CN103225495B - 一种由近及远逐段驱替方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由近及远逐段驱替方法，该方法把注入井和采油井之间的油层分段，用泡沫进行分段封堵后，用气体进行分段驱替，具体步骤如下：1）把注入井和采油井之间的油层在平面上分段；2）配制泡沫液；3）发泡，用泡沫封堵第1段的裂缝；4）注入气体驱替封堵段基质孔隙中的原油；5）泡沫自然消泡后，解除对封堵段裂缝的封堵；6）用泡沫封堵第2段的裂缝，注入气体驱替第2段基质孔隙中的原油，后面段的驱替过程以此类推。该方法充分利用裂缝的导流能力，降低基质驱的驱替压差，防止裂缝开启，适用于特低渗、超低渗油藏的能量补充，使特低渗、超低渗油藏基质孔隙中的原油能得到有效开采，提高采收率。

Description

一种由近及远逐段驱替方法

技术领域

本发明属于原油开采技术领域，具体涉及一种由近及远逐段驱替方法。

背景技术

随着我国经济的高速发展，对石油资源的需求越来越大，特低渗透、超低渗油藏已成为油田开发重要的接替区。近年来随着水平井钻井技术和分段压裂技术的进步，特低渗、超低渗油藏实现了经济有效的建产。但是由于没有有效的能量补充手段，水平井的产量递减快，严重影响到特低渗、超低渗油藏的开发效果。特低渗、超低渗油藏注水沿裂缝水窜，无法驱动基质孔隙中的原油，虽然可用调剖方法对裂缝进行封堵，但是注水沿裂缝水窜现象依然严重，主要原因是特低渗、超低渗透储层存在一对矛盾：要驱动基质孔隙中的原油，需要提高注水压力，而为防止裂缝开启，需要降低注水压力。通过研究发现在相同注入流速下，气体的渗流阻力为水的1/3左右，因此注气是特低渗、超低渗油藏能量补充的发展方向。但是对特低渗、超低渗透率储层，注气的启动压力梯度依然很大，要实现整个注采井距之间的基质驱，驱替压差必然大，裂缝还是容易开启，最终难以实现特低渗、超低渗油藏基质孔隙中原油的驱替。要实现特低渗、超低渗裂缝性油藏能量的有效补充，其要点就是驱替介质要通过吼道进入孔隙，驱替基质孔隙中的原油。

发明内容

本发明的目的是提供一种由近及远逐段驱替方法，有效驱替特低渗、超低渗裂缝性油藏基质孔隙中的原油，提高采收率。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种由近及远逐段驱替方法，该方法把注入井和采油井之间的油层分段，用泡沫进行分段封堵后，用气体进行分段驱替，具体步骤如下：

1）把注入井和采油井之间的油层在平面上分段，离注入井最近的为第1段；

2）配制泡沫液；

3）发泡，用泡沫封堵第1段的裂缝；

4）注入气体驱替封堵段基质孔隙中的原油，使原油流入后面的裂缝中；

5）泡沫自然消泡，使封堵段的裂缝解除封堵；

6）用泡沫封堵第2段的裂缝，重复步骤4）和步骤5），后面段的驱替过程以此类推，直至分段的驱替全部完成，原油进入采油井。

步骤1）中分段长度依据下列公式计算：

其中：地层破裂压力为该区块现场压裂施工时的平均破裂压力；地层静压为该区块的地层压力；驱替介质的驱替压力梯度为该区块储层的岩心通过室内驱替试验确定；系数的取值范围为：0<系数≤1。

所述泡沫液由以下质量百分比的组分组成：起泡剂0.1%～0.5%、稳泡剂0.02%～0.06%，余量为水。

所述起泡剂为十二烷基甜菜碱（BS-12）和十二烷基二甲基氧化胺(OA-12)的混合物，其中十二烷基甜菜碱和十二烷基二甲基氧化胺的比例为3：7；所述稳定剂为部分水解聚丙烯酰胺(HPAMD)。

步骤3）中发泡的方式为地面发泡或地下发泡。

所述地面发泡是同时向管线注入泡沫液和气体，泡沫液经气体搅拌后在地面形成泡沫，使用时用气体快速顶替泡沫到需要放置的位置。

所述地下发泡是先向管线注入泡沫液，再缓慢注入气体把泡沫液顶替到需要封堵的位置，泡沫液到达设计位置后，大排量注入气体，泡沫液经气体搅拌后在地下形成泡沫液。

发泡时气体与泡沫液的体积比为1:1～1：5。

所述气体为空气、氮气或CO₂。

步骤3）和步骤6）中泡沫的用量为对应封堵段中的裂缝体积，裂缝体积是由以下方法计算的：

裂缝体积=该区块所取岩心的裂缝体积占岩心总体积的百分比×对应封堵段油层体积，

其中：该区块所取岩心的裂缝体积通过岩心室内称重法测定；

对应封堵段油层体积=π×（r₂ ²-r₁ ²）×油层高度，

其中：r₁为以井眼为中心的驱替圆环的内圆半径长度，

r₂为井眼为中心的驱替圆环的外圆半径长度，r₂-r₁=分段长度。

本发明的发明步骤4）中注入气体驱替封堵部位基质孔隙中的原油时，封堵段前后的裂缝作为驱替介质和原油的渗流通道。

要实现特低渗、超低渗裂缝性油藏能量的有效补充，其要点就是要驱替介质要通过吼道进入孔隙，驱替基质孔隙中的原油。由于特低渗油藏的特点是吼道半径小、渗流阻力大、存在启动压力梯度，裂缝比较发育，地层破裂压力低，本发明主要利用泡沫粘度随剪切速率的增大而减少，在高渗层中（裂缝）粘度大、在低渗中粘度小，能起到“堵大不堵小”的作用，可以封堵裂缝。

该方法是把注入井和采油井之间的油层沿注采井的方向在平面上分段，如图1、2所示，由注入井开始，先用泡沫封堵第1段的裂缝，然后再注入气体，驱替第1段基质孔隙中的原油，使原油流入第1段后面的裂缝中，通过多次反复驱替，当第1段基质孔隙中的原油驱替到一定程度后，利用泡沫的消泡特性，解除第1段的封堵，再用泡沫封堵第2段的裂缝，注入气体驱替第2段基质孔隙中的原油，使原油流入第2段后面的裂缝中。后面段的驱替过程以此类推。

本发明的方法依照公式将注入井和采油井之间的油层分段，用泡沫进行分段封堵后，用气体进行分段驱替，充分利用裂缝的导流能力，变裂缝的不利因素为有利因素；降低基质驱的驱替压差，从而降低注入压力，防止裂缝开启；变泡沫消泡的不利因素为有利因素，使裂缝的导流能力得到充分发挥。该方法适用于特低渗、超低渗油藏能量的补充，使特低渗、超低渗油藏基质孔隙中的原油能得到有效开采，提高采收率。

附图说明

图1为本发明由近及远逐段驱替方法第一段驱替示意图；

图2为本发明由近及远逐段驱替方法第二段驱替示意图；

图3为本发明由近及远逐段驱替方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明：

实施例1

某油田采用本实施例的由近及远逐段驱替方法，把注入井和采油井之间的油层分段，用泡沫进行分段封堵后，用气体进行分段驱替，如图3所示，具体步骤如下：

1）依据下列公式计算分段长度：

其中：地层破裂压力为46MPa，地层静压力为21.2MPa，驱替介质的驱替压力梯度为0.5MPa/m，系数取1，计算得分段长度应小于24.8m，因此确定分段长度为20m；

2）在配液池配置和地层流体和岩石配伍的泡沫液，泡沫液由以下组分组成：质量分数为0.25%的起泡剂(其中十二烷基甜菜碱为泡沫液总质量的0.075%，十二烷基二甲基氧化胺为泡沫液总质量的0.175%)、质量分数为0.02%的稳泡剂（部分水解聚丙烯酰胺）、余量为水；

3）地面发泡：打开地面注液和注气系统，同时启动柱塞泵和气体压缩机，向管线注入泡沫液和气体，气液体积比为1:1（其中泡沫液15m³，2550Nm³），气体泡沫液经气体搅拌后在地面形成泡沫，注入泡沫封堵第1段的裂缝，注入泡沫的量为该段裂缝的体积，柱塞泵停注，关闭柱塞泵出口闸门，利用泡沫粘度随剪切速率的增大而减少的特性，用气体快速顶替泡沫到需要放置的位置，封堵该段的裂缝；

其中：泡沫的用量为对应封堵段中的裂缝体积，裂缝体积是由以下方法计算的：

裂缝体积=该区块所取岩心的裂缝体积占岩心总体积的百分比×对应封堵段油层体积，

对应封堵段油层体积=π×（r₂ ²-r₁ ²）×油层高度，

对应封堵段油层体积的确定：油层厚度为15m，第一段的圆环内圆半径r₁=0，外圆半径r₂=20m，则驱替段的油藏的总体积为18840m³；

裂缝体积的确定：根据岩心室内称重法，该区块所取岩心的裂缝体积占岩心总体积的百分比为0.2%，则裂缝体积为37.68m³，考虑误差和为防止裂缝开启，因此取裂缝体积为30m³，比计算体积小，按照地下体积计算，泡沫液与气体的体积为1:1，其中泡沫液15m³，气体地下体积15m³(根据压力和温度换计算地下1m³气体为标准体积170Nm³，算成标准体积为2550Nm³)。

4）向储层注入气体，驱替介质先进入封堵段前面的裂缝中，再进入封堵段基质孔隙中，驱替封堵段基质孔隙中的原油，使原油流入封堵段后面的裂缝中，再进入采油井；

5）泡沫自然消泡，使封堵段的裂缝解除封堵；

6）用泡沫封堵第2段的裂缝：分段长度和泡沫体积计算参照步骤1）和步骤2），其中第2段的内圆半径为第1段的外圆半径；重复步骤4）和步骤5），以后段的驱替过程以此类推，直至分段的驱替全部完成，原油进入采油井。

实施例2

某油田采用本实施例的由近及远逐段驱替方法，把注入井和采油井之间的油层分段，用泡沫进行分段封堵后，用气体进行分段驱替，如图3所示，具体步骤如下：

1）依据下列公式计算分段长度：

其中：地层破裂压力为50MPa，地层静压力为23MPa，驱替介质的驱替压力梯度为0.4MPa/m，系数取0.9，计算得分段长度应小于30.375m，因此确定分段长度为25m；

2）在配液池配置和地层流体和岩石配伍的泡沫液，泡沫液由以下组分组成：质量分数为0.3%的起泡剂(其中十二烷基甜菜碱为泡沫液总质量的0.09%，十二烷基二甲基氧化胺为泡沫液总质量的0.21%)、质量分数为0.06%的稳泡剂（部分水解聚丙烯酰胺）、余量为水；

3）地下发泡：开启注液系统，启动柱塞泵，向管线注入泡沫液（29m³），停柱塞泵，关闭注液系统，开启注气系统，启动气体压缩机，缓慢注入气体把泡沫液顶替到第1段需要封堵的位置，泡沫液到达设计位置后，大排量注入气体（5220Nm³），气液体积比为1:1，泡沫液经气体搅拌后在地下形成泡沫，封堵该段的裂缝；

其中：泡沫的用量为对应封堵段中的裂缝体积，裂缝体积是由以下方法计算的：

裂缝体积=该区块所取岩心的裂缝体积占岩心总体积的百分比×对应封堵段油层体积，

对应封堵段油层体积=π×（r₂ ²-r₁ ²）×油层高度，

对应封堵段油层体积的确定：油层厚度为15m，第一段的圆环内圆半径r₁=0，外圆半径r₂=25m，则驱替段的油藏的总体积为29437.5m³；

裂缝体积的确定：根据岩心室内称重法，该区块所取岩心的裂缝体积占岩心总体积的百分比为0.2%，则裂缝体积为58.875m³，考虑误差和为防止裂缝开启，因此取裂缝体积为58m³，比计算体积小，按照地下体积计算，泡沫液与气体的体积为1:1，其中泡沫液29m³，气体地下体积29m³(根据压力和温度换计算地下1m³气体为标准体积180Nm³，算成标准体积为5220Nm³)。

4）向储层注入气体，驱替介质先进入封堵段前面的裂缝中，再进入封堵段基质孔隙中，驱替封堵段基质孔隙中的原油，使原油流入封堵段后面的裂缝中，再进入采油井；

5）泡沫自然消泡，使封堵段的裂缝解除封堵；

6）用泡沫封堵第2段的裂缝：分段长度和泡沫体积计算参照步骤1）和步骤2），其中第2段的内圆半径为第1段的外圆半径；后面段的驱替过程以此类推，直至分段的驱替全部完成，原油进入采油井。

实施例1、2的由近及远逐段驱替方法可以实现注入时的井底注入压力低于地层破裂压力，防止裂缝开启，实现驱替基质孔隙中的原油。

Claims (10)

1.一种由近及远逐段驱替方法，其特征在于：该方法把注入井和采油井之间的油层分段，用泡沫进行分段封堵后，用气体进行分段驱替，具体步骤如下：

1)把注入井和采油井之间的油层在平面上分段，离注入井最近的为第1段；

2)配制泡沫液；

3)发泡，用泡沫封堵第1段的裂缝；

4)注入气体驱替封堵段基质孔隙中的原油，使原油流入后面的裂缝中；

5)泡沫自然消泡，使封堵段的裂缝解除封堵；

6)用泡沫封堵第2段的裂缝，重复步骤4)和步骤5)，后面段的驱替过程以此类推，直至分段的驱替全部完成，原油进入采油井。

2.根据权利要求1所述的由近及远逐段驱替方法，其特征在于：步骤1)中分段长度依据下列公式计算：

其中：地层破裂压力为区块现场压裂施工时的平均破裂压力；地层静压为该区块的地层压力；驱替介质的驱替压力梯度为该区块储层的岩心通过室内驱替试验确定；系数的取值范围为：0<系数≤1。

3.根据权利要求1所述的由近及远逐段驱替方法，其特征在于：所述泡沫液由以下质量百分比的组分组成：起泡剂0.1％～0.5％、稳泡剂0.02％～0.06％，余量为水。

4.根据权利要求3所述的由近及远逐段驱替方法，其特征在于：所述起泡剂为十二烷基甜菜碱和十二烷基二甲基氧化胺的混合物，其中十二烷基甜菜碱和十二烷基二甲基氧化胺的比例为3：7；所述稳泡剂为部分水解聚丙烯酰胺。

5.根据权利要求1所述的由近及远逐段驱替方法，其特征在于：步骤3)中发泡的方式为地面发泡或地下发泡。

6.根据权利要求5所述的由近及远逐段驱替方法，其特征在于：所述地面发泡是同时向管线注入泡沫液和气体，泡沫液经气体搅拌后在地面形成泡沫，使用时用气体快速顶替泡沫到需要放置的位置。

7.根据权利要求5所述的由近及远逐段驱替方法，其特征在于：所述地下发泡是先向管线注入泡沫液，再缓慢注入气体把泡沫液顶替到需要封堵的位置，泡沫液到达设计位置后，大排量注入气体，泡沫液经气体搅拌后在地下形成泡沫液。

8.根据权利要求6或7所述的由近及远逐段驱替方法，其特征在于：发泡时气体与泡沫液的体积比为1:1～1：5。

9.根据权利要求1、6或7所述的由近及远逐段驱替方法，其特征在于：所述气体为空气、氮气或CO₂。

10.根据权利要求1所述的由近及远逐段驱替方法，其特征在于：步骤3)和步骤6)中泡沫的用量为对应封堵段中的裂缝体积，裂缝体积是由以下方法计算的：

裂缝体积＝区块所取岩心的裂缝体积占岩心总体积的百分比×对应封堵段油层体积，

其中：该区块所取岩心的裂缝体积通过岩心室内称重法测定；

对应封堵段油层体积＝π×(r₂ ²-r₁ ²)×油层高度，

其中：r₁为以井眼为中心的驱替圆环的内圆半径长度，

r₂为井眼为中心的驱替圆环的外圆半径长度，r₂-r₁＝分段长度。