CN103485752B - 一种可实现均衡驱替剩余油的油田注水方法 - Google Patents

Abstract

一种可实现均衡驱替剩余油的油田注水方法。主要为了解决现有注水开发方法应用在非均质性储层中存在驱油效果差、石油采收率低的问题。该方法由如下步骤构成：在井筒上进行均匀密集布孔，布孔时根据地应力、井网、剩余油、物性在井筒横向上确定开孔密度，根据油层的物性在井筒纵向上确定两排孔间的距离；根据所布孔眼进行施工，侧向开孔；向所开的侧向孔中投放流量可调式水嘴；通过流量自动测调系统中的井下综合测调仪与流量可调式水嘴进行井下对接，调节水嘴开度以实现精细控制各点注入水量；开始注水作业。利用本种方法注水，可按照储层各点处的非均质性，使得每点的注入水量形成差异，均衡驱替剩余油，改善水井的吸水剖面，提高油田采收率。

Description

一种可实现均衡驱替剩余油的油田注水方法

技术领域：

本发明涉及一种应用于油田石油勘探开发领域中的用于提高油田采收率的油田注水驱油方法。

背景技术：

由于储层存在不同层次不同规模的非均质性，各点处的渗透率并不完全相同，我国大部分油田油层的层间、层内渗流特性上存在着明显差异，在注水开发油藏中，注入水沿高孔隙度、高渗透带、大孔喉或裂缝窜流而使基质、低孔隙度、低渗透带中的油气采出程度低，甚至采不出。此外，油田水淹状况严重且不均匀，注入水性质变化复杂，油田水淹后地下流体性质、地层结构等变化复杂。储层物性的变化也比较明显，岩心孔隙度比冲刷前要有所增大，地层渗透率在水驱后增大、减小的情况均有发生，只是发生增大的频率较多。综合以上因素导致储层物性变化总的趋势是地层的非均质性更加严重。也正是因为以上原因，现有注水开发方法应用在非均质性储层中存在驱油效果差、石油采收率低的问题。

发明内容：

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种可实现均衡驱替剩余油的油田注水方法，应用该种方法，可适应储层各点处的非均质性，使得每点的注入水量形成差异，可以建立起多个地下储层流体新的渗流通道，大幅增加油井泄油面积，从而提高单井控制储量，均衡驱替剩余油，改善水井的吸水剖面，提高油田采收率。

本发明的技术方案是：该种可实现均衡驱替剩余油的油田注水方法，该方法由如下步骤构成：

第一步，在井筒上设定分布孔眼；分布孔眼时根据物性的非均质程度井筒横向上确定井筒侧向开孔的孔密度，根据油层的物性在井筒纵向上确定两排孔间的距离；

本步骤中的侧向开孔的孔密度按照如下公式确定：

$\begin{array}{c}\mathrm{\ρ}=\exp (3V_k^{\frac{1}{4}}+1.5{(V_j-1)}^3+\frac{1}{4}\ln S)\\ =\exp (3{\left(\frac{\sqrt{\underset{i=2}{\overset{n}{\Σ}}{(K_i-\stackrel{\‾}{K})}^2/n}}{\stackrel{\‾}{K}}\right)}^{\frac{1}{4}}+1.5{\left(\frac{K_{\max }}{\stackrel{\‾}{K}}-1\right)}^3+\frac{1}{4}\ln S)\end{array}$

式中：ρ——侧向开孔的孔密，个/㎡；

V_k——渗透率变异系数，其值越小，表明储层愈均质；

V_j——渗透率突进系数，其值越大，表明储层非均质性越强；

S——表皮因子；

K_i——第i层渗透率，mD；

——平均渗透率，mD；

K_max——最大渗透率值，mD；

第二步，根据步骤一中所布设的孔眼进行施工，侧向开孔，所开的孔的直径范围在38毫米～50毫米之间；

本步骤中所述的施工方法为：先用小钻头在井筒上磨铣开孔，开出28mm的窗口，然后使用19mm连续油管连接带喷嘴的12.7mm的软管，借助高压射流的水力破岩作用，按照步骤一中所布设的孔眼位置，钻出多个水平的侧向孔的孔眼；

第三步，向第二步中所开的侧向孔中逐一投放流量可调式水嘴；

第四步，通过流量自动测调系统中的井下综合测调仪与流量可调式水嘴进行井下对接；

第五步，根据储层中的非均质性确定各点注入水量，借助流量自动测调系统实现对可调式水嘴尺寸的调节，实施分点定量配水；

第六步，从井筒中提出流量自动测调系统后，关闭井口开始注水作业。

本发明具有如下有益效果：采取本发明中所述方案，可以建立起多个地下储层流体新的渗流通道，突破近井储层污染带、连通远井地带剩余油与井筒，大幅增加油井泄油面积，提高注入水波及面积和驱油效率。并可适应储层的非均质性，改善地层渗透率，实现对各点注入水量的精细控制，达到分点定量配水的目的，从而均衡驱替剩余油，提高油田采收率。

附图说明：

图1是应用本发明所述方法时在井筒上密集开孔的结构示意图。

图2是应用本发明所述方法完成步骤二中所述的侧向开孔时的井身结构示意图。

图3是本发明实施时所应用到的流量可调式水嘴的结构剖视图。

图4是本发明实施时所应用到的流量可调式水嘴的安装结构图。

图5是本发明实施时所应用到的流量自动测调系统的工作状态示意图。

图中1-井筒，2-侧向孔，3-套管，4-油管，5-扶正器，6-喷射管，7-石灰岩，8-造斜器，9-近井眼伤害，10-油砂，11-页岩，12-转动水嘴，13-固定水嘴，14-稳流片，15-弹簧，16-出水孔，17-下调节杆，18-可调水嘴，19-滤网，20-天滑轮，21-防喷管，22-地面控制仪，23-地滑轮，24-单芯电缆，25-井下流量调节仪，26-封隔器，27-偏心注水器，28-已安装完毕的流量可调式水嘴。具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

目前在石油勘探开发领域中还没有一种能够适应储层的非均质性变化来调控注水量的方法。目前所采用的注水井筒中正常的射孔完井方式是在井筒上进行螺旋式钻井，即先在井筒上某一合适位置进行射孔施工，然后在距离该位置一段距离的上方，以某一相位角继续进行射孔，再以这个射孔点为新的基点重复上述施工步骤，一直继续下去，直至将所需要的射孔进行完毕。这样形成的螺旋式井孔孔数少，注水所能涉及的范围有限，平面上只能针对某一方向的剩余油，并不能兼顾其他方向。而且射孔所形成的孔深一般不足1m，并不能突破近井储层污染带或突破污染带的距离有限，导致影响产能。

为此，本发明创造性的提出一种新方法，即在井筒上进行密集式布孔，根据不同孔眼处的储层非均质性状况进行注入水量的调节，从而实现均衡驱替剩余油。通过这种做法，能够更好的适应储层的非均质性状况，提高产能。

下面给出本发明的具体步骤：

第一步，在井筒上设定分布孔眼；分布孔眼时根据物性的非均质程度在井筒横向上确定井筒侧向开孔的孔密度，根据油层的物性在井筒纵向上确定两排孔间的距离；图1是应用本发明所述方法时在井筒上密集开孔的结构示意图。

本步骤中的侧向开孔的孔密度按照如下公式确定：

$\begin{array}{c}\mathrm{\ρ}=\exp (3V_k^{\frac{1}{4}}+1.5{(V_j-1)}^3+\frac{1}{4}\ln S)\\ =\exp (3{\left(\frac{\sqrt{\underset{i=2}{\overset{n}{\Σ}}{(K_i-\stackrel{\‾}{K})}^2/n}}{\stackrel{\‾}{K}}\right)}^{\frac{1}{4}}+1.5{\left(\frac{K_{\max }}{\stackrel{\‾}{K}}-1\right)}^3+\frac{1}{4}\ln S)\end{array}$

式中：ρ——侧向开孔的孔密，个/㎡；

V_k——渗透率变异系数，其值越小，表明储层愈均质；

V_j——渗透率突进系数，其值越大，表明储层非均质性越强；

S——表皮因子；

K_i——第i层渗透率，mD；

——平均渗透率，mD；

K_max——最大渗透率值，mD；

第二步，根据步骤一中所布设的孔眼进行施工，侧向开孔，所开的孔的直径范围在38毫米～50毫米之间；侧向开孔井身结构示意图如图2所示。向所开的密集孔眼投放的流量可调式水嘴的结构以及安装结构如图3及图4所示。

本步骤中所述的施工方法为：先用小钻头在井筒上磨铣开孔，开出28mm的窗口，然后使用19mm连续油管连接带喷嘴的12.7mm的软管，借助高压射流的水力破岩作用，按照步骤一中所布设的孔眼位置，钻出多个水平的侧向孔的孔眼；

第三步，向第二步中所开的侧向孔中逐一投放流量可调式水嘴；

第四步，通过流量自动测调系统中的井下综合测调仪与流量可调式水嘴进行井下对接。流量自动测调系统工作示意图如图5所示。电缆携带流量自动测调系统井下综合测调仪与可调式水嘴进行井下对接，调节水嘴尺寸，精细控制各点注入水量。操控流量自动测调系统井下综合测调仪的具体步骤为：首先，电缆携带流量自动测调系统井下综合测调仪下至要注水的目标层面上方约2～5m的距离，通过“传动轴电机”打开调节臂和导向键，仪器下放到目标层后，通过导向键是传动轴与井下的可调式水嘴实现可靠对接，操作人员根据地面控制系统显示的流量值，通过地面智能操作，对可调式水嘴的开度进行增大和减小，以达到调节注水量的目的。

第五步，根据储层中的非均质性确定各点注入水量，借助流量自动测调系统实现对可调式水嘴尺寸的调节，实施分点定量配水。在本步骤中，由于可调式水嘴的开度不同，其过流能力及产生的压力损失的大小不同，通过调节可调式水嘴的开度，对各点注入水量进行控制，把注水合理地分配到各点，对渗透性好，吸水能力强的部位控制注水；对渗透性差、吸水能力弱的部位加强注水，使得各点注入水量能够适应储层的非均质性。通过分点定量配水，实现有效注水，使高、中、低渗透性的部位都能发挥注水的作用，提高油田最终采收率。

第六步，从井筒中提出流量自动测调系统后，关闭井口开始注水作业。使用本发明所述方法完成的在井筒上的密集式侧向开孔，同时兼顾多个方向。其中，所开侧向孔直径为38mm～50mm之间，长达30m。这样可以大大突破近井储层污染带，建立新的地下通道，沟通远井地带。而且，本发明中所布的侧向孔呈密集分布，可大幅提高注入水的波及面积。

Claims (1)

1.一种可实现均衡驱替剩余油的油田注水方法，该方法由如下步骤构成：

第一步，在井筒上设定分布孔眼；分布孔眼时根据物性的非均质程度在井筒横向上确定井筒侧向开孔的孔密度，根据油层的物性在井筒纵向上确定两排孔间的距离；

本步骤中的侧向开孔的孔密度按照如下公式确定：

式中：——侧向开孔的孔密，个/㎡；

——渗透率变异系数，，其值越小，表明储层愈均质；

——渗透率突进系数，，其值越大，表明储层非均质性越强；

——表皮因子；

——第i层渗透率，mD；

——平均渗透率，mD；

——最大渗透率值，mD；

第二步，根据步骤一中所布设的孔眼进行施工，侧向开孔，所开的孔的直径范围在38毫米～50毫米之间；

本步骤中所述的施工方法为：先用小钻头在井筒上磨铣开孔，开出28mm的窗口，然后使用19mm连续油管连接带喷嘴的12.7mm的软管，借助高压射流的水力破岩作用，按照步骤一中所布设的孔眼位置，钻出多个水平的侧向孔的孔眼；

第三步，向第二步中所开的侧向孔中逐一投放流量可调式水嘴；

第四步，通过流量自动测调系统中的井下综合测调仪与流量可调式水嘴进行井下对接；

第五步，根据储层中的非均质性确定各点注入水量，借助流量自动测调系统实现对可调式水嘴尺寸的调节，实施分点定量配水；

第六步，从井筒中提出流量自动测调系统后，关闭井口开始注水作业。