CN110318719A - 一种正韵律厚油层的双向驱替方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种正韵律厚油层的双向驱替方法，包括：生产井在油层顶部进行生产，将高渗层大孔道或高渗条带作为注水通道进行注水以进行底水驱；同时注水井保持注水，油层中上部保持注水井向生产井方向注水以进行侧向水驱。本发明将高耗水层作为水平井注入，而生产井只射开油层顶部或油层顶部设计水平井开发，既改变流场有效控制水驱沿优势通道突进，又利用优势通道在重力作用下垂向上充分波及，最大限度的提高特高含水油田采收率。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高油田水驱采收率的方法，更具体地，涉及一种正韵律厚油层的双向驱替方法。
背景技术
我国油田储层多为陆相砂岩沉积的多油层油田，纵向上和平面上非均质性严重，油藏内部渗透率级差大，河道砂体渗透率多呈现上部低、下部高的正韵律分布特征。正韵律厚油层油藏注入开发过程中，注入水易从渗透率相对较高的下部高渗透层位窜流，注入水无法有效波及低渗透层位，低渗透层位中的原油不能有效动用，形成了“底部水淹、顶部富集”的剩余油分布特征，水驱采收率较低。以胜利油田为例，目前已开发油田水驱采收率仅为22.8％，有很大提高采收率空间。
正韵律厚油层水驱开发至特高含水阶段后，油层底部普遍存在高耗水的大孔道或高渗条带。数值模拟研究表明，15％的高耗水层带消耗了总注水量的90％，注水利用率低。常规的开发调整思路是对高耗水的大孔道进行封堵治理，目前常用的封堵方法有周期注水、水平井挖潜、浅部调剖堵水和深部调剖等方法。
梁文福等利用周期注水方法改善喇嘛甸油田高含水后期开发效果，研究发现，正韵律厚油层在常规注水情况下，容易形成注入水的局部突进，水驱波及差。而在周期注水停注或减少注水量半个周期内，由于含油饱和度和渗透率的差异，高渗透部位压力下降快，低渗透部位压力下降慢，导致同一时刻高渗透部位压力较低，低渗透部位压力较高，产生部位间的附加压力差，使油水从含油饱和度较高的低渗透部位窜向高渗透部位；在重新注水或加大注水量半个周期，高渗透部位压力恢复速度快，低渗透部位压力恢复速度慢，产生反向附加压力差，油水又从含油饱和度较低的高渗透部位窜流到低渗透部位，使低渗透部位地层压力增强，为下一个周期有更多的油从低渗透部位窜流到高渗透部位积累能量，从而在一个完整的周期内，有更多的水从高渗透部位窜向低渗透部位，更多的油从低渗透部位窜向高渗透部位，扩大水驱波及体积，改善水驱开发效果。因此，非均质性(包括层内和平面)是周期注水的必要条件，但是为了保证流体的交换，层内不能发育大量的夹层。对于层内非均质油层，要求纵向渗透率较大，这样才能充分保证流体的交换。
束青林等对正韵律厚油层剩余油分布模式及水平井挖潜研究发现，水平井对于夹层发育稳定的正韵律厚油层效果相对较好。夹层是控制正韵律厚油层剩余油富集的一种主要因素，夹层的存在常常导致油层顶部水驱作用弱，剩余油饱和度好，加之夹层具有遮挡作用，因此，对夹层发育稳定的正韵律厚油层，在其顶部实施水平井挖潜是一种有效措施，既能开采顶部的剩余油，又能避免底部次生底水的锥进。
刘立支等对正韵律厚油层高含水期挖潜方法研究，认为注水井浅部调剖是指在注水井井筒附近挤入一定量的堵剂封堵强吸水层(或部位)改善吸水剖面，进而改善水驱开发效果。由于注入水具有绕流现象，因此浅部调剖主要用来解决层间非均匀吸水的问题。相应地，油井浅部堵水主要用于解决由于层间非均质性导致的单层出水的问题。对正韵律厚油层来说，尽管高含水期的潜力主要集中在层内，但是只要地层具备一定条件，尤其夹层较发育时，浅部调剖堵水仍然能够起到一定的挖潜效果。当夹层不发育，但纵向渗透率级差较大时，正韵律厚油层底部的优势渗流通道较发育，注入水沿底部无效水循环严重，在靠近生产井的区域，油层顶部形成大量剩余油，浅部调剖效果不理想。
刘合等对水驱后期厚油层层内弱凝胶调剖影响因素分析，认为深部调剖对于夹层不发育、底部形成明显优势渗流通道的正韵律厚油层效果较明显。它能在地层深部使得注入水绕流去驱替较为富集的剩余油。深部调剖主要采用大剂量注入方式，将堵剂顶入地层深部，以避免注入水的无效绕流。要将调剖堵水剂注到油藏深部，其不仅堵剂用量大，且堵剂经过剪切距离大，很难在油藏深部保持原有性质成胶。河流相沉积的正韵律厚油层，经过长时间注水开发后，由于韵律性、层内物性差异以及夹层等因素的影响，在其顶部会富集大量剩余油。目前常采用水平井来挖潜正韵律厚油层顶部剩余油。用于挖掘厚油层顶部剩余油的水平井一般部署在油层顶部，其周围有直井注水供给驱替能量，注水部位对水平井开发动态影响较大。在厚油层开发初期，注水井注水部位一般位于油层底部，这样可以起到增加波及面积的作用。但经过长期注水开发后，油层底部将水淹严重，这会造成水平井生产时底水脊进现象严重，开采效果不理想。
刘玉章等提出了一种提高正韵律厚油层水驱采收率的方法(申请号200910083119.9)，涉及一种水平井凝胶深部液流转向改善正韵律厚油层油藏水驱方法；在正韵律厚油层的高渗透层钻水平井，通过水平井向高渗透层注入凝胶，在高渗透层内建立与高渗透层高度一致的挡水坝，水平井位于注水井和采油井之间的中部或是靠近油井的位置；所述高渗透层的kv/kh(垂向水平渗透率比)在0.01～0.2之间；所述水平井采用射孔方式完井，水平井直径为5～10英寸；所述凝胶为丙烯酰胺、活性淀粉、酚醛树脂、有机铬冻胶、硅酸盐加氯化钙或硅酸盐加稀盐酸；该方法可以增加正韵律厚油层水驱油渗流阻力，改变注入水流动方向，强制注入水向低渗透原油相对富集区流动，扩大波及体积，提高驱油效果。
综上所述，现有提高正韵律厚油层水驱采收率方法主要是对高耗水的大孔道进行治理或规避，效果并不十分理想，因此，有必要开发一种正韵律厚油层高含水油藏有效挖潜方法，以提高水驱采收率。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
为了提高正韵律厚油层水驱采收率，有效挖潜低渗储层剩余油，本发明提出了一种正韵律厚油层的双向驱替方法。该方法包括：生产井在油层顶部进行生产，将高渗层大孔道或高渗条带作为注水通道进行注水以进行底水驱；同时注水井保持注水，油层中上部保持注水井向生产井方向注水以进行侧向水驱。
优选地，所述正韵律厚油层的垂向水平渗透率比在0.05～0.5之间。
优选地，所述正韵律厚油层的渗透率级差在4.0-10.0之间。
优选地，所述生产井为水平井。
优选地，所述水平井通过油层顶部重新部署进行水平钻井而形成，或者在旧井的基础上进行水平钻井而形成。
优选地，所述水平井钻入的层位为为低渗透层。
优选地，所述生产井为直井，保留顶部射孔进行生产。
优选地，所述顶部射孔所在的层位为位渗透层。
优选地，含水超过90％～98％后开始进行底水驱与侧向水驱。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明将高耗水层作为水平井注入，而生产井只射开油层顶部或油层顶部设计水平井开发，既改变流场有效控制水驱沿优势通道突进，又利用优势通道在重力作用下垂向上充分波及，最大限度的提高特高含水油田采收率。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1为根据本发明的示例性实施方式的正韵律厚油厚的双向驱替方法中水平井开发的示意图；
图2为根据本发明的示例性实施方式的正韵律厚油厚的双向驱替方法中直井开发的示意图；
图3示出采用直井和水平井进行生产的综合含水变化曲线对比；
图4示出直井纵向射孔程度对提高采收率及其幅度的影响；
图5示出直井和水平井开发不同调整时机对提高采收率的影响。
具体实施方式
与常规正韵律厚油层对高耗水的大孔道封堵治理不同，本发明中采用的方法的原理不是去封堵或治理大孔道，而是充分利用大孔道引导注入水形成人工底水驱加侧向边水驱的双向驱替。具体地，根据本发明的一种正韵律厚油层的双向驱替方法包括：生产井在油层顶部进行生产，将大孔道或高渗条带作为注水通道进行注水以进行底水驱；同时油层中上部继续保持注水井向生产井方向注水以进行侧向水驱。
该方法对原注水井保持注水，生产井在油层顶部进行生产。生产井可以是分布在油层顶部的水平井，其可以是通过油层顶部重新部署进行水平钻井而形成的新井，也可以在旧井的基础上进行水平钻井而形成，水平井钻入的层位为为低渗透层；生产井也可以是直井，只保留油层顶部生产，即保留顶部射孔进行生产，所述直井的顶部射孔所在的层位为位渗透层。
同时，充分利用大孔道或高渗条带渗流阻力小的优势，将大孔道或高渗条带作为注入水通道。注入水充满大孔道或高渗条带后，由油层底部向中上部运移，发挥类似底水驱的作用；同时，油层中上部继续保持注水井向生产井方向注水，发挥类似侧向水驱的作用，由此实现底水驱加侧向水驱的双向驱替。
该方法将高耗水层作为水平井注入，而生产井只仅在油层顶部进行生产，既改变流场有效控制水驱沿优势通道突进，又利用优势通道在重力作用下垂向上充分波及，最大限度的提高特高含水油田采收率。
该正韵律厚油层的垂向水平渗透率比在0.05～0.5之间。
所述正韵律厚油层的渗透率级差在4.0-10.0之间。
在不同含水阶段开始采用本发明的双向驱替方法所实现的采收率是不同的，优选在含水超过90％～98％后开始进行底水驱与侧向水驱。
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1和图2示出了根据本发明的示例性实施方式的正韵律厚油厚的双向驱替的原理示意图。
如图1和图2所示，油层划分为4层，其中，层4属于高渗层，层1属于低渗层。
在图1所示的实施方式中，生产井为处于低渗层的水平井，将层4中的高渗层大孔道或高渗条带作为注水通道进行注水以进行底水驱，同时，为直井的注水井保持注水，在油层中上部保持注水井向生产井方向注水孔府进行侧向水驱。
在图2所示的实施方式中，生产井为直井，其只保留顶部射孔，即处于低渗层的射孔进行生产，将层4中的高渗层大孔道或高渗条带作为注水通道进行注水以进行底水驱，同时，为直井的注水井保持注水，在油层中上部保持注水井向生产井方向注水孔府进行侧向水驱。
应用示例：
对孤东七区西Ng52+3油藏采用根据本发明的示例性实施方式的正韵律厚油层的双向驱替方法。该油藏地下原油粘度40mPa.s，地面原油密度0.95g/cm3。正韵律厚油层低渗透层位1000mD，高渗透层位渗透率为4000～10000mD，渗透率级差4～10。
首先笼统注水，注入速度0.1PV/a，开发过程中保持注采平衡，预测条件水驱至含水90％～98％后开始实施本发明的利用大孔道实现双向驱替的措施，预测至含水98％，对比增油效果。
数值模拟采用CMG油气藏数值模拟软件，地质模型网格数：X＝81，Y＝81，Z＝4。步长：X方向10m/格，Y方向10m/格，Z方向的四格分别为2m、3m、3m、2m。模拟正韵律厚油层上部低渗透层渗透率1000mD，下层渗透率4000～10000mD，级差4～10，kv/kh＝0.1。井网设计为交错行列井网，4口注入井，9口生产井，井距200m。
针对正韵律厚油层的实际特点，研究了不同调整方案优化的水驱效果。图3示出采用直井和水平井进行生产的综合含水变化曲线对比，参考图3的结果可对井型进行优化。如图3所示，综合含水98％后进行调整效果明显，而水平井开发优于直井开发。其中，水平井开发含水下降25.6％大于直井开发(下降8.9％)，且水平井开发下降漏斗相对于直井开发更宽。
图4示出直井纵向射孔程度对提高采收率及其幅度的影响，参考图4的结果可对纵向射孔程度进行优化。通过比较在4层中的射孔全射开、射开123层、射开12层以及仅射开1层时的采收率及提高采收率幅度进行了比较，如图4所示，在仅射开位于低渗层(即1层)的射孔时采收率最后，所提高采收率幅度也最高，效果最好。
图5示出直井和水平井开发不同调整时机对提高采收率的影响，参考图5的结果，可对综合含水调整时机进行优化。在不同含水阶段开始采用本发明的双向驱替方法所实现的采收率是不同的，而直井与水平井的采收率也是不同的。由图5可知，在含水超过90％后开始进行底水驱与侧向水驱都能够较好地起到提高采收率的作用，且含水越接近98％时调整，提高采收率的幅度越高。
表1示出了不同渗透率极差对提高采收率影响。根据表1的结果可知，渗透率级并越大，采收率增加的幅度越大。
表1
| 渗透率级差 | 基础方案采收率％ | 调整方案采收率％ | 提高采收率％ |
| 4 | 40.74 | 44.14 | 3.40 |
| 6 | 38.03 | 42.20 | 4.17 |
| 8 | 35.34 | 40.31 | 4.97 |
| 10 | 32.88 | 38.44 | 5.56 |
通过以上的模拟表明，随着综合含水调整时机从90％增加到98％，水平井开发提高采收率幅度逐渐升高，综合含水98％时调整，数模预测可提高采收率4.4％。随着纵向渗透率级差增大，调整方案最终采收率逐渐降低，但与基础方案相比，提高采收率幅度逐渐增大，提高采收率最大值为6.0％。
本发明优化了水驱提高采收率的方法，对正韵律厚油层提高采收率尤其是处于特高含水阶段油藏提高采收率具有非常重要的应用和推广前景。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (9)
1.一种正韵律厚油层的双向驱替方法，其特征在于，包括：
生产井在油层顶部进行生产，将高渗层大孔道或高渗条带作为注水通道进行注水以进行底水驱；同时注水井保持注水，油层中上部保持注水井向生产井方向注水以进行侧向水驱。
2.根据权利要求1所述的正韵律厚油层的双向驱替方法，其特征在于，所述正韵律厚油层的垂向水平渗透率比在0.05～0.5之间。
3.根据权利要求1所述的正韵律厚油层的双向驱替方法，其特征在于，所述正韵律厚油层的渗透率级差在4.0-10.0之间。
4.根据权利要求1所述的正韵律厚油层的双向驱替方法，其特征在于，所述生产井为水平井。
5.根据权利要求4所述的正韵律厚油层的双向驱替方法，其特征在于，所述水平井通过油层顶部重新部署进行水平钻井而形成，或者在旧井的基础上进行水平钻井而形成。
6.根据权利要求5所述的正韵律厚油层的双向驱替方法，其特征在于，所述水平钻入的层位为低渗透层。
7.根据权利要求1所述的正韵律厚油层的双向驱替方法，其特征在于，所述生产井为直井，保留顶部射孔进行生产。
8.根据权利要求1所述的正韵律厚油层的双向驱替方法，其特征在于，所述直井的顶部射孔所在的层位为位渗透层。
9.根据权利要求1所述的正韵律厚油层的双向驱替方法，其特征在于，含水超过90％～98％后开始进行底水驱与侧向水驱。
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