断块油藏水驱油注采耦合机理及参数优化

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:王亚慧
[导读] 摘要:在中国石油勘探开发中,复杂断块油藏的储量约占中国已开发总储量的32%,绝对剩余可动油的平均分布概率占39.5%。
        天津大港油田第五采油厂
        摘要:在中国石油勘探开发中,复杂断块油藏的储量约占中国已开发总储量的32%,绝对剩余可动油的平均分布概率占39.5%。随着开发年限的增加,许多油田的平均含水率已超过 90%,开始进入高含水期,产量进入下降期。这些断块油藏在高含水期的主要特征是剩余油分布分散,形状不规则,难以开采。随着长期注入水的侵蚀,高渗透层或带的渗透非常明显,采油井见水过早。在这种长期的油井工作制度下,出现了“高含水、低出油”的局面。然而,在高含水开发期,仍有大量剩余油被困或锁在这些储层的岩石孔隙中,储层的潜在剩余油面积相对较大,稍加提高原油采收率也具有相当高的潜在开采价值。基于开发的现状,尽量减少油田管理高成本的投入和工程的成本费用,寻求能“控水稳油”的生产机制或者调控技术来提高采收率是十分必要的。
        关键词:断块油藏;注采耦合;剩余油潜力区
        引言
        近年来,在原有的常规注水方式上,学者们提出了一种“注、采之间耦合技术手段,注采耦合机制不仅涵盖了周期注水、间歇注水、不稳定注水等注水井的调整方法,还调整了生产井的工作制度。在不改变井网或在原有井网基础上增加基础设施投资的情况下,仅通过改变注水井和生产井的工作制度,在地层中形成不稳定的压力场,从而提高原油采收率,使油藏中的油和水能够重新分布,提高注入水的波及效率和洗油效率。
        1 注采耦合机理
        1.1 复杂断块油藏耦合机理
        断块油藏主要为陆相沉积储集层,油层层系较多,非均质较为严重。在不增加钻井及化学用剂提采剩余油等其他成本的情况下,大多数老油田通过研究水动力学方法来提高挖潜剩余油,但未有一套完整的注采系统机理研究,所以本文提出注采耦合机理为主进行研究。针对注采耦合,主要处理层间、层内和平面的非均质性问题和原液流方向的流动固定两个问题。
        层间、层内和平面的非均质性问题是为了开发非均质性油藏低渗透层的剩余油潜力区,由于层系间的物性相差较大,其内部各个属性都存在不均匀的变化,这种差异物性的变化使大多数的剩余油都滞留在低渗透带,可通过解决或者减缓非均质性问题,挖掘藏在低渗透层的剩余油。
        1.2 注采机制耦合对断块油藏的影响
        避免实际油田无法对客观因素进行调整,先建立了高、低渗两层地质模型进行数值模拟,从注、采的工作制度进行合理优化组合设计方案,研究各方案的提高采收率效果。从注水井、采油井的工作制度上分析耦合方式,分为三个典型的类型:注水耦合、采油耦合以及注采工作制度之间自由组合。
        (1)注水方式、注水周期
        注水方式主要分为对称型、不对称型,对称型注水是指注水与停注的注水方式是相互交替,即有注水操作后面接着停注;反之则为不对称;注水周期分为周期注水、异步注水,注水与停注的时间周期相同为周期注水,反之为不对称注水,而在异步注水中又划分为对称式和不对称式,对称式异步注水是指在一个周期无法对称,而其他周期中有规律。


        不对称型中的异步注水采收率较好,并不是注水周期越长开发效果越好,尽可能维持注水周期30天左右后采取一段时期停注,让注入水充分在油层吸收后,才可以达到高效率的水驱油。
        (2)注水时机
        长期固定的注采方式,在地层中形成了固定的液流通道,通常表现为油层的含水率上升过快,所以采取停注或者少注的措施让剩余油在新的流场下重新富集,往往需要把握注水的时机,让二次富集的剩余油在最佳的注水时机被挖潜出来。高渗透层进行停注或者少注还有明显的提采效果,选择合适的停注和少注有利于剩余油的挖潜。
        (3)注入速度
        注入速度是在一定吸水能力下会影响注入层吸收注水能量的指标,高低渗透层会受到注入速度快慢的影响,导致不能充分发挥毛细管力的作用,让注水的能量充分吸收,而且对于高渗透层来说,注入水流速度越快,容易发生油水窜流,甚至过大的流速会伤害地层。所以控制合理的流速给相应的层位才是最好的调控方式。
        2 采油耦合
        (1)采油方式、采油周期
        采油的工作方式分为油水同采、异步同采,其中油水同采表示水井有注入能量的时候油井也处于工作的时候,而异步同采是指水井工作与否与油井并不同步,前者是有地层的能量注入后油井开启让地层能量流泻,可以源源不断补充能量;而后者的工作机制是让注入能量提前,在泄压之前已经有大部分能量注入,而且能量在地层发生了交互。采油周期是指开井工作的周期时长,跟采油方式有很大的联系,开井或者关井的周期上改变从而影响到油井的采收率。
        (2)采油时机
        采油的时机选择针对复杂断块油藏的非均质性,可选择性地打开和闭关某一层位进行生产,这样可以避免层系之间的干扰问题。如果低渗透层打开后压力急剧下降,根据压力梯度下降流动原理,高渗透层的能量会往低渗透层流动,同时两层的流体会发生交互,这样更有利于对非均质性复杂断块油藏的开采及综合利用,弥补了能量不足层的弱势。
        (3)采油压力
        采油压力是指油井的定压生产的工作机制,改变油井的采油压力,也就是改变了注水井到采油井的压差梯度,注采之间的压差越大,压差流线的梯度越大,到采油井的流线密度越大,在每一层的驱替压力也会增大,但是实际油田生产重压差这个参数,必须要经过严格地使用,过大的压差会造成储层伤害,甚至会造成井塌。所以在一定要根据实际情况,在合理压差的使用范围内进行调控,避免油田故事的问题发生。
        3 结束语
        本文从注采耦合的机理和注采耦合的应用对高含水复杂断块油藏剩余油挖潜进行了系统性的研究,通过理论、实验和数值模拟的方法分析了注采耦合在平面上和纵向上的应用效果。
        参考文献:
        [1]郑爱玲,王新海,刘德华.复杂断块油藏高含水期剩余油精细挖潜方法[J].石油钻探技术,2013,41(2):12-14.
        [2]吴义志.复杂断块油藏特高含水期剩余油控制机制实验[J].断块油气田,2018,25(05):60-63.
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