoriginaldocumentpage9值得注意的是，用彈性方程理論推算的擾動距離相當於試井工程中的影響半徑，一般大於水驅前緣水推進的距離。這是因為水井注水後，地層壓力提高效應自水井不斷沿流線方向向油井傳播。當沿速度最快，路徑最短的主流線傳播到油井後，油井開始受到注水的影響。開始受效這個時間就是所稱的見效時間。同樣，注入水質點也沿流線流向油井，當沿主流線方向達到油井後，油井開始見水，這個時間即為見水時間。一般情況下，由於壓力傳播速度遠遠高於水質點運移速度，因此見效時間要早於見水時間。為了提高注水前緣水驅入的準確時間，還應當結合其它油藏工程方法綜合預測。目前主要有兩種方法。一是根據前沿推進理論，利用分流方程和實驗油藏工程的相滲透率曲線，來計算注水時間和推井距離。二是試井工程方法，應用注水井壓力恢復曲線進行注水動態分析，推算油水界面的位置。只有把水推進的距離及時間確定清楚，才能準確地、合理地制定間歇注水的注水時間和停注時間，充分發揮水驅開發油藏的作用，提高採收率。權利要求1.一種水驅砂巖油藏間歇注採的分段擾動方法，其特徵在於，該方法包括下列各步驟①考察油藏的地質條件，收集開發油層的巖石、流體等物性數據；②根據注水井和採油井的井距，確定分段擾動的間距，定出若干擾動段(L1、L2、L3)；③依據每段到水井的距離(L水)，確定每個擾動區注水井的注水時間(t注1、t注2、t注3)；④依據擾動區前緣到採油井的距離(L油)，確定每個擾動段注水的停注時間(t停1、t停2、t停3)；⑤注水時間加上停注時間為一個周期，分幾段擾動，則對應有幾種不同周期(T1、T2、T3)，每種周期執行若干次後，再執行下一種周期，依此類推；⑥當擾動前緣超過一半時，則用半個井距計算停時間。2.根據權利要求1中所述的水驅砂巖油藏間歇注採的分段擾動方法，其特徵在於注水時間(t注l、t注2、t注3)和停注時間(t停l、t停2、t停3)通過下列公式計算確定t=69.44μoCtL2/K3.根據權利要求1中所述的水驅砂巖油藏間歇注採的分段擾動方法，其特徵在於注水時間與採油井開始生產同步。4.根據權利要求1中所述的水驅砂巖油藏間歇注採的分段擾動方法，其特徵在於該方法適應已經進行了水驅開採的油藏。5.根據權利要求1中所述的水驅砂巖油藏間歇注採的分段擾動方法，其特徵在於用彈性方程推算的注水壓力擾動距離大於水驅前緣推進的距離，實施中並結合前緣推進理論或注水井壓力恢復曲線推算水驅前緣的準確位置，調整和修定注水井注水時間和停注時間。6.根據權利要求1中所述的水驅砂巖油藏間歇注釆的分段擾動方法，其特徵在於停注期間供油麵積內的油層壓力不低於飽和壓力15~20%。全文摘要一種水驅砂巖油藏間歇注採的分段擾動方法，主要解決現有注水二次採油中水驅效率低的問題。該方法步驟如下①考察油藏的地質條件，收集開發油層的巖石、流體等物性數據；②根據注水井和採油井的井距，確定分段擾動的間距，定出若干擾動段(L1、L2、L3)；③依據每段到水井的距離(L水)，確定每個擾動區注水井的注水時間(t注1、t注2、t注3)；④依據擾動區前緣到採油井的距離(L油)，確定每個擾動段注水的停注時間(t停1、t停2、t停3)；⑤注水時間加上停注時間為一個周期，分幾段擾動，則對應有幾種不同周期(T1、T2、T3)，每種周期執行若干次後，再執行下一種周期，依此類推；⑥當擾動前緣超過一半時，則用半個井距計算停時間。此方法提高水驅開採油藏的採收率，提高油田開發經濟效益。文檔編號E21B43/20GK101196108SQ20081000246公開日2008年6月11日申請日期2008年1月1日優先權日2008年1月1日發明者林東維申請人:林東維