CN102889070B - 模拟井口制作方法及非正规平面井网模拟和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟井口制作方法及非正规平面井网模拟和应用，其具体方法为：1)选择井口直径的范围为0.5mm-1.0mm；2)在模型底板玻璃上标示模拟井位置，使用低速300-600r/min钻床，选用直径为0.5mm-1.0mm的合金钻头在玻璃上钻通透孔；将玻璃和圆孔清洗干净，烘干作为模型底板；3)为注入井安装：模型成型后选择直径小于玻璃底板上圆孔直径的医用注射针头钢管线，长度为1-2cm，用胶粘剂将钢管线固结于玻璃底板圆孔中，要求钢管线与模型中的砂体接触，胶粘剂在孔内壁和钢管线间均匀分布但不能渗入模型中的砂体。本发明实现了非正规井网的模拟试验，并可以通过模型并联方式研究高低渗注采系统。

Description

模拟井口制作方法及非正规平面井网模拟和应用

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，涉及一种模拟非正规油藏井网形式的驱替过程方法，尤其涉及模拟井口制作方法及非正规平面井网模拟和应用。

背景技术

目前对整装油气藏用的最多的方法是规则井网法。其中既有以正方型井网(五点系统，反九点系统，九点系统等)为基础的布井方式，又有以三角形井网(七点法，反七点法等)为基础的布井方式，并且都已取得了不错的效果。对于小型油气藏由于其规模小、形状不规则，通常只能采用不规则井网法，对于不规则井网形式目前尚无统一的系统定义，通常提到最多的是三角形井网和根据油藏不规则形态变化及剩余油分布特点布置一些点状注水形成不规则的井网。目前国内外对于不规则井网的模拟研究主要是依赖数值模拟研究，物理模型研究则主要以正方形和三角形基础井网为研究对象，近几年各油田院所对水平井与直井组合井网开采方式进行了比较细致的研究，并取得了很好的应用成果，但在非正规井网方面的研究一直进展缓慢。

专利CN250803公布了一项可视化平面模型制作方法，但其模拟井口技术有待完善：一方面其模拟井通常都布置于边角处，对于非正规井网，模型内部可能需布置模拟井，该专利技术难于实现；二是模拟研究基于相似准则，要求模拟井的井径越小越好，该专利技术的模拟井径较大，影响相似准则的实现。同时也由于无法布置模型内部的模拟井，也就无法实现井网(井组)级的模拟研究。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术所存在的上述不足，提供一种非正规平面井网模拟方法，改进了模拟井口制作技术，采用多层模型并联驱替试验技术研究油藏平面非均质性和合层注采机理，开展注采特征驱替试验，运用多媒体技术对试验过程中的图像资料和数据资料进行综合分析，研究其渗流规律和剩余油分布规律，并对井网分布关系进行合理调整。

其技术方案为：一种非正规平面井网模拟方法，运用改进的模拟井口制作技术制作平面非正规井网模型，运用平面非均质性的实验技术，进行单层平面井网模拟研究和层间非均质性平面井网模拟研究，实现区块或开发单元非正规井网的模拟研究，所以本发明的技术方案属于一个总的发明构思，具有单一性。

一项模拟井口制作技术，其具体方法为：

1)选择井口直径的范围为0.5mm-1.0mm，原则上越小越好，实验要求注聚合物、凝胶、弹性微球的井径稍大，注水驱、碱驱、表活剂驱的井径则小点；

2)在模型底板玻璃上标示模拟井位置，使用低速300-600r/min钻床，选用直径为0.5mm-1.0mm的合金钻头在玻璃上钻通透孔；将玻璃和圆孔清洗干净，烘干作为模型底板；

3)注入井安装：模型成型后选择直径小于玻璃底板上圆孔直径的医用注射针头钢管线，长度为1-2cm，用胶粘剂(如502胶、环氧树脂胶)将钢管线固结于玻璃底板圆孔中，要求钢管线与模型中的砂体接触，胶粘剂在孔内壁和钢管线间均匀分布但不能渗入模型中的砂体。

一种非正规平面井网模拟方法，具体步骤如下：

1)根据油田实际井网的分布特点，模拟实际油藏的几何特征，制作可视化仿真物理模型；

2)将步骤1)制作好的可视化物理模型抽真空，真空度达到6.5×10^-2Pa，然后保持30-300分钟以上，模型饱和现场水或模拟地层水水；开启微量泵，以0.25ml/min向模型注入现场原油或模拟油，当各出口含油达100％时，饱和油完成；

3)将饱和好水的可视化物理模型安装于可视化驱替实验装置上，如有温度要求则打开恒温器恒温2小时以上，按实验要求内容进行驱替试验，并通过数据及图像采集系统进行连续采集并存盘；如可视化模型需重复进行同一实验，可对模型进行清洗后重复上述试验过程；

4)图像采集文件处理：调出电影编辑软件，对连续采集的试验全过程按时间轴编排截取重点图像和特写图像，并保存于相应文件夹内，然后依照要求剪辑编辑连续实验影片的原始资料；

5)对截取的试验重点图像用专业图像处理软件进行处理，处理后的图片经图形量化软件计算出模型内或模型内某个局部油、水以及其它各种物质的饱和度，分析流体流动变化特征及演变过程；

6)剪辑、编辑、插入字幕生成每个实验的过程资料，编写每个实验的分析总结报告。

一种平面非均质性的应用方法，具体步骤如下：

1)根据实际目标油藏井网特征，设计模型几何尺寸和井网样式及位置；根据目标油藏选择渗透率级差比率，设计确定模型具体渗透率，分别制作不同渗透率的均质平面模型，每块模型的几何尺寸和井网分布样式均一致；

2)根据研究要求选择相应渗透率的模型，分别进行饱和水和油驱替过程，完成试验模型的初始化状态建立；

3)将不同渗透率模型上每个对应的井点用细管连通，模型之间为并联联结形成一个具有渗透率非均质性特征的注采井网模型系统。理论上这种并联联结方式可以进行若干层的非均质模拟，但从试验可操作性考虑通常只进行两层并联，最多三层并联；

4)将该注采井网模型系统放置于试验平台上，调节视频系统使所有模型均处于视域内，开展相关的试验研究。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明所述方法实现了非正规井网的模拟试验，总体采出程度近80％，并可以通过模型并联方式研究高低渗注采系统，证明了采用可视化的非正规井网模拟方法对现场开发决策是有益的。

附图说明

图1是三角型井网可视化物理模型，图中1-高强度透明封装外壳，2-填砂模拟储层，3-模拟井；

图1-1是三角型井网可视化物理模型饱和水后，饱和油效果图；

图1-2是三角型井网可视化物理模型注水初期效果图；

图1-3是三角型井网可视化物理模型当推进至1/3-1/2井距处(0.1PV-0.3PV)时的效果图；

图1-4是三角型井网可视化物理模型水驱前缘到达1/2井距(0.4PV-0.45PV)时的效果图；

图1-5是三角型井网可视化物理模型0.45PV采出井见水后，水驱波及增加很小，至1.1PV驱替结束效果图；

图2是1/4反九点型井网可视化物理模型，图中1-高强度透明封装外壳，2-填砂模拟储层，3-模拟井；

图2-1是1/4反九点井网可视化物理模型饱和水后，饱和油效果图，

图2-2是1/4反九点井网可视化物理模型注水初期0.1PV-0.2PV时效果图；

图2-3是1/4反九点井网可视化物理模型注入0.3PV时效果图；

图3-1是边水对开发效果的影响模型准备图；

图3-2是至0.1PV时1#井出水效果图；

图3-3是注入至0.2PV，腰部2#井见水效果图；

图3-4是注入至0.35PV，顶部3#井见水效果图；

图3-5是注入0.4PV时效果图。

具体实施方式

下面结合具体和实施例对本发明的方法作进一步详细地说明。

整装油气藏通常采用正方型井网(五点系统、反九点系统，九点系统等)和三角形井网(七点法、反七点法等)为基础的规则井网法布井方式，小型油气藏通常采用三角形井网和根据油藏不规则形态变化及剩余油分布特点布置一些点状注水形成不规则的井网；驱动方式有边水和底水驱动。下面以三角型井网、反九点井网、边水驱动方式的模拟对本发明的方法作进一步详细地说明，试验时模型均采用水平放置方式。

实施例1三角型井网

三角型井网如示意图1。在可视化平面物理模型中以等腰三角形分布三个注采模拟井1#、2#、3#。模拟储层结构可以是均质、非均质或有优势通道等的填砂型；可视化平面物理模型尺寸大于10×10cm；注采模拟井采用采用外径φ1.6mm～2.0mm的不锈钢管，一般为一注两采或两注一采试验井网模式；注入速度根据相似原理一般设定在0.10～0.6ml/min为宜。

三角型井网注水开发

①三角型井网可视化物理模型饱和水后，饱和油，见图1-1。采用现场地层水驱油，泵速0.15ml/min。

②注水初期，注入水从“注水井”均匀向四周推进，注入口周围形成1cm左右的一个接近圆形，然后以扇形向采出井方向推进，见图1-2；

③当推进至1/3-1/2井距处(0.1PV-0.3PV)时，逐渐由扇形推进过渡至平行推进，见图1-3；

④0.4PV时，水驱前缘到达1/2井距，开始形成水驱锥形推进，采出井很快见水(0.45PV)，见图1-4；

④0.45PV采出井见水后，水驱波及增加很小，至1.1PV驱替结束，见图1-5。

实施例2反九点井网

模型规格一般大于10*10cm，可取反九点井网的1/4制作可视化物理模型，制作过程与所用材料同三角形井网模型，图2。实验中一般为一注三采或两注两采或三注一采等实验井网模式；注入速度一般设定在0.10～0.6ml/min为宜。

试验过程：

①1/4反九点井网可视化物理模型饱和水后，饱和油，见图2-1。采用现场地层水驱油，泵速0.3ml/min。

②2#注水，注入速度0.3ml/min，1#、3#、4#采出，注入0.1PV(见图2-2a)；注入注入0.2PV时，注入水明显向1#、3#突进，见图2-2b；

③注入0.3PV时，1#、3#井水淹，见图3-3a。此时1#、3#井转注水井，关闭原2#注水井，注水至0.4PV时4#井突破，见图2-3b。注水2.0PV后产出液含水达100％，停止注水，见图2-3c。通过图形量化分析得该二次开发过程残余油较低，总体采出程度近80％，效果远远超过40％左右的传统开发方式，证明了采用可视化的非正规井网模拟方法对现场开发决策是有益的，类似的模拟方法还可用于如非正规四点井网等情况。

实施例3边水驱动方式

边水油藏在我国和世界上都是普遍存在的，对边水油藏的高效开发是世界级的难题。边水油藏的模拟开发是采用15*20cm以上的仿真模型，模拟的边水采用高渗条带并在其中设置了一个通道，保证整个边水带完全贯通，以模拟边水整体均衡压力体系。采用1/4反九点井网，实验中边部井距油水边界1/4井距。

试验过程如下：

(1)模型准备：边水部分饱和水，井网部分饱和油，油水界线距1-2cm左右，见图3-1；初始模拟边水弹性开采，1#、2#、3#、4#井全部采出，注入流量5ml/h。

(2)至0.1PV时1#井出水，见图3-2。进行调整1#改注水，注入流量3ml/h，原有的边水注入量改保持为2ml/h，模型总注入流量仍为5ml/h。

(3)注入至0.2PV，腰部2#井见水，见图3-3，将其关闭。

(4)注入至0.35PV，顶部3#井见水，见图3-4。

(5)注入0.4PV时3#井水淹，转注水，随后4#井见水。可看出1#、3#、4#井驱采方案较合理，2#-3#井周围有大量剩余油，见图3-5。

Claims (1)

1.一种非正规平面井网模拟方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)根据油田实际井网的分布特点，模拟实际油藏的几何特征，制作可视化仿真物理模型；

2)将步骤1)制作好的可视化物理模型抽真空，真空度达到6.5×10^-2Pa，然后保持30-300分钟以上，模拟饱和现场水或模拟地层水；开启微量泵，以0.25ml/min向模型注入现场原油或模拟油，当各出口含油达100％时，饱和油完成；

3)将饱和好水的可视化物理模型安装于可视化驱替实验装置上，如有温度要求则打开恒温器恒温2小时以上，按实验要求内容进行驱替试验，并通过数据及图像采集系统进行连续采集并存盘；如可视化模型需重复进行同一实验，可对模型进行清洗后重复上述试验过程；

4)图像采集文件处理：调出电影编辑软件，对连续采集的试验全过程按时间轴编排截取重点图像和特写图像，并保存于相应文件夹内，然后依照要求剪辑编辑连续实验影片的原始资料；

5)对截取的试验重点图像用专业图像处理软件进行处理，处理后的图片经图形量化软件计算出模型内或模型内某个局部油、水以及其它各种物质的饱和度，分析流体流动变化特征及演变过程；

6)剪辑、编辑、插入字幕生成每个实验的过程资料，编写每个实验的分析总结报告。