特高含水期油藏工程研究
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特高含水油藏开发后期深部调驱+二氧化碳吞吐技术刘道杰;史英;轩玲玲;王玉靖;李晓萌【摘要】Due to the well-developed predominant flow channels in the late stage of medium-high permeability sandstone oil reservoir with ultra-high water-cut,conventional measures for water-cut control and production stabi-lization are limited in control the water-cut increase. In-depth profile control is used to plug the predominant flow channels,change flow direction and recover the remaining oil around the flooding channels.In addition,carbo diox-ide huff-puff is implemented to reduce oil mobility and enhance inter-well displacement efficiency. Research indi-cates that the in-depth profile control and carbon dioxide huff-puff could reduce water-cut and stabilize oil produc-tion by realizing inter-well pressure balance and enhancing swept volume. After implementation in Ng21oil reservoir of Nanpu Sag for one year,the cumulative oil increment is1.82×104t,the water-cut is reduced by 12.4 persent-age points and the oil recovery factor is enhanced by 1.6 persentage points. This research could provide certain sig-nificance for further enehancing oil recovery in ultra-high water-cut oil reservoir.%针对中高渗砂岩油藏进入特高含水开发后期,油藏优势渗流通道极其发育,常规控水稳油对策无法抑制含水持续升高的问题,利用深部调驱封堵优势渗流通道,改变液流方向,挖潜水淹路径绕流区剩余油,同时,利用CO2吞吐降低原油流动性,提高井间驱油效率.研究结果表明:利用深部调驱+CO2吞吐技术,可实现井间压力平衡,扩大驱替波及体积,达到降水增油的目的.该项技术在南堡凹陷Ng21油藏实施1 a后,累计增油1.82×104t,含水降低12.4个百分点,采收率提高1.6个百分点.研究成果对特高含水油藏进一步提高采收率具有重要意义.【期刊名称】《特种油气藏》【年(卷),期】2018(025)002【总页数】5页(P65-69)【关键词】特高含水油藏;剩余油;深部调驱;CO2吞吐;南堡凹陷【作者】刘道杰;史英;轩玲玲;王玉靖;李晓萌【作者单位】中国石油冀东油田分公司,河北唐山 063004;中国石油冀东油田分公司,河北唐山 063004;中国石油冀东油田分公司,河北唐山 063004;中国石油冀东油田分公司,河北唐山 063004;中国石油冀东油田分公司,河北唐山 063004【正文语种】中文【中图分类】TE3490 引言冀东南堡凹陷浅层油藏为天然水驱油藏,2005年油藏进入高含水后,主要采用边部调剖封堵边水及内部深部调驱实现液流转向,取得了显著的控水增油效果。
河14断块高含水期剩余油研究及挖潜对策摘要:河14断块经过30多年开发,已经进入高含水开发后期。
2010年在精细油藏描述及剩余油分布规律研究基础上,通过钻新井、转注、大泵提液等工作,优化产液结构和注水结构,见到了明显的控水稳油效果,有效提高了开发水平。
关键词:高含水期精细油藏描述剩余油挖潜1.概况河14断块位于现河庄油田的东北部,含油面积4.5km2,石油地质储量842×104t,构造上属于中央隆起带西段郝家鼻状构造的东北翼,构造复杂,主力含油层系为沙二段的5、9、10砂层组,是早期东营三角洲前缘自东向西推进时形成的滑塌浊积砂体,岩性以长石砂岩为主,孔隙度为20-25.1%,渗透率为50-800×10-3μm2,为中孔、中低渗储层。
断块自1972年投入开发,到2009年综合含水94.7%,采出可采储量的76.13%,剩余可采储量的采油速度14.2%。
断块目前存在的主要问题是水淹严重,注入水沿高渗带水窜,造成剩余油高度分散。
2.剩余油分布规律研究针对该断块综合含水高、剩余油高度分散、油层动用程度高、稳产基础薄弱的实际情况,以油藏研究为核心,应用三维地震技术、隐蔽油藏描述技术、精细油藏描述技术、测井多井储层评价技术、三维数值模拟技术,开展剩余油分布规律研究。
2.1应用三维地震技术,精细构造研究断块具有窄条带,多油层的特点,进入油田开发后期,剩余油以高度分散状分布于储层之中,要挖掘其潜力,首要的任务是利用地震—地质综合解释成图技术,建立精细的构造模型。
具体的做法:利用7个非标准层做图,通过对构造和断层综合两个方面的校正,用10米间距做出控制断层的断面图,用4米间距做出了13个层的顶面构造图,用1米间距做出了主力储层单元的局部微构造图。
通过精细构造研究,发现构造高部位沿断层向北偏移200-300米。
2.2利用精细油藏描述技术,建立精细沉积模型综合岩性、岩相、电相、粒度、沉积构造、古生物、测井曲线及其组合等方面的特征,结合区域沉积背景,从剖面、平面上研究了厚层砂岩的沉积特征。
复杂断块油藏特高含水期水动力学注水技术研究与应用摘要:中原油田整体处于特高含水开发中后期,主要以水驱开发为主,受低油价的影响,投资缩减,原油产量下降,吨油成本持续攀升,效益开发形势严峻。
水动力学注水作为一种低成本水驱提高采收率技术,已得到广泛应用。
本文在前人研究的基础上,结合中原油田油藏特点,形成了一套复杂断块油藏水动力学注水技术政策,并进行了矿场试验。
研究表明,水动力学注水对于低油价下改善断块油藏后期开发效果,提高水驱采收率具有重要意义。
关键词:水动力学注水低油价特高含水期复杂断块低成本开发0引言水动力学注水包括周期注水、变强度注水和注采耦合等方式,是一种低成本水驱提高采收率技术,广泛应用于江汉[1]、胜利[2]、大庆[3]等油田,获得了显著效果。
本文在前人研究的基础上,重点针对复杂断块油藏高-特高含水开发阶段,从室内试验、油藏数值模拟和矿场试验三个方面进行了系统的梳理,摸索出一套适用的水动力学注水方法,为复杂断块油藏高-特高含水期效益开发提供依据。
1水动力学注水的技术机理为研究水动力学注水的技术机理,研究设计了多套水驱油室内试验和油藏数值模拟方案,对比不同方案下油藏压力场、流线场和饱和度场变化,明确了水动力学注水机理。
(1)激动注水井井点压力,改变原稳定压力场,降压周期时会产生新的压力高点在常规稳定注水方式下,水井的日注水量基本稳定,注水井井底压力保持不变,井区内压力场分布图上显示为制高点,与对应油井间形成单向稳定的压力梯度。
水动力学注水通过周期性的改变注水量,使注水井压力发生周期性变化,在升压周期内,地下压力场分布与常规稳定注水相似;在降压周期内,由于水井日注水量下调,井底压力下降,地层压力也呈下降趋势。
由于不同储层的导压系数不同,相同时间内压力变化存在差异,中渗层导压系数大,降压快,低渗层则与之相反,因此在降压阶段内,低渗区会产生新的压力高点,与油井形成新方向上的的压力梯度。
图1水动力学注水不同周期压力场分布图(2)压力场改变后,流线场随之改变,降压阶段可增加新的流线方向常规注水时,注采流线相对固定,沿注水井指向油井。
大庆石油地质与开发Petroleum Geology & Oilfield Development in Daqing2023 年 12 月第 42 卷第 6 期Dec. ,2023Vol. 42 No. 6DOI :10.19597/J.ISSN.1000-3754.202303030陆相砂岩油藏特高含水期开发指标变化规律赵国忠1,2 李承龙1,2何鑫1,2 魏长清1,2(1.黑龙江省油层物理与渗流力学重点实验室,黑龙江 大庆163712;2.中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江 大庆163712)摘要: 针对传统线性特征的驱替曲线都不再适用于特高含水期油藏的情况,提出了一种综合含水率和采出程度之间的非线性关系方程式,可直接描述特高含水期油藏宏观开发指标变化规律或驱替特征。
结果表明:不管油藏曾经历的开采历史是否存在水驱井网加密、聚合物驱等重大调整措施,只要油藏在特高含水期处于相对平稳的开发状态,采出程度与综合含水率呈非线性关系。
所提非线性关系得到了水驱油藏概念模型模拟结果的验证,已用于含聚驱历史真实油藏开发后期的指标分析。
对于陆相大型油田的部分开采单元及其整体,该关系在特高含水期大部分呈现出90%以上的符合率,由此得到了值得油田中长期规划参考的含水上升率、递减率、采收率等开发指标预测结果。
关键词:开发指标;特高含水期;采出程度;综合含水率;驱替特征;砂岩油藏中图分类号:TE357 文献标识码:A 文章编号:1000-3754(2023)06-0050-09Development indexes variation law of continental sandstone reservoirs inultra⁃high water cut stageZHAO Guozhong 1,2,LI Chenglong 1,2,HE Xin 1,2,WEI Changqing 1,2(1.Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Reservoir Physics & Fluid Mechanics in Porous Medium ,Daqing 163712,China ;2.Exploration and Development Research Institute ofPetroChina Daqing Oilfield Co Ltd ,Daqing 163712,China )Abstract :Aiming at the situation that traditional displacement curves with certain linear characteristics are no longer applicable in ultra -high water cut stage , a nonlinear relationship between comprehensive water cut and recov‑ery of OOIP is proposed , which can directly describe the variation law of macroscopic development indexes or dis‑placement characteristics of reservoirs in ultra -high water cut stage. The results show that ,no matter whether there are major adjustment such as water drive well pattern infilling and polymer flooding in the reservoir production histo‑ry , as long as the reservoir is in relatively stable development state in ultra -high water cut stage , there is a non -lin‑ear relationship between recovery degree and water cut. The proposed nonlinear relationship is verified by reservoirsimulation results of water driven reservoir conceptual model , and is used for index analysis of the later develop‑ment stage of real reservoir with polymer flooding history. For some production units and the whole of large continen‑tal oilfield , the relationship also shows most of the coincidence rates > 90% in ultra -high water cut stage , thus ob‑收稿日期:2023-03-14 改回日期:2023-05-30基金项目:中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“外围油田改善开发效果及提高采收率技术研究与应用”(2016E -0209)。
・油气藏研究・特高含水期油藏工程研究陈月明 吕爱民 范海军 刘 振 黄昌碧 项红英(石油大学(华东)石油工程系) (胜利石油管理局东辛采油厂)陈月明,吕爱民,范海军,刘振,黄昌碧,项红英1特高含水期油藏工程研究1油气采收率技术,1997,4(4):39~48摘要 针对全国注水开发油田目前大多已进入高含水期的现状,为了客观地评价油田开发效果,及时调整油田的开发方案,保证油田获得较高的采收率,该文采用流管法、合理井网密度法、水驱系列法及经验公式,对油田进行注水开发效果评价,确定合理井网密度,量化油田开采潜力,并在此基础上用灰色预测和整数规划法进行稳产措施配置,以永安油田为实例做出五年措施规划。
这套方法运用油田动、静态资料,与油田实际结合紧密,实用性强,并已在永安油田得到应用。
主题词 高含水期 注水 开发效果 评价 油藏工程 永安油田自由词 流管法 合理井网密度法 水驱系列法 灰色预测 整数规划 措施配置0 引 言 注水开发油田,由于油藏平面上和纵向上的非均质、油水粘度的差别及注采井组内部的不平衡,势必造成注入水在平面上向生产井方向的舌进现象和纵向上高渗透层的突进现象。
特别是在注水开发后期,油井含水高达80%以上,由于注入水的长期冲刷,油藏孔隙结构和物理参数将会发生变化。
在这一时期油田开发效果如何?油田是否需打补充完善井?打多少为宜?油田的开发潜力究竟有多大?如何进行措施配置才能在稳产的前提下达到经济最优?这一系列问题成为油田开发工作者关注的焦点。
为了解决上述问题,本文采用流管法、合理井网密度法、水驱系列法、经验公式及稳产措施配置方法,针对特高含水油田进行了系统研究。
1 现 状 我国东部各个油田,大部分采用注水开发,自六七十年代投入开发以来已有20~30年的历史。
由于油藏纵向上和平面上渗透率的差异、油水粘度差别以及开发过程中水动力场的不平衡,大部分油田已进入高含水期。
截至1995年底,大庆油田含水80125%,采出程度29105%,标定最终采收率44141%;胜利油田含水89114%,采出程度20164%,标定最终采收率28194%;全国及其它主要油区的含水率f w 、采出程度R 和最终采收率E R 列于表1。
为了进一步稳定产量,提高最终采收率,除了打一批新的补充完善井以外,还要在老井上采取大量措施。
据统计,新井平均采油量与老井措施增油量大致相当,如表2所示。
鉴于以上情况,对高含水注水油田及时进行开发效果评价,并进行稳产措施配置,成为油收稿日期:199720522693第4卷 第4期油气采收率技术田增油上产的当务之急。
表1 全国及主要油区开采数据表油区f w,%R,%E R,%全国811362118133127吉林761801619627148辽河841791315123130华北711832017826135大港831981817027169中原851092016630116江汉801412519932165江苏681041319424188表2 全国原油产量构成年份全国104t新井104t老井104t老井措施104t 198813702100412688966 19901832895812854963 19911397995012772950 1995139819921298910742 注水开发效果评价 开发效果评价是贯穿油田开发始终的一项工作,在油田的特高含水期则显得尤为重要。
为了给开发调整、措施配置提供可靠依据,应就开采效果、井网密度、开发潜力等几方面进行深入研究与评价。
211 实际曲线与理论曲线对比评价开发效果理论曲线由流管法计算得到[1],包括含水率与采出程度关系曲线、存水率与采出程度关系曲线及含水上升率与含水率关系曲线的理论曲线。
可根据实际曲线与理论曲线的偏离情况评价油田开发效果的好坏。
流管法考虑了水驱油过程中的非活塞性和油层渗透率的非均质性。
它所依据的原理是水驱油过程的两相渗流规律,以及研究油层渗透率分布的概率论方法。
(1)含水率f w的计算由一维两相流的达西定律可以写出含水率f w=K r w(S w)K r w(S w)+K ro(S w)Λwo=11+Λw K ro(S w)o K r w(S w)(1)式中 K ro(S w)、K r w(S w)分别为油、水相对渗透率;Λo、Λw分别为油、水的地下粘度,m Pa・s。
上式亦称为水的分流量方程。
(2)采出程度R的计算流管出水前的无因次产液量的计算公式为q1(t)=11+2E t(2)式中 E=K ro (S w c)Υ(S w f)∫S w f S wmΥ′d S wK ro(S w)+K r w(S w)-1;Υ(S w f)相应于油水前缘饱和度S w f的分布函数;t无因次采油时间。
04油气采收率技术1997年12月流管出水后的无因次产液量计算公式为q2(t)=Υ(S w e)K ro(S w c)∫S w e S wmΥ′d S wK ro(S w)+K r w(S w)(3)式中 S w、S w c、S w e分别为含水饱和度、束缚水饱和度、出口端含水饱和度;S wm最大含水饱和度。
流管出水后的无因次产油量为q o2(t)=[1-f w(S w e)]q2(t)(4) 流管出水后的无因次产水量为q w2(t)=f w(S w e)q2(t)(5) 为了在计算中考虑油层非均质性的影响,首先要研究油层渗透率分布的规律性,根据大量实际开发资料和理论分析验证,油层渗透率分布的规律,可以用概率论中的#(x)型分布规律来描述。
改变分布参数和自由度,就可以反映出不同油层渗透率非均质程度的差别。
#(x)型分布规律密度分布函数为f(K)=1#v2KK0v2-1 e-K K1K0(6)式中 #(x)=∫∞0t x-1e-t d t (全伽玛函数); K空气渗透率,10-3Λm2;v——自由度,它决定分布规律的分散程度;K0分布参数;t积分变量。
把油层渗透率分布规律代入产量计算公式,就得到考虑非均质影响或进行了油层渗透率非均质性校正的产量计算公式。
油层出水前的无因次产油量Q o1(T)=Q o1Q0=1K av∫Kq1(t)K f(K)d K(7) 油层出水后的无因次产油量Q o2(T)=Q o2Q0=1K av∫Kq o2(t)K f(K)d K(8) 油层无因次产水量为Q w2(T)=Q w2Q0=1K av∫Kq w2(t)K f(K)d K(9)式中 K av=v2K o,平均渗透率;T=Q0TV,无因次注水时间,其中T为注水时间;Q0油藏初产油量;Q o1,Q o2,Q w2未出水流管的总产油量,已出水流管的总产油量和总产水量;V油藏孔隙体积;f(K)渗透率分布密度函数。
由以上可得累积产油量14第4卷 第4期 陈月明等:特高含水期油藏工程研究6Q o =∫t(Q o1+Q o2)d t (10) ∴采出程度 R =6Q oN(11)式中 Q o 某时间段产油量; N地质储量; t 采油时间。
(3)存水率C 的计算由上述亦可得累积产水量6Q w=∫tQ w 2d t(12) ∴累积注入水量为 6Q i =B i6Qo+6Q w (13) ∴存水率为 C =6Q i -6Q w6Q i=1-6QwB i (6Q o +6Q w )(14)式中 Q w 2流管某时间段产水量;6Q i 累积注入量;6Q o累积产油量。
6Q w累积产水量;Bi累积注采比; (4)含水上升率f w ′的计算含水上升率为采出程度上升1%含水率上升的值,由前述f w ′及R 的公式可计算出一系列的f ′w (i )及其对应的R(i )(其中i 为自然数),可由下式计算f ′w (i )=f w (i +1)-f w (i -1)R (i +1)-R (i -1)(15) 由上述一系列公式便可通过计算画出f w 2R 、C 2R 、f w ′2f w 的三种关系曲线。
把这三条曲线与实际生产的曲线相比较,便可评价油田注水开发效果的优劣。
为了得到永安油田的开发模型,预先对油田渗透率分布规律进行了研究,其结果见表3,流管法计算所选的其它参数也一并归入。
表3 永安油田流管法计算所选参数及结果K m in10-3Λm2K m ax10-3Λm2K o10-3Λm2自由度v地质储量N104t 换算系数油水粘度比含水98%时采收率E R ,%1394926782.057441.2718.943.7注:表中K m in 、K m ax 、K o 分别为最小渗透率、最大渗透率、渗透率分布参数。
由流管法计算结果绘制的永安油田的三条曲线如图1~图3所示。
由图1采出程度与含水率关系曲线可见,实际值与理论值两条曲线呈平行变化,其原因是油井生产层数多,层间干扰明显。
由于开采层系划分较粗,不同类型油层未能充分发挥作用,影响开发效果。
由图2采出程度与存水率关系曲线可见,实际值与理论值偏差较大,反映出注水利用率低,其原因是注水时间晚,注采比低,使地层亏空得不到补偿,从而影响了开发效果。
图3的含水上升率与含水率关系曲线,反映出中低含水期含水上升率实际值比理论值高,24油气采收率技术1997年12月图1 永安油田采出程度与含水率关系曲线图2 永安油田采出程度与存水率关系曲线高含水期实际值比理论值低,其原因是由于不断完善注采井网,细分开发层系,改善了注水效果,使储量控制程度和动用程度显著提高,发挥了不同类型油层的作用,控制住了含水上升率,使主力断块进入80%~90%高含水期的含水上升率实际值低于理论值,取得较好开发效果。
212 确定合理井网密度根据胡斯努林法改进和完善的公式E R =0.698+0.16625lgK3Λoe-0.792nK3Λo-0.253(16)图3 永安油田含水上升率与含水率关系曲线式中 E R最终采收率,小数;n 井网密度,口 km 2;K3有效渗透率,Λm 2;Λo地下原油粘度,m Pa ・s 。
要使井网密度达到经济上合理,必须满足下列条件:(1)防止井网过密,造成不合理投资;(2)避免井网过稀,致使最终采收率降到经济合理界限以下。
在单位面积(如1km 2)内,加密到最后一口井,最后一口加密井新增可采储量的价值等于这口井基本建设总投资和投资回收期内操作费用的总和,此时的井网密度为合理井网密度。
由此则有 ∃E R V e =V e 0.698+0.16625lg K3Λoe -0.792n +1K3Λo-0.253-e-0.792nK3Λo-0.253(17)式中 V e单位面积储量,104t km 2;∃E R ・V e 每平方千米新增可采储量价值,等于新增一口井的总费用与油价的比值。
由此,便可根据(17)式在计算机上用试凑法算得合理井网密度,再代回(16)式便可反求出34第4卷 第4期 陈月明等:特高含水期油藏工程研究经济合理采收率。