CN103643928A - 一种基于压力场和流速场分布的逐级深部调剖方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于压力场和流速场分布的逐级深部调剖方法。该方法包括如下步骤：根据油田的实际地层条件筛选调剖剂；然后根据实际地层压降曲线进行逐级调剖级次划分，将地层划分为近井地带、远井地带和地层深部，并通过物理模拟试验，测定调剖剂注入量与采收率的关系，通过计算投入产出比，优化出调剖剂的最佳注入深度r₀；根据流速场的分布设置实验条件测定调剖剂的突破压力梯度，绘制突破压力梯度等值图版；依据等压降梯度原则，即调剖剂的突破压力梯度等于地层压力梯度时，在突破压力梯度等值图版上筛选每个段塞的调剖剂配方，对调剖段塞进行组合；对筛选出的每个段塞组合进行成本计算，优化出成本最低的段塞组合即为最优的段塞组合。

Description

一种基于压力场和流速场分布的逐级深部调剖方法

技术领域

本发明涉及一种基于压力场和流速场分布的逐级深部调剖方法，属于油气田开发领域。

背景技术

注水开发是目前油藏最常用的开发方式。当油层自喷的能量不断被消耗后，就需要注水来补充能量，保持正常生产。经过长期的注水开发，造成油藏非均质性更加严重，使注入水沿高渗透条带不均匀地推进，造成了高渗透层注入水大面积突进，水淹现象严重，而低渗透的剩余油富集区无法有效注入，水驱动用效果差，储量动用很不均衡，严重影响了水驱和聚合物驱的开发效果。对大孔道发育的油田，解决窜流和绕流现象必须进行油藏深部调剖。地层中压力场和流速场的分布随着空间位置不同相差很大，目前的深部调剖工艺虽然在段塞设计上采用多级复合的方式，但并没有和当前的压力场和流速场分布真正结合，现阶段在评价调剖剂性能实验中，也没有充分考虑流速对调剖剂性能的影响。地层不同的位置流体流速不同，研究表明流速对性能影响特别大，尤其是基于聚合物形成的调剖剂，这是影响当前调剖效果的关键所在。因此立足于压力场的分布针对不同的部位放置相应强度的调剖剂，并且根据地层实际条件包括温度、矿化度、渗透率、流速等对调剖剂进行综合的评价优化最佳的调剖剂，是适应当前注水开发阶段，提高开发效果的有效途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于压力场和流速场分布的逐级深部调剖方法，本发明根据实际地层压降曲线进行逐级调剖级次划分；然后根据流速场的分布设置实验条件测定调剖剂的突破压力梯度，利用等压降梯度原则，在每一个逐级调剖梯次内放置不同强度的调剖剂，立足于油水井之间的压力场分布，达到大幅度提高波及系数的目的，以筛选出最佳的段塞组合。

本发明所提供的一种基于压力场和流速场分布的逐级深部调剖方法，包括如下步骤：

根据油田的实际地层条件筛选调剖剂；

然后根据实际地层压降曲线进行逐级调剖级次划分，将地层划分为近井地带、远井地带和地层深部，并通过物理模拟试验，测定调剖剂注入量与采收率的关系，通过计算投入产出比，优化出调剖剂的最佳注入深度r₀；

根据流速场的分布设置实验条件测定调剖剂的突破压力梯度，绘制突破压力梯度等值图版；

依据等压降梯度原则，即调剖剂的突破压力梯度等于地层压力梯度时，在突破压力梯度等值图版上筛选每个段塞的调剖剂配方，对调剖段塞进行组合；对筛选出的每个段塞组合进行成本计算，优化出成本最低的段塞组合即为最优的段塞组合。

上述的逐级深部调剖方法中，所述筛选调剖剂的原则为：成本相对较低，材料易取得；并且在实际油藏条件下性能稳定，3个月内的强度保留率大于80%，且有良好的注入性能，能进入地层深部。

上述的逐级深部调剖方法中，所述根据实际地层压降曲线进行逐级调剖级次划分包括如下步骤：

通过作地层压力梯度曲线的切线来划分地层，切线点则对应近井地带、远井地带和地层深部的分界点，每个地带对应不同的调剖剂段塞。

上述的逐级深部调剖方法中，所述根据流速场的分布设置实验条件测定调剖剂的突破压力梯度包括如下步骤：

在测定所述调剖剂的突破压力梯度时，地层中的流体的流速在每个地带是不同的，流速是有分布的；当测定调剖剂的突破压力梯度时，为了确保调剖效果，流速设置为每个调剖级次内的最大流速（因为流速越大，对调剖剂的剪切越强烈，调剖剂的强度越小，所以为了保证调剖效果，在筛选调剖剂配方时设置为最大流速）。

本发明具有如下有益效果：

本发明的方法将调剖技术与油藏工程紧密结合起来，立足于油水井之间的压力场与流体流速场的分布，在地层不同的位置设置不同强度的调剖剂，使调剖剂能在油藏的合理的位置发挥作用，起到大幅度提高采收率的目的。

附图说明

图1为本发明实施例模型井位的示意图。

图2为本发明实施例模型中对应的注采井之间连线上压力梯度的分布。

图3为本发明实施例模型中对应的注采井之间连线上流速的分布。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

假设条件：均质水平无限大地层，渗透率为K，流体粘度为μ。

一生产井A，一注水井B，井距为2a，井筒半径均为R_w，注入井压力为P_注。注水井单位厚度注入量为q，生产井单位厚度的采出量为q。在地层中任意一点M，到生产井A的距离为r₁，到注水井距离为r₂，通过物理模拟实验，得到的最佳注入深度为r₀，示意图如图1。

一般调剖的范围是指距离注水井3m以为直到注采井中间距离。

（1）求出注采井任意一点的压力P_M：

假设模型中的M点在注采井之间连线的任意位置，则：

M点的压降梯度为：

$\frac{{\mathrm{dP}}_M}{{\mathrm{dr}}_2}=-\frac{\mathrm{\μq}}{2\mathrm{\πk}}\frac{2a}{(2a-r_2)\·r_2}---\left(3\right)$

压降梯度曲线如图2所示。

（2）求出注采井任意一点的流速v_M：

$v_M=\frac{\mathrm{qq}}{{\mathrm{\πr}}_1\·r_2}---\left(4\right)$

假设模型中的M点在注采井之间连线的任意位置，则：

$v_M=\frac{\mathrm{aq}}{\mathrm{\π}(2a-r_2)\·r_2}---\left(5\right)$

流速的曲线如图3所示。

（3）根据物理模拟实验，采用非均质岩心或者平行填砂管模型（姜维东，张健，何宏，等.渤海油田深部调驱体系研制及调驱参数优化[J].东北石油大学学报，2013，37（3）：74-79.），得到采收率与调剖剂注入体积的关系，计算投入产出比（参考文献为2010年硕士论文《逐级深部调驱段塞组合优化设计研究》，作者赵娟），初步得到最佳的注入深度r₀，则调剖范围为距离注水井3m到r₀的距离。

（4）根据根据地层压降曲线进行逐级调剖级次划分如图2，并且每个级次所需要的调剖剂的强度为该段地层范围内最大的地层压降梯度，即近井地带的调剖剂的强度为1点对应的地层压力梯度，远井地带的调剖剂的强度为2点对应的地层压力梯度，地层深部的调剖剂的强度为3点对应的地层压力梯度。

（5）依据流速分布进行每个地带调剖剂配方的优选，因为流速对应着剪切强度，而剪切对调剖剂性能的影响比较大，为了保证调剖的效果，优化配方时每个级次内选择最大的流速进行实验。即近井地带实验流速为1点对应的流速，远井地带实验流速为2点对应的流速，地层深部实验流速为3点对应的流速。通过筛选，筛选出每个地带价格最优的调剖剂配方，进行组合，从而得到最佳的调剖段塞组合。

Claims (4)

1.一种基于压力场和流速场分布的逐级深部调剖方法，包括如下步骤：

根据油田的实际地层条件筛选调剖剂；

然后根据实际地层压降曲线进行逐级调剖级次划分，将地层划分为近井地带、远井地带和地层深部，并通过物理模拟试验，测定调剖剂注入量与采收率的关系，通过计算投入产出比，优化出调剖剂的最佳注入深度r₀；

根据流速场的分布设置实验条件测定调剖剂的突破压力梯度，绘制突破压力梯度等值图版；

依据等压降梯度原则，即调剖剂的突破压力梯度等于地层压力梯度时，在突破压力梯度等值图版上筛选每个段塞的调剖剂配方，对调剖段塞进行组合；对筛选出的每个段塞组合进行成本计算，优化出成本最低的段塞组合即为最优的段塞组合。

2.根据权利要求1所述的逐级深部调剖方法，其特征在于：所述筛选调剖剂的原则为：在实际油藏条件下，3个月内的强度保留率大于80%。

3.根据权利要求1或2所述的逐级深部调剖方法，其特征在于：所述根据实际地层压降曲线进行逐级调剖级次划分包括如下步骤：

通过作地层压力梯度曲线的切线来划分地层，切线点则对应近井地带、远井地带和地层深部的分界点，每个地带对应不同的调剖剂段塞。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的逐级深部调剖方法，其特征在于：所述根据流速场的分布设置实验条件测定调剖剂的突破压力梯度包括如下步骤：

在测定所述调剖剂的突破压力梯度时，地层中的流体的流速在每个地带是不同的，流速是有分布的；当测定调剖剂的突破压力梯度时，为了确保调剖效果，流速设置为每个调剖级次内的最大流速。

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