CN105464644B - 一种井口压力监测方法及控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种井口压力监测方法及控制***，该方法用于多层油藏聚驱剖面返转识别，其步骤：采用变流量试井原理，设计并实施注聚井变流量测试，分阶段监测井口压力变化，取得测试期间准确的压力与流量资料，变流量试井能在开井的条件下进行；考虑井筒摩阻、聚合物流变性运用折算模型将井口压力折算成井底压力；多次监测井口压力，并结合实际压力监测资料，采用非均质多层油藏聚驱模型对折算的井底压力数据进行试井解释，得到高低渗透层的地层系数；根据得到的各层地层系数，转化为低渗透层分流率的变化情况识别剖面返转。本发明利用井口测压监测方法，克服了因管柱结构压力计无法下入井下的局限性，同时降低了测压成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种油气田勘探开发的测压监测领域，特别是关于一种用于多层油藏聚驱剖面返转识别的井口压力监测方法及控制***。
背景技术
目前，聚合物驱油技术在国内油田已经得到了广泛应用，为提高原油采收率做出了巨大贡献。在聚驱过程中，注聚井的吸液剖面变化能直观地表现储层的进一步动用情况，同时，聚驱对中低渗透率层位的吸液剖面改善程度将会直接影响聚驱的效果。在聚合物注入初期，渗透率较高层吸液很多，甚至产生单层突进，低渗层却不吸液的状况。但聚合物溶液进入高渗透层后，会在其中吸附滞留，导致流动阻力增加，这将引起全井注入压力升高。随着注入压力的升高，中低渗透层吸液压差随之增加，吸液量增大。但聚合物进入中低渗透层后，同样会在其中发生吸附滞留，导致流动阻力增加，而且增加幅度要比高渗透层大得多。因此，在聚合物注入初期和中期，非均质油藏吸液剖面会得到改善；但当聚合物驱进入中后期后，随着中低渗透层吸液量的不断增多，吸液压差不断减少，甚至小于注聚开始时的压差值，造成“吸液剖面返转”。对于非均质油藏的开发，聚合物驱的后期并没有取得很好的效果。随着聚驱的不断进行，高低渗层相对吸液量呈现周期性变化的特征，吸液剖面是评价聚驱效果最直观的现场数据，因此，研究聚驱过程中吸液剖面的变化规律可以帮助提高聚驱的整体开发效果。
在实际生产中，由于海上油田储层纵向非均质性强，注采井距大，随着聚合物驱进入中后期，油藏非均质性比较严重的区块出现高渗透层吸液量增大、中低渗透层吸液量减少即所谓“吸液剖面返转”现象，这严重影响聚合物驱增油效果，使海上聚合物驱有着更多的挑战性。目前还没有一种行之有效的判断吸液剖面返转的***及方法。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种井口压力监测方法及控制***，其研究吸液剖面变化规律以及返转时机便于及时提出治理措施，使聚合物驱提高采收率的作用得到更充分的发挥。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种井口压力监测方法，该方法用于多层油藏聚驱剖面返转识别，其特征在于，所述监测方法具有以下步骤：1)采用变流量试井原理，设计并实施注聚井变流量测试，分阶段监测井口压力变化，取得测试期间准确的压力与流量资料，变流量试井能在开井的条件下进行；2)根据井筒摩阻、聚合物流变性利用折算模型将井口压力折算成井底压力；3)多次监测井口压力，并结合实际压力监测资料，采用非均质多层油藏聚驱模型对所述步骤2)折算的井底压力数据进行试井解释，得到高低渗透层的地层系数；4)根据所述步骤3)得到的各层地层系数，转化为低渗透层分流率的变化情况进而识别剖面返转，并根据剖面变化情况实时反映井口变流量，进而实时监测井口压力变化。
基于上述实施例，所述步骤2)中，折算井底压力值与对应的井口压力值满足下列关系式：
式中，pwf为井底压力，单位为Pa；pwh为井口压力，单位为Pa；vwh为聚合物井口流速，单位为m/s；vwf为聚合物井底流速，单位为m/s；ρ为密度，单位为kg/m3；g为重力加速度，单位为m/s2；H为管柱高度，单位为m；h′为沿程摩阻损失，单位为m；hj为局部水头损失，单位为m。
基于上述实施例，所述步骤4)中，低渗透层渗透率与对应的分流率满足下列关系式：
式中，λp＝kp/μp，kp为渗透率，单位为D，μp为地层油黏度，单位为cp；Ql为低渗透层的吸液量，单位为m3；Q为总的注入量，单位为m3；p为地层压力，单位为MPa；pwf为井底压力，单位为MPa；fl为低渗层的分流率，小数。
基于上述实施例，所述步骤4)中，进行剖面返转识别，至少在连续时间t1、t2、t3内进行3次监测井口压力，得到3次地层系数参数值，并求得3个不同时间低渗透层的分流率；当出现低渗层分流率在t1～t3时间内呈现先上升后下降变化时，则判断t1～t3时间段内发生了返转。
一种实现上述井口压力监测方法的监测控制***，其特征在于：所述控制***包括井口变流量压力测量单元、井底压力折算单元、试井解释参数处理单元和剖面返转识别单元；所述井口变流量压力测量单元用于测量注聚井变流量并分阶段监测井口压力变化，并将测量到的井口压力传输至所述井底压力折算单元内；所述井底压力折算单元用于将井口压力折算成井底压力，并传输至所述试井解释参数处理单元；所述试井解释参数处理单元用于根据接收到的折算结果对预设关系值对应的试井解释参数进行处理，得到高低渗透层的地层系数并传输至所述坡面返转识别单元；所述剖面返转识别单元用于根据接收到的各层地层系数，转化为用低渗透层分流率的变化情况识别剖面返转。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的井口测压监测方法克服了因管柱结构压力计无法下入井下的局限性，提高了操作的可行性，同时降低了测压成本，对减缓聚合物驱“吸液剖面返转”现象、对改善聚合物驱增油效果及指导聚合物驱开发调整有重要的意义。2、本发明可以通过井口测压监测控制***直观有效的识别剖面返转，从而提出有针对性的增产措施，方便实用，更易推广。
附图说明
图1是本发明用于多层油藏聚驱剖面返转识别的井口测压监测方法流程示意图；
图2是本发明用于多层油藏聚驱剖面返转识别的井口测压监测控制***结构示意图；
图3是本发明的监测控制***使用时的应用示意图；
图4是本发明的监测控制***在图3所示实施例中多层油藏各层分流率与聚合物注入体积关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供一种用于多层油藏聚驱剖面返转识别的井口压力监测方法，该方法考虑了井筒摩阻、聚合物流变性的影响，其具有以下步骤：
1)采用变流量试井原理，设计并实施注聚井变流量测试，分阶段监测井口压力变化，取得测试期间准确的压力与流量资料，变流量试井可以在开井的条件下进行：
第一次测试由于开井瞬间流体的流动受到旁通阀的影响，应先打开阀门，在注聚井井口安装内置压力计的短节，待注入聚合物溶液稳定后再连续实时测量井口压力，进行变流量测压。第一个流量测试若干小时，之后改变注入量，将注入量降低20％-50％，再测试若干小时，最后关井，关井时间是两段流量测试时间的1-3倍。
当相隔若干天井口压力与注入量发生变化时，进行第二次井口变流量测试，操作流程同第一次变流量测试。以此类推进行第三次、第四次……第n次井口变流量测试。在本实施例中，要求至少分三次监测井口压力，得到三次地层系数参数值。
只要取得了测试期间准确的压力与流量资料，变流量试井可以在开井的条件下进行，井筒效应常数在测试期间变化很小，比恢复试井得到的资料干扰小，既可以满足参数计算要求，同时又不因过长时间的关井而影响产量，有效地缩短了测试周期，提高了操作的可行性，因此变流量试井成为一个有潜力的发展方向。
2)根据井筒摩阻、聚合物流变性利用折算模型将井口压力折算成井底压力，其中，折算井底压力值与对应的井口压力值满足下列关系式：
式中，pwf为井底压力，单位为Pa；pwh为井口压力，单位为Pa；vwh为聚合物井口流速，单位为m/s；vwf为聚合物井底流速，单位为m/s；ρ为密度，单位为kg/m3；g为重力加速度，单位为m/s2；H为管柱高度，单位为m；h′为沿程摩阻损失，单位为m；hj为局部水头损失，单位为m。
在该步骤中，在油管注入和油套环空注入两种情况下的摩阻损失h′计算公式如下：
Ⅰ)聚合物在油管内的摩阻损失h′为：
式中，摩阻系数λ为：
在液流断面急剧变小或变大的地方会产生局部阻力，引起局部水头损失；变径局部阻力损失计算式为：
由于流体从大容器流入锐缘进口的管道时的进口局部损失系数为0.49，通常可以近似地将局部损失系数取为0.5；如果进口处呈光滑圆角，则局部损失系数可忽略不计。
Ⅱ)聚合物在油套环空的摩阻损失为：
其中，摩阻系数λ为：
变径局部阻力损失计算式与式(4)相同。
上述各式中，为聚合物平均流速，单位为m/s；L为管柱长度，单位为m；D为油管内径，单位为m；ξ为突扩或突缩系数，无因次；r1为油管外径，单位为m；r2为套管内径，单位为m；rh为水力半径，即(r2-r1)/2，单位为m；r0为(r2+r1)/2，单位为m；C0为与管柱内径外径相关的常数，无因次；kp为渗透率。
3)多次监测井口压力，并结合实际压力监测资料，采用非均质多层油藏聚驱模型对步骤2)折算的井底压力数据进行试井解释，得到高低渗透层的地层系数；
4)根据步骤3)得到的各层地层系数，转化为低渗透层分流率的变化情况进而识别剖面返转，并根据剖面变化情况实时反映井口变流量，进而实时监测井口压力变化。
其中，根据试井解释结果得到不同阶段各层的地层系数并计算所对应的渗透率，然后再根据如下流度势的分配公式可以求得低渗透层的分流率。低渗透层渗透率与对应的分流率满足下列关系式：
式中，λp＝kp/μp，kp为渗透率，单位为D，μp为地层油黏度，单位为cp；Ql为低渗透层的吸液量，单位为m3；Q为总的注入量，单位为m3；p为地层压力，单位为MPa；pwf为井底压力，单位为MPa；fl为低渗层的分流率，小数。
上述步骤4)中，进行剖面返转识别，至少在连续时间t1、t2、t3内进行3次监测井口压力，得到3次地层系数参数值，并求得3个不同时间低渗透层的分流率。当出现低渗层分流率在(t1～t3)时间内呈现先上升后下降变化时，可以判断(t1～t3)时间段内发生了返转。实施井口变流量测压，可以实时监测压力变化，即可实时反映剖面变化情况。
如图2所示，本发明还提供一种用于多层油藏聚驱剖面返转识别的井口压力监测控制***，其包括井口变流量压力测量单元21、井底压力折算单元22、试井解释参数处理单元23和剖面返转识别单元24。井口变流量压力测量单元21用于测量注聚井变流量并分阶段监测井口压力变化，并将测量到的井口压力传输至井底压力折算单元22内。井底压力折算单元22用于将井口压力折算成井底压力，并传输至试井解释参数处理单元23。试井解释参数处理单元23用于根据接收到的井底压力折算单元22传输至的折算结果对预设关系值对应的试井解释参数进行处理，得到高低渗透层的地层系数并传输至坡面返转识别单元24。剖面返转识别单元24用于根据接收到的各层地层系数，转化为用低渗透层分流率的变化情况识别剖面返转，从而提出改善聚合物驱增油效果的措施，更为准确地指导聚合物驱的开发调整工作。
上述实施例中，井口变流量压力测量单元21可以通过一般常用的油藏压力测量单元或测量装置来实现，测量的结果可以通过多种方式提供给井底压力折算单元22，如网站发布、网络传送、便携装置传送等。
上述各实施例中，井底压力折算单元22、试井解释参数处理单元23以及剖面返转识别单元24可以通过计算机服务器来实现其各自的功能。
例如，如图3所示，为实现多层油藏聚驱剖面返转识别的井口测压监测控制***的应用示意图。其中，测压装置31(即井口变流量压力测量单元21)用于实现井口变流量测压，管理服务器32(即井底压力折算单元22)用于实现井口压力折算井底压力模型计算，终端服务器33(即试井解释参数处理单元23)用于实现非均质多层油藏聚驱模型解释，数据库服务器34(即剖面返转识别单元24)用于实现剖面返转识别方法计算。按照本发明的控制***可以得到多层油藏各层分流率与聚合物注入体积关系，如图4所示。由此可知，本发明可以通过井口测压监测控制***直观有效的识别剖面返转，从而提出有针对性的增产措施，方便实用，更易推广。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (5)
1.一种井口压力监测方法，该方法用于多层油藏聚驱剖面返转识别，其特征在于，所述监测方法具有以下步骤：
1)采用变流量试井原理，设计并实施注聚井变流量测试，分阶段监测井口压力变化，取得测试期间准确的压力与流量资料，变流量试井能在开井的条件下进行；
2)根据井筒摩阻、聚合物流变性利用折算模型将井口压力折算成井底压力；
3)多次监测井口压力，并结合实际压力监测资料，采用非均质多层油藏聚驱模型对所述步骤2)折算的井底压力数据进行试井解释，得到高低渗透层的地层系数；
4)根据所述步骤3)得到的各层地层系数，转化为低渗透层分流率的变化情况进而识别剖面返转，并根据剖面变化情况实时反映井口变流量，进而实时监测井口压力变化。
2.如权利要求1所述的一种井口压力监测方法，其特征在于：所述步骤2)中，折算井底压力值与对应的井口压力值满足下列关系式：
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</mrow>
<mo>,</mo>
</mrow>
式中，pwf为井底压力，单位为Pa；pwh为井口压力，单位为Pa；vwh为聚合物井口流速，单位为m/s；vwf为聚合物井底流速，单位为m/s；ρ为密度，单位为kg/m3；g为重力加速度，单位为m/s2；H为管柱高度，单位为m；h′为沿程摩阻损失，单位为m；hj为局部水头损失，单位为m。
3.如权利要求1或2所述的一种井口压力监测方法，其特征在于：所述步骤4)中，低渗透层渗透率与对应的分流率满足下列关系式：
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<mo>,</mo>
</mrow>
式中，λp＝kp/μp，kp为渗透率，单位为D，μp为地层油黏度，单位为cp；Ql为低渗透层的吸液量，单位为m3；Q为总的注入量，单位为m3；p为地层压力，单位为MPa；pwf为井底压力，单位为MPa；fl为低渗层的分流率，小数。
4.如权利要求1或2所述的一种井口压力监测方法，其特征在于：所述步骤4)中，进行剖面返转识别，至少在连续时间t1、t2、t3内进行3次监测井口压力，得到3次地层系数参数值，并求得3个不同时间低渗透层的分流率；当出现低渗层分流率在t1～t3时间内呈现先上升后下降变化时，则判断t1～t3时间段内发生了返转。
5.一种实现如权利要求1至4任一项所述井口压力监测方法的监测控制***，其特征在于：所述控制***包括井口变流量压力测量单元、井底压力折算单元、试井解释参数处理单元和剖面返转识别单元；所述井口变流量压力测量单元用于测量注聚井变流量并分阶段监测井口压力变化，并将测量到的井口压力传输至所述井底压力折算单元内；所述井底压力折算单元用于将井口压力折算成井底压力，并传输至所述试井解释参数处理单元；所述试井解释参数处理单元用于根据接收到的折算结果对预设关系值对应的试井解释参数进行处理，得到高低渗透层的地层系数并传输至所述剖面返转识别单元；所述剖面返转识别单元用于根据接收到的各层地层系数，转化为用低渗透层分流率的变化情况识别剖面返转。
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