CN104929597B - 一种水平井化学驱开采方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水平井化学驱开采方法。该方法包括：在油层中部署单支水平井注采井网，水平井平面布井方向平行于物源方向，同一油层内采用底部注顶部采的方式，且相对高渗透区部署注入井、相对低渗透区部署采油井，水平井的水平段长为50‑150m，相邻水平井的距离为100‑200m；向注入井中交替注入聚‑表二元驱溶液，注入速度为0.12‑0.2PV/a；后续水驱，直到含水率达到98％；生产，当综合含水率达到98％时结束生产。本发明提供的开采方法大幅度提高了水驱油藏的采收率，改善油层开发效果，并在化学驱油技术方面求得新的突破。

Description

一种水平井化学驱开采方法

技术领域

本发明涉及一种水平井开采方法，特别涉及一种水平井化学驱开采方法，属于石油开采技术领域。

背景技术

20世纪40年代以前，油田开发主要是依靠天然能量消耗开采，一般采收率仅为5％-10％，被称为一次采油。随着渗流理论的发展，达西定律应用于油田开发，人们认识到一次采油采收率低的主要原因是油层能量的衰竭，从而提出了人工注水或气，保持油层压力的二次采油方法，使原油采收率提高到30％-40％，这是至今世界上各油田的主要开发方式。但是二次采油仍有60％-70％的油剩余地下，为此，国内外石油工作者进行了大量的研究工作，逐步认识到制约二次采油采收率提高的原因，从而提出了三次采油方法。三次采油方法是在注水保证油层压力基础上，又依靠注入大量新的驱油剂，改变流体粘度、组分和相态，具有物理化学的双重作用，不仅进一步扩大了注入水波及范围，而且使分散的、束缚在毛细管中的残余油重新聚集而被采出。其中，化学驱经历了聚合物驱、表活剂驱、碱驱、三元复合驱、二元复合驱的发展历程，到目前为止，所有的化学驱均是采用直井井网进行开发。

水平井技术于20世纪20年代提出，40年代付诸实施，80年代相继在美国、加拿大、法国等国家得到广泛工业化应用，90年代水平井技术开始在国内兴起。目前，国内外进行的水平井提高采收率技术有三种：水平井热力采油、水平井注空气、水平井二氧化碳混相驱，水平井化学驱油相对于前者技术过程更为复杂，目前尚属空白。

水平井与热力采油：水平井可扩大井眼与油层的接触面积，提高油层吸气能力，加速井筒到油藏的热传递，降低注气和采油强度，因此水平井热采受到关注，水平井蒸汽吞吐、水平井蒸汽驱、水平井火烧油层和水平井热水驱是主要热采方式。

水平井与注空气：与直井注空气形成径向氧化区相比，水平井注空气可增大油藏接触面积，提高空气注入能力。水平井结合注空气方法是一种非常有效的重油油藏开采方法。空气燃烧前缘形成了稳定的“狭窄可动油带”与重力辅助泄油是主要原理。水平井注空气可以开发轻油油藏。水平井注-水平井采结构使轻油油藏的油层燃烧更有利，更能有效控制气体超覆。

水平井与二氧化碳混相驱：水平井可以缓解注人溶剂过早窜入开采井段现象。混相条件下，水平井注人CO₂使其以直线形式进人地层，增大与油藏接触面积，提高注气速度，压力分布均匀，突破时间延迟。当井眼压力不变，将泵入井转为自喷井，可降低作业成本。

水平井注水可提高注水效率、提高水驱波及系数和采出程度，并进一步提高油藏的压力保持水平，进而取得良好的经济效益。水平井注水开采具有以下几个优势，一是具有较长的水平井段和较大的油层接触面积，可以增大注入量、提高驱油效率及产量；二是具有较低的注入压力；三是能够形成丰富的热裂缝；四是可以形成线性驱动，尤其是在薄储层中，注水的水驱前缘可近似为线性驱动，并且具有很好的稳定性。

水平井注水开发优势明显，但是也存在一些重要问题，水平井化学驱是其发展趋势。这是因为尽管水平井注水有其自身的优势，但是由于水平井井筒周围的粘滞阻力相对较低，注入量大，且水平井注入技术一直是钻井技术中的一个难题，一旦注入水突破后，水平注水井将很难控制。此外，利用水平井注水时，要求储层物性在纵向上相对均质。当储层中存在非渗透性隔层时，若采用单支注水，只会提高单层的采出程度，而整体的采出程度相对较低，不能达到预期的注水效果。另外，在多分支井注水中，分支井间的干扰问题也一直是一个难题，目前还没有比较有效的、能够对干扰现象进行定量研究的方法。因此，在注水过程中很难对注水分支井的注水动态进行很好的控制，从而可能导致高渗层水淹，导致低渗层驱油效果较差。

综上所述，目前国内外大部分的研究都是针对水平井注水开发，而打了水平井后，注水开发无法全面发挥水平井的优势。

发明内容

本发明为解决非均质性较强的油层水平井注水开发存在注水突破后注水动态不能很好控制、油层平面动用差异较大、不能大幅提高采收率的问题，提出了一种水平井化学驱开采方法，充分发挥水平井与化学驱的组合优势，最终提高采收率。

本发明的水平井化学驱开采方法，包括以下步骤：

在油层中部署单支水平井注采井网，注、采水平井平面布井方向平行于物源方向，同一油层内采用底部注顶部采的方式，且相对高渗透区部署注入井、相对低渗透区部署采油井，水平井的水平段长为50m-100m，相邻水平井的距离为100-200m；

向注入井中交替注入聚-表二元驱溶液，注入速度为0.12-0.2PV/a；

后续水驱，直到含水率达到98％为止；

进行生产，当综合含水率达到98％时结束生产；

所述油层为构造较高部位、储层的空气渗透率为200mD以上、油层厚度为5米以上、隔夹层的钻遇率在80％以上、注水量小于0.5PV，剩余油饱和度高于残余油饱和度10个百分点以上的油层。

在本发明中，相对高渗透区是指空气渗透率为300mD以上，相对低渗透区是指空气渗透率为200mD以上，一般相对高渗透区空气渗透率大于相对低渗透区空气渗透率100mD以上。

在本发明中，构造较高部位的一般深度在海拔以下500m-4000m，与构造较低部位相比，在平面150m距离内高差大于1m小于30m。

本发明提供的水平井化学驱开采方法中，优选地，所述物源方向为油层储藏的沉积方向。

本发明提供的水平井化学驱开采方法中，优选地，采用单支水平井注采井网包括注采方式包括1口水平井注1口水平井采、1口水平井注2口水平井采(该井网结构如图1所示，注采井平行部署，注入井在中间，采油井在边部)、1口水平井注4口水平井采(该井网结构如图2所示，注采井按照五点法部署，注入井在中间，采油井在边部)、或者1口水平井注6口水平井采(该井网结构如图3所示，注采井按照七点法部署，注入井在中间，采油井在边部)。

本发明提供的水平井化学驱开采方法中，优选地，向注入井中交替注入聚-表溶液二元驱时，包括向注入井中先后注入前置段塞溶剂、主段塞溶剂、副段塞溶剂和保护段塞溶剂的步骤；更优选地，前置段塞溶剂的注入量为0.04PV-0.2PV，主段塞溶剂的注入量为0.2PV-0.6PV，副段塞溶剂的注入量为0.1PV-0.4PV，保护段塞溶剂的注入量为0.05PV-0.3PV。

本发明提供的水平井化学驱开采方法中，优选地，以所述前置段塞溶剂的总质量为100％计，所述前置段塞溶剂包括质量浓度为0.2％-0.3％的聚合物和余量的水。

本发明提供的水平井化学驱开采方法中，优选地，前置段塞溶剂采用的聚合物包括分子量为2500万以上的聚丙烯酰胺。

本发明提供的水平井化学驱开采方法中，优选地，以所述主段塞溶剂的总质量为100％计，所述主段塞溶剂包括质量浓度为0.2％-0.25％的表面活性剂、质量浓度为0.16％-0.3％的聚合物和余量的水。

本发明提供的水平井化学驱开采方法中，优选地，主段塞溶剂采用的表面活性剂为将油水界面张力降至10^-3数量级的表面活性剂；更优选地，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂，最优选地，采用的表面活性剂为J16-1型表面活性剂。

本发明提供的水平井化学驱开采方法中，优选地，主段塞溶剂采用的聚合物包括分子量为2000万-3000万的聚丙烯酰胺。

本发明提供的水平井化学驱开采方法中，优选地，以所述副段塞溶剂的总质量为100％计，所述副段塞溶剂包括质量浓度为0.1％-0.2％的表面活性剂、质量浓度为0.16％-0.24％的聚合物和余量的水；更优选地，所述聚合物包括聚丙烯酰胺。

本发明提供的水平井化学驱开采方法中，优选地，以所述保护段塞溶剂的总质量为100％计，所述保护段塞溶剂包括质量浓度为0.14-％-0.2％的聚合物和余量的水；更优选地，所述聚合物包括聚丙烯酰胺。

本发明提供的水平井化学驱开采方法适用于水驱开发的层状砂岩稀油油藏的开采，通过本发明的方法可以提高深层状砂岩稀油油藏的采收率。

本发明提供的开采方法充分依据油藏静态地质特点，通过人为优化设计，解决水驱开发油藏后期采出程度高，综合含水高，油藏非均质影响难以进一步提高动用和驱油状况，水驱开发潜力非常有限的制约，大幅度提高水驱油藏采收率，改善油层开发效果，在单独水驱采收率基础上可再提高采收率15％-25％，在化学驱油技术方面取得新的突破。

附图说明

图1为水平井线性井网驱替面积及方向示意图；

图2为水平井五点法井网驱替面积及方向示意图；

图3为水平井反七点法井网驱替面积及方向示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种油藏的水平井化学驱开采方法，该油藏的目的层控制的孔隙体积为20.722万方，原始地质储量为14.92万方，水驱剩余储量为9.976万方，水驱阶段采出程度33.14％，该方法包括以下步骤：

在构造较高部位、储层平均渗透率3000mD，油层厚度6m，隔层钻遇率90％，注水量0.4PV，平均剩余油饱和度为39.6％的油层中部署一注一采单支水平井注采井网，水平井平面布井方向平行于物源方向，且相对高渗透区部署注入井、相对低渗透区部署采油井，水平井的水平段长为100m，相邻水平井的距离为200m；

以0.12-0.2PV/a的注入速度向注入井中先后注入前置段塞溶剂、主段塞溶剂、副段塞溶剂和保护段塞溶剂，其中，前置段塞溶剂包括质量浓度为0.2％的聚合物和余量的水，注入体积为0.05PV，主段塞溶剂包括质量浓度为0.2％的表面活性剂、质量浓度为0.16％的聚合物和余量的水，注入体积为0.3PV，副段塞溶剂包括质量浓度为0.1％的表面活性剂、质量浓度为0.16％的聚合物和余量的水，注入体积为0.15PV，保护段塞溶剂包括质量浓度0.14％的聚合物和余量的水，注入体积0.05PV；

后续水驱，直到含水率达到98％为止；

进行生产，综合含水率达到98％时结束生产，增加15.09％的采出程度，水驱采收率为48.23％。

利用本实施例的开采方法进行开采整个水平井化学驱试验过程共用时1825天，注入孔隙体积0.752PV，阶段采出程度34.38％，比单独水驱增加采收率19.29％，总采收率为67.52％，累积产油51301方，比水驱增加产油28781方。注入表面活性剂155吨，注入聚合物180吨，纯化学剂增油量为86方。

上述实施例表明，本发明的水平井化学驱开采方法可以大幅度提高单独水驱油藏采收率，改善油层开发效果，是一种高效的水平井开采方法。

Claims (7)

1.一种水平井化学驱开采方法，该方法包括以下步骤：

在油层中部署单支水平井注采井网，注、采水平井平面布井方向平行于物源方向，同一油层内采用底部注顶部采的方式，且相对高渗透区部署注入井、相对低渗透区部署采油井，水平井的水平段长50-150m，相邻水平井的距离为100-200m；

向注入井中交替注入聚-表二元驱溶液，注入速度为0.12-0.2PV/a；

后续水驱，直到含水率达到98％为止；

进行生产，当综合含水率达到98％时结束生产；

所述油层为构造较高部位、储层空气渗透率为200mD以上、油层厚度为5米以上、隔夹层的钻遇率在80％以上、注水量小于0.5PV，剩余油饱和度大于残余油饱和度10％以上的油层；

向注入井中交替注入聚-表二元驱溶液时，包括向注入井中先后注入前置段塞溶剂、主段塞溶剂、副段塞溶剂和保护段塞溶剂的步骤；所述前置段塞溶剂的注入量为0.04PV-0.2PV，所述主段塞溶剂的注入量为0.2PV-0.6PV，所述副段塞溶剂的注入量为0.1PV-0.4PV，所述保护段塞溶剂的注入量为0.05PV-0.3PV；

以所述前置段塞溶剂的总质量为100％计，所述前置段塞溶剂包括质量浓度为0.2％-0.3％的聚合物和余量的水；所述聚合物包括分子量为2500万以上的聚丙烯酰胺；

以所述主段塞溶剂的总质量为100％计，所述主段塞溶剂包括质量浓度为0.2％-0.25％的表面活性剂、质量浓度为0.16％-0.3％的聚合物和余量的水；

以所述副段塞溶剂的总质量为100％计，所述副段塞溶剂包括质量浓度为0.1％-0.2％的表面活性剂、质量浓度为0.16％-0.24％的聚合物和余量的水；所述聚合物包括聚丙烯酰胺；

以所述保护段塞溶剂的总质量为100％计，所述保护段塞溶剂包括质量浓度为0.14％-0.2％的聚合物和余量的水。

2.根据权利要求1所述的水平井化学驱开采方法，其中，所述保护段塞溶剂中的聚合物包括聚丙烯酰胺。

3.根据权利要求1所述的水平井化学驱开采方法，其中，所述物源方向为油层储藏的沉积方向。

4.根据权利要求1所述的水平井化学驱开采方法，其中，单支水平井注采井网包括1口水平井注1口水平井采、1口水平井注2口水平井采、1口水平井注4口水平井采或者1口水平井注6口水平井采。

5.根据权利要求1所述的水平井化学驱开采方法，其中，所述主段塞溶剂采用的表面活性剂为将油水界面张力降至10^-3数量级的表面活性剂。

6.根据权利要求5所述的水平井化学驱开采方法，其中，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。

7.根据权利要求1所述的水平井化学驱开采方法，其中，所述主段塞溶剂采用的聚合物包括分子量为2000万-3000万的聚丙烯酰胺。