CN103291265A - 注水井调剖充分程度判别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了注水井调剖充分程度判别方法，具体包括：（1）根据注水井吸水剖面资料、射孔数据、各小层孔渗饱数据等，计算实现充分调剖后的理论压力指数值范围PI_0min～PI_0max；（2）由充满度公式计算实现充分调剖时注水井的理论充满度范围FD_0min～FD_0max；（3）根据实测注水井井口压降曲线，计算调剖后实测的注水井压力指数PI₁；（4）确定调剖后注水井实际充满度FD₁；（5）通过分析调剖后实际充满度FD₁与充分调剖的理论充满度范围来判断调剖是否充分。本发明能够准确、快速地判别注水井调剖是否充分，实现科学指导注水井调剖，改善注水开发效果，提高原油采收率。

Description

注水井调剖充分程度判别方法

所属技术领域

本发明涉及注水开发油田的注水井调剖技术，特别涉及一种高效、准确判断水井调剖充分程度的方法。

技术背景

注水是油田应用最广泛的保持地层能量、提高原油采收率的方法。但受油层非均质性、不利的油水流度比等因素影响，随着注水开发时间的延长，油田不可避免地会进入中高含水期，甚至特高含水期。如何控制水的产出、稳定或提高油井产量，是油田注水开发中后期必须解决的问题。

调剖技术是注水开发油田进入中高含水期后一种重要的稳油控水技术。通过注水井的调剖，能有效改善水井吸水剖面，缓解油藏开发后期层间、层内矛盾，动用剩余油饱和度高的中低渗透层，抑制注入水的舌进和指进，提高后续注入水波及体积，改善注水开发效果。

影响注水井调剖成功与否的因素很多，一般可分为调剖体系、调剖工艺和调剖配套技术三方面。调剖体系的影响包括调剖体系的强度或粒径大小、调剖体系与地层岩石孔隙结构及流体的配伍性、调剖体系在油藏温度、压力和矿化度条件下的长期热盐稳定性等。调剖工艺的影响包括注入方式、注入量、注入压力和注入速度等。调剖配套技术包括调剖的选井、选层及方案优化、调剖充分程度判别等。

其中，在调剖体系性能优良、调剖工艺科学、合理的基础上，如何进行调剖充分程度的判断至关重要。因为调剖充分与否不但能反映调剖施工的成败，而且还能为调剖后恢复注水或调剖后进行其它提高采收率措施提供理论指导。

目前，判断调剖充分程度的方法有充满度FD法和经验法。充满度FD法认为调剖后FD在0.65-0.95之间为调剖充分。经验法根据调剖后注水压力升高幅度来判断调剖充分程度，一般认为调剖后注水压力应上升2-3MPa。这两种方法存在以下不足：

（1）充满度FD法判别调剖充分程度的FD范围（0.65－0.95）太宽，不能精确判别调剖充分程度；

（2）FD法不能满足所有水井的调剖充分程度判别，特别是诸如调剖前水井FD已高于0.65，但水井吸水剖面不均匀，仍需进行调剖的水井调剖充分程度判别。

（3）经验法存在严重不确定性，主观性太大。

为保证注水开发油田持续、高效开发，针对调剖技术特点，根据油藏实际情况，开发既方便快捷又科学量化的调剖充分程度判别方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种判断注水井调剖充分程度的方法，该方法能够准确、快速地判别注水井调剖是否充分，实现科学指导注水井调剖，改善注水开发效果，提高原油采收率。

为达到上述技术目的，本发明提供以下技术方案。

在注水井调剖充分程度的判别方法中，通过下式计算实测井口压力指数PI₁（赵福麟.EOR原理[M].东营:石油大学出版社,2001.7:57）：

$P{I}_1=\frac{{\∫}_0^{t}P\left(t\right)\mathrm{dt}}{t}---\left(1\right)$

式中：

PI₁－实测井口压力指数，MPa；t—关井时间，min；P(t)—关井时间t后的井口压力，MPa。

通过下式计算理论井口压力指数PI₀（赵福麟.EOR原理[M].东营:石油大学出版社,2001.7:58）：

$P{I}_0=\frac{\mathrm{q\μ}}{15\mathrm{Kh}}\ln \frac{12.5r_e^2\mathrm{\φ\μC}}{\mathrm{Kt}}+p_m---\left(2\right)$

式中：

PI₀－理论井口压力指数，MPa；q－注水井日注量，m³/d；μ－流体动力粘度，mPa·s；K－地层渗透率，μm²；h－地层厚度，m；r_e－注水井控制半径，m；φ－孔隙度，%；C－综合压缩系数，Pa^-1；t－关井时间，s；p_m－地层开始吸水时井口油管压力，MPa。

通过下式计算充满度FD（赵福麟，张贵才，周洪涛等.二次采油与三次采油的结合技术及其进展[J].石油学报，2001.05:38-42）：

$\mathrm{FD}=\frac{{\∫}_0^{T}P\left(T\right)\mathrm{dT}}{P_{0}T}=\frac{1}{P_0}\frac{{\∫}_0^{T}P\left(T\right)\mathrm{dT}}{T}=\frac{\mathrm{PI}}{P_0}---\left(3\right)$

式中：

FD－充满度，无因次；P₀－关井前注水井的注水压力，MPa;T－关井后所经历的时间，min；P（T）－关井时间T后的井口压力，MPa；PI－注水井压力指数，MPa。

注水井调剖充分程度判别方法的关键是：根据不同注水井实际情况，确定充分调剖后注水井的理论压力指数PI₀，即以注水井吸水剖面均匀为目标，确定式（2）中各参数合理取值，得出调剖充分时的理论压力指数值。在此基础上，结合注水压力上升空间、油田油藏地质特征等，计算调剖充分时的FD，从而判断调剖是否充分，具体包括：

（1）确定调剖充分时的理论压力指数PI₀。根据注水井吸水剖面资料、射孔数据、各小层孔渗饱数据等，确定吸水剖面均匀时的各个参数取值范围，并由此计算实现充分调剖后的理论压力指数值范围PI_0min～PI_0max。根据每口井的具体油藏地质及生产特征，实现充分调剖后的理论压力指数值范围会不同，从而最大程度上提高了调剖充分程度判别方法的针对性及科学性。

（2）利用理论压力指数值，确定调剖充分时理论充满度FD₀的范围。根据充分调剖后的压力指数理论值范围，由充满度公式计算实现充分调剖时注水井的理论充满度范围FD_0min～FD_0max。

（3）调剖后注水井实测压力指数值的确定。调剖后在注水井测试90min时间内的井口压降曲线，根据实测注水井井口压降曲线，计算调剖后实测的注水井压力指数PI₁。

（4）确定调剖后注水井实际充满度FD₁。根据实测井口压力指数PI₁，计算调剖后的实际充满度FD₁。

（5）判断调剖充分程度。通过分析调剖后实际充满度FD₁与充分调剖的理论充满度范围来判断调剖是否充分，即实际充满度FD₁介于充分调剖的理论充满度范围FD_0min～FD_0max内，则说明调剖充分，如果小于理论充满度下限，则调剖不充分。如高于理论充满度上限则表明调剖剂用量或强度偏大，会降低地层吸水能力，甚至影响后续正常注水。

注水井调剖充分程度判别方法，依次包括以下步骤：

（1）利用下式计算注水井实现充分调剖后的理论井口压力指数PI₀的范围PI_0min～PI_0max：

$P{I}_0=\frac{\mathrm{q\μ}}{15\mathrm{Kh}}\ln \frac{12.5r_e^2\mathrm{\φ\μC}}{\mathrm{Kt}}+p_m$

式中：q－注水井日注量，m³/d，μ－流体动力粘度，mPa·s，K－地层渗透率，μm²，h－地层厚度，m，r_e－注水井控制半径，m，φ－孔隙度，%，C－综合压缩系数，Pa^-1，t－关井时间，s，p_m－地层开始吸水时井口油管压力，MPa，对于具体的注水井来说，q、μ、h、r_e、φ、C、t、p_m可从地层资料中得到，根据注水井小层渗透率最小与最大值来确定K取值范围K_0min～K_0max；

（2）利用下式计算实现充分调剖时注水井的理论充满度FD₀的范围FD_0min～FD_0max：

${\mathrm{FD}}_0=\frac{{\mathrm{PI}}_0}{P_0}$

式中：PI₀－注水井理论井口压力指数，MPa，P₀－关井前注水井的注水压力，MPa；

（3）根据实测注水井井口压降曲线，通过下式计算注水井调剖后的实测井口压力指数PI₁：

$P{I}_1=\frac{{\∫}_0^{t}P\left(t\right)\mathrm{dt}}{t}$

式中：t—关井时间，min，t取90min；P(t)—关井时间t后的井口压力，MPa；

（4）根据实测井口压力指数PI₁，通过下式计算调剖后的实际充满度FD₁：

${\mathrm{FD}}_1=\frac{{\mathrm{PI}}_1}{P_0}$

式中：PI₁－注水井实测井口压力指数，MPa，P₀－关井前注水井的注水压力，MPa；

（5）判断调剖充分程度：实际充满度FD₁介于充分调剖的理论充满度FD_0min～FD_0max内，说明调剖充分，如果小于理论充满度下限，则调剖不充分，如果高于理论充满度上限则表明调剖剂用量或强度偏大，会降低地层吸水能力，甚至影响后续正常注水。

与现有技术相比，本发明可大幅度提高调剖充分程度判别的准确性，解决现有技术判别标准“一刀切”的问题，具有下列显著优点：

（1）针对每口注水井的具体情况，确定合理的参数取值，从而得到每口注水井调剖充分时的理论压力指数PI₀范围，该理论压力指数范围更具有代表性和针对性，能更好地反应注水井实现充分调剖的实际情况。

（2）判别每口注水井调剖充分程度的充满度范围FD_0min～FD_0max不同，使调剖充分程度的判别更合理。

（3）利用该方法在调剖施工前即可预测调剖充分后的PI₀及FD₀范围，可以为调剖施工方案的优化提供指导，避免出现调剖不充分或调剖过量导致注水压力高、调剖后注入困难等问题。

附图说明

图1为轮南油田LN209调剖前后实测及理论压降曲线。

图2为LN209井调剖前后井组生产曲线。

图3为官60-46井调剖前后实测及理论压降曲线。

具体实施方式

下面根据附图和实施例进一步说明本发明。

实施例1：

以轮南油田LN209井调剖为例，进行详细说明。

LN209井是轮南油田构造2井区TI油组注水井，TI油藏地质储量1236万吨，平均孔隙度17%、平均渗透率227mD。该井调剖前已累积注水77.85万方，

该井射开5个小层共11.9m油层实施注水，2010年7月调剖前吸水剖面表明该井主要吸水层段为4732.0-4737.5m、厚度5.5m，相对吸水量为74.98％，绝对吸水量为242.92m³/d，吸水剖面极不均匀。

用本发明所述的方法及调剖前后的实测数据，得出理论压降曲线及调剖前后的实测压降曲线见图1。

该井调剖充分时的理论压力指数PI范围为3.78-15.25MPa、理论充满度FD范围为0.31-0.58。调剖前的实测压力指数PI为0MPa,充满度FD为0。因此，实现充分调剖PI值最少需提高3.78MPa,FD最少需提高0.31，由此优化了调剖体系及调剖施工参数，共注入调剖剂4100方。调剖后实测压力指数PI为15.5MPa，充满度FD为0.62，略高于充分调剖的PI及FD理论上限，说明该井此次调剖充分，且注入的调剖剂用量及强度略大。调剖后井组生产曲线见图2。按石油天然气行业标准SY/T5588-2003中递减法统计该井调剖后累积增油3090.29吨，投入产出比达1：3以上,调剖取得了良好效果。

实施例2：

以大港油田官60-46调剖井组为例，进行详细说明。

该井组位于王102-1断块东部，地质储量36万吨，可采储量9.1万吨，剩余可采储量6.06万吨；平均孔隙度22.1%、平均渗透率186.4mD。调剖前井组累产液3.76万方，累注水3.7万方，累计注采比0.98。该井共射开12小层共59.1m油层实施笼统注水，调剖前吸水剖面反应有两个高吸水层，其相对吸水量分别为54.28%和23.52%，其余小层吸水较少或不吸水，吸水剖面极不均匀。

用本发明的方法及实测数据，得出理论压降曲线及调剖前后的实测压降曲线见图3。根据调剖充分程度判别方法，该井调剖充分时的理论压力指数PI范围为6.61-10.76MPa、理论充满度FD范围为0.49-0.57。调剖前的压力指数PI为2.23MPa,充满度FD为0.22。因此，实现充分调剖PI值需提高4.38-8.53MPa,FD需提高0.27-0.35，在此基础上，优化了调剖体系及调剖施工参数，以3-5m³/h注入速度共注入调剖剂2200方，调剖后压力指数为10.6MPa，充满度为0.52，可判断该井调剖充分。按石油天然气行业标准SY/T5588-2003中递减法统计该井调剖后累积增油2278.7吨，投入产出比达1：6.5.,调剖取得了良好效果。

综上所述，本发明能有效解决注水井调剖过程中调剖充分程度判别难的问题，该方法操作性强、准确性高，并能为调剖方案的设计与优化提供指导，适合用于指导注水井调剖。

Claims (1)

1.注水井调剖充分程度判别方法，依次包括以下步骤：

（1）利用下式计算注水井实现充分调剖后的理论井口压力指数PI₀的范围PI_0min～PI_0max：

$P{I}_0=\frac{\mathrm{q\μ}}{15\mathrm{Kh}}\ln \frac{12.5r_e^2\mathrm{\φ\μC}}{\mathrm{Kt}}+p_m$

式中：q－注水井日注量，m³/d，μ－流体动力粘度，mPa·s，K－地层渗透率，μm²，h－地层厚度，m，r_e－注水井控制半径，m，φ－孔隙度，%，C－综合压缩系数，Pa^-1，t－关井时间，s，p_m－地层开始吸水时井口油管压力，MPa，根据注水井小层渗透率最小与最大值来确定K取值范围K_0min～K_0max；

（2）利用下式计算实现充分调剖时注水井的理论充满度FD₀的范围FD_0min～FD_0max：

${\mathrm{FD}}_0=\frac{{\mathrm{PI}}_0}{P_0}$

式中：PI₀－注水井理论井口压力指数，MPa，P₀－关井前注水井的注水压力，MPa；

（3）根据实测注水井井口压降曲线，通过下式计算注水井调剖后的实测井口压力指数PI₁：

$P{I}_1=\frac{{\∫}_0^{t}P\left(t\right)\mathrm{dt}}{t}$

式中：t—关井时间，min，t取90min；P(t)—关井时间t后的井口压力，MPa；

（4）根据实测井口压力指数PI₁，通过下式计算调剖后的实际充满度FD₁：

${\mathrm{FD}}_1=\frac{{\mathrm{PI}}_1}{P_0}$

式中：PI₁－注水井实测井口压力指数，MPa，P₀－关井前注水井的注水压力，MPa；

（5）判断调剖充分程度：实际充满度FD₁介于充分调剖的理论充满度FD_0min～FD_0max内，说明调剖充分，如果小于理论充满度下限，则调剖不充分，如果高于理论充满度上限则表明调剖剂用量或强度偏大，会降低地层吸水能力，甚至影响后续正常注水。

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