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周期注水实验及增油机理研究

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基金项目:中国石油天然气集团公司“九五”重点科技攻关项目(96Ο05Ο03Ο3)研究成果。作者简介:张继春,男,1960年5月生,1984年毕业于华北石油职工大学地科系,1995年于石油大学(北京)地球科学系获硕士学位,现为华北油田勘探开发研究院副总地质师,中国科学院地质与地球物理所在读博士。

文章编号:0253Ο2697(2003)02Ο0076Ο05

周期注水实验及增油机理研究张继春1,2　柏松章2　张亚娟2　斑颜红2(11中国科学院地质与地球物理研究所　北京　100029;　21华北油田勘探开发研究院　河北任丘　062552)摘要:为了认识周期注水改善水驱效果的机理,利用长岩心模型进行了周期注水室内实验研究,模拟了不同开发阶段、不同地层参数及不同注水方式下周期注水的采油过程,深入研究了不同孔隙结构类型储层实施周期注水改善水驱效果的机理,明确提出了周期注水的有利时机和影响因素。研究结果表明,促进地层压力波动,发挥上覆地层压力作用及地层和流体的弹性排油作用,同时增强压力场变化过程中流体层间交换的作用强度,这些是周期注水提高原油采收率的重要条件。关键词:周期注水;模拟实验;采收率;驱替机理;水驱效果;影响因素中图分类号:TE35716 文献标识码:A

Cyclicwaterfloodingexperimentsandresearchonmechanismofenhancingoilproduction

ZHANGJi-chun1,2　BAISong-zhang2　ZHANGYa-juan2　BANYan-hong2(11PhysicalGeographyResearchInstituteofChineseAcademyofScience,Beijing100029

,China;

21ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofHuabeiOilField,Renqiu062552,China

)

Abstract:Theindoorexperimentsoncyclicwaterfloodingweremadetoresearchtheoilexpellinganddisplacementmechanismforincreas2ingoilrecoverybyusinglongcoremodel.Themainfactorsaffectingtheeffectofwaterfloodingwererevealedandanalyzed.Theopportuni2tyforimplementingcyclicwaterfloodingandtheguidingideologiesforoptimizingthecyclicwaterfloodingparametersforvariouspetroleumpoolswereproposed.Itisnecessarytomakefluctuationofformationpressure,bringthepressureofoverlyingformationandtheelasticoildrainageofformationandfluidintoplayandenhancetheactionintensionoftheexchangeoffluidbetweenformationsintheprocessofpres2surefieldchangeforincreasingtheoilrecoveryratiobycyclicwaterflooding.Keywords:cyclicwaterflooding;simulationrest;recoveryratio;displacementmechanism;water-drivingeffect;affectingfactors

1　实验方法采用地层条件长岩心模型实验系统模拟油藏温度(最高温度150℃)和油藏压力(最高压力50MPa)以及

含气原油和地层倾角(模型可旋转360°)。该装置可用于进行各种油、气、水三相渗流实验,模型最长可达200cm。设计了13个实验模型,其中1～7号模型是为模拟冀中地区裂缝性碳酸盐岩油藏储层特性而设计的双重介质柱状模型;8号是天然砂砾岩模型;9～13号模型是模拟砂岩油藏储层特性而设计的层间连通的等体积二层结构砂岩模型(表1)。为了模拟油藏的地下情况,实验所用的油样是用现场原油和天然气按一定气油比配制的,地层水的矿化度为3g/L。在实验过程中,将1～7号模型垂直放置,从底端注入水,从上端采出油;8～13号模型水平放置,由一端注入水,从另一端采出油。用1～8号模型模拟的油藏压力为30MPa,油藏温度为100℃;用9～13号模型模拟的油藏压力为25MPa,油藏温度100℃。在进入周期注水实验前,首先使模型处于地层饱和原油条件下的油藏初始状态,并以常规方式进行稳定注水驱油(水驱强度为2mL/min),至一定含水率后再进入周期注水模拟开采阶段。在模拟实验过程中,采用降压开采半周期和升压开采半周期两个阶段交替进行的方式。降压开采半周期以降低注水速度为主要特征,并以一定的压降速度进行开采,在总压力降幅度达到实验要求后,保持一定

第24卷　第2期2003年3月

石油学报

ACTAPETROLEISINICA

Vol.24　No.2

Mar. 2003

表1　模拟实验模型基本参数Table1　Fundamentalparametersofsimulatedtestmodels模型序号模型长度/cm模型直径/cm裂缝宽度/mm裂缝密度/(条・m-2)裂缝饱和油量/mL总饱和油量/(mL)总孔隙度/%束缚水饱和度/%气油比/(m3・t-1)基质渗透率/(10-3μm2)地层原油粘度/(mPa・s)压缩系数/(MPa-1)11599150156754141543617801310～20518712921599150156768247054117701310～20518710331599150156736040123516201310～2051871224177915011～0133615639693116501610～20201671845177915011～0133616940323211501610～2041571416177915011～0133617840433212401610～2041571567177915011～0133619041803313301610～2031212168869145———16915161842611135380216816691471014———192412331795413724150～600217812910147161014———190714331725418624150～600217812711104171014———167015331254314824150～600217812812106121014———1467301234611824150～6002178126131031014———14801532174812424150～6002178129

的水驱时间,然后转入升压开采阶段。升压开采半周期以恢复注入水速度为特征,并以一定的注入速度将模型压力恢复至原始地层压力水平,并将压力稳定保持适当时间(相当现场关井一段时间),以便使介质的微观非均质性引起的毛细管渗流作用得以充分进行,直至建立起新的毛细管力平衡[1]。至此,完成了第一周期的注水采油模拟实验。如此重复上述相同的降压—升压程序,便实现了周期注水采油过程的室内模拟。实验过程中模拟了油藏温度、压力、油水粘度、原油溶气量和地层流体体积系数以及界面性质等条件,客观地反映了重力、毛细管力、外加压力梯度、流体和岩石裂缝孔隙的弹性变化等对周期注水采油过程的综合作用。固定若干条件,改变其中某一因素进行实验,就可以反映该因素对周期注水效果的影响,揭示不同因素和条件下的周期注水开发效果及其变化规律。

2　实验结果根据实验研究目的,每一实验模型经过3～5个周期性注水开发,取得了较好的采油效果。(1)在不同含水率阶段周期注水对任何储层类型

和地层流体性质均有明显的效果　实验证明:1～9号模型在综合含水率达到90%以后,经过3～5个周期的驱替实验,累计提高原油采收率1144%～5196%;

10、12、13号模型在综合含水率为60%时,实施3～4个周期驱替实验,原油采收率可达到7105%～19155%;11号模型综合含水率为30%时,实施5个周期驱替实验,实现原油采收率1910%(表2)。

表2　周期注水采油实验数据Table2　Experimentaldataofoilextractingbycyclicwaterflooding模型序号储层

类型常规水

驱结束时含水率/%

剩余油量/mL

各周期压力波动相对幅度/%12345各周期原油采收率提高值/%12345单位压降采收率提高值/%

123451234567裂缝—孔隙型98213913131313131313——113411010156——0146012530114　——98263418617617617——11240196017——01620148　0135　——98225818617101313——110410188——0152013330122　——982758156171013131313—01640160154016—0132012　011350115　—98304812617101313——01560148014——01280116　011　——982789176171013131313—016801601450131—0134012　0111301078—982783196171013131313—0174017101630171—0137012370115801178—8孔隙983319131313131313——112701710139——013180117801098——9层901467188121620201166110611510197017601830135301378011940115210状6014801181216——216521421198——113250180701495——11孔30133714812162020619641321993117531481143301748016　0135

12隙6010961316243232—418731621931187—11195016　0136601234—13型6011031720406060—6171418551942104—11342014860139601136—

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周期注水技术适应性研究及应用

周期注水技术适应性研究及应用


上升速度，提高最终采收率（见图 1）。
（1）注水初期：周期注水产油量、采出程度、含水率
变化趋势与常规注水基本相同。
（2）注水突破后：周期注水产油量降低速度、含水
率明显低于常规注水，为周期注水主要见效期，采出程
度逐渐高于常规注水，致使最终采收率明显高于常规
注水。
1.2
60
周期注水
1.0
常规注水
50
0.8
同步周期注水
主要分布于裂缝侧向。
异步周期注水 图 2 不同类型周期注水示意图
3.1 周期注水方式优选
交替升降注水
剖面上，受储层非均质性影响，高渗段储层吸水
按注水井排排列方式划分为三种注水方式 （见图
好，吸水剖面以尖峰状和指状为主，剩余油呈“互层式” 2），利用数值模拟技术优选。
分布，主要分布在储层物性相对较差和注入水未波及
1/1/18
1/1/22
DATE
图 3 试验区不同注水方式累产油变化曲线
0.80 0.70
FWCT VS. DATE（F-PREDICT_E100） FWCT VS. DATE（F1-3_E100）
交替注水
异步周期
同步周期
1/1/26
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0 1/1/10
1/1/14
第 38 卷 第 愿 期 2019 年 愿 月
石油化工应用 PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATION
Vol.38 No.愿 粤怎早. 2019
周期注水技术适应性研究及应用
吉子翔，张 静，李 乐，帅举奎，高 翔
（中国石油长庆油田分公司第九采油厂，宁夏银川 750006）
周期注水技术在不同油层中的应用及效果

周期注水技术在不同油层中的应用及效果


二 、 周 期 注期 开采阶段 ，低效或无效循环 带逐 渐形成 ，为控制含水上升速度 ，在 ２ ０ ０ ２ － ２ ０ １ ０ 年先后 对基 础井、一 次加 密
注水井及 高台子 井网采 用周期注水方法 ，通过在 油层 中形成不稳定压力场，在 不同的渗透率 一 Ｊ ． ． ｇ － ｆ ＜产生不稳 定交渗 流动 ，扩 大水驱波及体积 ，减 少注水
辱油 壬
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ
２ ０ ３ ＿ ＝ 年 ２ 月
周 期 注 水技 术在 不 同油层 中的应 用 及效 果
徐 慧
１ ６ ３ ４１ ４）
（ 大庆 油田有 限责任公 司第二 采油厂 第一作 业区地 工队 ，黑 龙江大 庆
３ ． 高 台子井 网的周期 注水方 法 高 台子油 层共分 ４个油 层组 ，沉 积环 境主要 为 三 角洲外 前缘 相 沉 积 ，高 台子 油层 砂体发 育 具有平 面 上相 变频 繁 ，连通 关 系复杂 ，非均 质性 较 强的特 点 。油层 纵 向上 开采 油层 多 ，呈多 段多 水 淹 ，剩 余 油在 各油层组 、各砂岩 组 均有 分布 ，其 中 ，高 Ｉ 组 、高 Ⅱ组剩 余 油厚度 较 大。 高台子 油层 １ ９ ８ ７年采 用反 九点 法方 式布 井投 入 开发 ，２ ０ ０ ７ 年 进 行 了加密 调整 ，采用隔 排线性 注水方式 ，加密 井形 成五点 法面 积井 网 ， 加密调整 后受油 层性质 差异影 响 ，部分 井 区含 水回升 速度快 。 ２ ０ １ ０年选 择在高 Ｉ、高 Ⅱ油层组 开展 周期注 水试验 ，由于近 年细 分调整 力度 的加 大 ，注 水井 的细 分程 度较 高 ，因此在 周 期注 水层 段 的 组合 上不能 同 以往 的周期 注 水方 式相 同 。根据 区块 开发 现状 及剩 余油 分布 情况 的综 合分析 ，确定 在高 台子 老井 注水 井排 上实 施隔 井异 步 周 期注 水 ，对 油层发 育 好 ，渗透 率高 ，吸 水 强度 大 的高 Ⅱ５ 、高 Ⅱ１ ９小 层 采取 “ 停 注 一加 强 ”交替 的方 式 ，加强 注水 时层 段注 水 强度 为原 方 案注 水强度 的 １ ． ２ ９ 倍 ；对 油层物 性一般 的 中低渗 透层高 Ｉ ８ 、高 Ｉ １ １ 、 高Ｉ ｌ ２等小层 采取 “ 限制 一加强 ”交 替注水 的方式 ，限制 注 水时层 段 注 水强度 为原方 案注 水强 度 的 ０ ． ６ ７ 倍 ，加强注 水 时层段 注水 强度 与原 方 案一 致 ，其他 发育 差连 通性 差 的薄 差 油层 注水 强 度保 持 不变 ，３个 月为半 周期 ，两 个半 周期 为一 个循 环 。这种 周期 注水 的优 点是 油 层间 压 力下 降均衡 ，使 注 采压 力场 垂 向调整 分布 ，能 较大 幅度 扩 大 中 、低 渗 透层 的注入水 波及体 积 ，提 高采收 率 ；也有 利于保 护套管 。
周期注水对提高油藏水驱开发效果分析

周期注水对提高油藏水驱开发效果分析

周期注水对提高油藏水驱开发效果分析摘要：所谓周期性注水开发，指的是依靠注射设备，对注水量进行周期性改进，以发挥重新分布地层中油水的目的，充分对各个油层产生交换作用，以利用不同的恢复速度，依靠高低渗透储层，使油层之间生成压力差，方便油水不断进入高渗透带之中，使水向低渗透带之中流动，并将微孔之中的油逐渐向大孔缝隙内排放。

周期性注水驱油技术的应用，有利于发挥注水作用，促进油田机械采油设备工作效益的增长。

关键词：周期注水；油藏；水驱开发当前，我国经济发展速度不断提升，对能源的需求量也日益丰富，为促进油田生产效率的增长，实现油田增产的目的，不断对低渗透油藏开展注水工艺研究，以促进井下石油高度的提升，减小开发难度，促进开发效率的提升。

这一工艺在应用过程中，可根据油井内含水量情况产生驱油效果的变化，油井含水量越高，驱油效果越差，水动力学防水可促进油层动用程度的提升，有利于促进油井产量的增加，所以，周期性注水应用这一原理，实现了油藏水驱开发效益增加的效果[1]。

一、周期注水应用重点首先，合理的周期注水有利于促进油井综合含水量的变化，油井在进入周期注水以后，会降低综合含水量，这一过程具有波动性，为对综合含水量进行控制，必须对半周期进行确定，所以这就需要依靠树脂模拟形式进行确定，以合理控制油井内的含水数值。

注水强度会对含水的恢复速度产生变化，若是进行低强度的注水，则必须缩短其半周期，若是高强度的注水，必须适当延长半周期[2]。

其次，强化高含水期油田后期的流动单元划分形式，无论针对哪一种油田，在油田开发之前，必须做好规划方式，依照相关要求进行划分，以合理进行开发策略的制定。

从流动单元分析，在不同单元内的油藏层，其渗透能力各不相同，沉积性能及油气蕴含能力也存在一定差异性，依靠外部方式进行油田的获取，离散性较大，为保障油田开发能力的正常，必须对不同单元的特性进行了解，强化储层单元的划分工作，由于流动单元属于油气储存带，具有极高的连续性，提升单元内连续性才有利于促进单元分辨率和渗透能力的增长。

探析周期注水对提高采收率的影响

探析周期注水对提高采收率的影响

探析周期注水对提高采收率的影响摘要：现阶段我国许多油田开发工作已经进入了高含水期阶段，还没有开发的石油开采难度越来越大，现在的油田开采过程中仍然需要通过研究高效率的措施来提高原油的采收率。

周期注水开发就是提高原油采收率的一种有效措施，在常规油气田开发过程中得到了广泛的应用，且该方法可以在很大程度上提高开发效率。

经过大量专业人员的多年潜心实践和研究发现，处于亲水非均质储存中的原油具有更小的黏度较时，可以共同使用常规注水和周期注水，先后使用两种方法可以提高油田的开发效率，从而进一步提高采收率。

本文分析了周期注水方式对提高油气田采收率的影响机理，希望给相关企业的开发工作带来一定的启发。

关键词：周期注水；原油黏度；工作机理前言：20世纪中叶前苏联专家提出了周期注水的工作机理，并建立了相应的数学模型，但是受到当时科研水平和技术的限制，专家只能采用模型计算的方式，发现周期注水对开发的形式有所改善，很难从专业的理论角度上解释周期注水为何会对开发工作产生影响，在此基础上，后来的科学家通过不断的实验进一步分析得到周期注水的本质是在注水井停注阶段层内部空隙中会产生压力变化，在压力发生动态变化过程中形成的窜流作用会将低渗透油层中的油驱逐出来，从而降低高渗透油层内的含水饱和度，由此可以发现周期注水方式比较适合水湿性油层的开发。

1周期注水概述周期注水就是在一定的周期内采用间歇性注水的方式辅助油田开发的一种技术，这种技术可以有效的改善油田开发工作的效果，同时有效的减少开发工作中的注水量，从而降低油层内的含水率，在油田的生产与开发过程中，周期注水方式已经在许多企业的施工过程中得到广泛应用，可以在很大程度上提高油田开发的整体质量。

2周期注水作用机理周期注水是通过在一定周期内改变注入量与采出量的方式改变储层压力场，储存中注入的水将会形成压力差，在压力差作用下不断渗流，然后通过毛细管的牺牲作用，进一步提高注水过程的洗油效率与波及系数，这种方式可以有效的提高石油采收率。