CN110399640B - 一种分注井分注技术界限综合判定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种分注井分注技术界限综合判定方法,所述分注井分注技术界限综合判定方法采用地面注水系统‑注水井筒‑配水水嘴‑注采井间‑油井井筒五节点一体化设计方法,以“层间流量差”为特征变量,以选择性均衡注水为设计目标,综合考虑水嘴调节工艺界限和油藏界限,建立综合界限图版,指导分注工艺选择,优化测调工艺模式,应用该方法可以有效延长了测调周期,降低人员劳动强度,提升分注开发效果。
Description
技术领域
本发明属于油田注水开发技术领域,特别涉及一种分注井分注技术界限综合判定方法。
背景技术
分层注水是国内油田普遍认可的提高采收率方式,在大庆、胜利、长庆等油田得到了广泛的应用,助推了油田的高效开发和持续稳产。目前油田分层注水主要采用桥式偏心和桥式同心分注工艺,通过下入分注管柱实现分层注水,采用地面试井车下入测试仪器,实现分层流量的调节,以满足不同层位地质需求。现有技术测试过程中,多采用经验法不断试调,不断调节井下配水器水嘴或更换配水器水嘴,来实现分层流量达到配注要求,整个作业过程较复杂,操作难度大,同时测试调配过程中,一般只采用压差-流量-水嘴开度经典水嘴开度图版。因此,该工艺测调合格率下降快,合理测调周期短,现场生产作业工作量大、成本高,制约了油田注水的降本增效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分注井分注技术界限综合判定方法,以解决上述问题。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种分注井分注技术界限综合判定方法,包括以下步骤:
步骤1,采用地面注水系统-注水井筒-配水水嘴-注采井间-油井井筒五节点一体化设计;
步骤2,根据步骤1中五节点以均衡注水强度为分注目标,建立分注理论数学模型;
步骤3,根据注水压力界限要求简化模型,以“层间流量差”为特征变量,以选择性均衡注水为设计目标,综合考虑水嘴调节工艺界限和油藏界限,计算得出油藏必要界限和工具必要界限以及综合界限,最后选取基础参数,绘制界限图版,指导技术界限。
进一步的,步骤2中,分注理论数学模型将注水压力、水柱压力、水嘴嘴损、油藏渗流阻力定为井-藏一体化节点分析的动力和阻力,忽略摩阻、孔板流量计阻力,根据地质模型,将所有压力取限流层为基准面,建立分注理论数学模型,分别包含井筒部分、水嘴部分、油藏部分,限流层为相对高渗、需要减小吸水量的层段。
进一步的,地质模型为一口注水井、一口采油井,井间为两个开采层位,采用分层注入开采。
化为:
得到油藏必要界限和工具必要界限:
以及综合界限:
其中,Q1为相对高渗层分注前吸水量,Q2为相对低渗层分注前吸水量,Q11为相对高渗层分注后吸水量,Q22为相对低渗层分注后吸水量,h1为相对高渗层厚度,h2为相对低渗层厚度,PH1为注水井井口至油层静液柱压力,Pwf1为油井井底流压,ΔP1为嘴损压差,d为水嘴直径,P0为分注前油压,P00为分注后油压,PT-max为配水间管线最大压力,R1为相对高渗层井间阻力,R2为相对低渗层井间阻力。
进一步的,根据分注理论数学模型,确定不同情况下的分注工艺油藏必要界限,在此,选取基础参数:
P0=12MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5
确定注水速度Q、配水间管线最大压力PT-max、相对低渗层分注前吸水量Q2共同构成的分注工艺油藏必要界限图版,直线以上为适合分注区域;
如果合注时井口油压很低
P0=5MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5
则适合分注区域明显扩大,相对低渗层分注前吸水量Q2下限明显降低。
进一步的,根据分注理论数学模型,确定不同情况下的分注工艺水嘴必要界限,在此,选取基础参数:
P0=12MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5,Q=30
确定水嘴直径d、配水间管线最大压力PT-max、相对低渗层分注前吸水量Q2共同构成的分注工艺水嘴必要界限图版,曲线以上为适合分注区域;
如果合注时井口油压很低:
P0=2MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5,Q=30
则适合分注区域明显扩大,水嘴直径d下限明显降低。
进一步的,根据分注理论数学模型,确定不同情况下的分注工艺综合界限,在此,选取基础参数:
P0=12MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5
确定注水速度Q、水嘴直径d、配水间管线压力P00、相对低渗层分注前吸水量Q2共同构成的分注工艺水嘴界限图版,实线框外的所需井口油压范围、虚线框外的所需水嘴直径范围为完全适合分注区域;
如果合注时井口油压很低:
P0=2MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5
则完全适合分注区域明显扩大。
与现有技术相比,本发明有以下技术效果:
本发明采用地面注水系统-注水井筒-配水水嘴-注采井间-油井井筒五节点一体化设计方法,以“层间流量差”为特征变量,以选择性均衡注水为设计目标,针对两类注水井设计分注界限和方法:一类为注水压力与油藏条件匹配好,水嘴有足够调整的余地,能够满足均衡吸水的要求,二类为注水压力与油藏条件匹配一般,水嘴有调整余地,但是余地不足以满足均衡吸水的要求,建立井-藏协同分注基础数学模型,得出压力受限、水嘴调节受限两种条件下不同井-藏协同分注理论界限,形成井-藏协同分注设计方法,明确了低渗油藏分注设计原则,指导分注井测调周期确定,实现分注合格长期有效性。
采用分注井分注技术界限综合判定方法可以根据油藏、注水系统等因素,选定合理的分注工艺,确保分层注水量顺利调节,达到配注要求,同时避免了井下分注水嘴无法调节到目标流量,导致起管柱、分层措施等作业,降低了人员劳动强度及重复作业导致的额外成本。
附图说明
图1分注地质模型示意图
图2分注工艺油藏必要界限图版(合注油压12MPa)
图3分注工艺油藏必要界限图版(合注油压2MPa)
图4分注工艺水嘴必要界限图版(合注油压12MPa)
图5分注工艺水嘴必要界限图版(合注油压2MPa)
图6分注工艺综合界限图版(合注油压12MPa)
图7分注工艺综合界限图版(合注油压2MPa)。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明:
本发明提供一种分注井分注技术界限综合判定方法,所述分注测调调节设计方法采用地面注水系统-注水井筒-配水水嘴-注采井间-油井井筒五节点一体化设计方法,以“层间流量差”为特征变量,以选择性均衡注水为设计目标,针对两类注水井设计分注界限和方法:一类为注水压力与油藏条件匹配好,水嘴有足够调整的余地,能够满足均衡吸水的要求,二类为注水压力与油藏条件匹配一般,水嘴有调整余地,但是余地不足以满足均衡吸水的要求,建立井-藏协同分注基础数学模型,得出压力受限、水嘴调节受限两种条件下不同井-藏协同分注理论界限,形成井-藏协同分注设计方法,明确了低渗油藏分注设计原则,指导分注井测调周期确定,实现分注合格长期有效性。
其分注界限地质模型的示意图如图1所示。
长庆低渗油藏分注涉及注水地面-水井井底-配水水嘴-注采井间-油井井底五节点,在此,以均衡注水强度为分注目标,建立分注理论数学模型。
所述分注理论数学模型将注水压力、水柱压力、水嘴嘴损、油藏渗流阻力定为井-藏一体化节点分析的主要动力和阻力,忽略摩阻、孔板流量计阻力,根据地质模型,将所有压力取限流层(相对高渗、需要减小吸水量的层段,以1表示)为基准面,建立分注理论数学模型,分别包含井筒部分、水嘴部分、油藏部分,考虑均衡注水,模型如下:
求解两个层段对P00的界限要求,即:
化为:
得到油藏必要界限和工具必要界限:
以及综合界限:
其中,Q1为相对高渗层分注前吸水量,Q2为相对低渗层分注前吸水量,Q11为相对高渗层分注后吸水量,Q22为相对低渗层分注后吸水量,h1为相对高渗层厚度,h2为相对低渗层厚度,PH1为注水井井口至油层静液柱压力,Pwf1为油井井底流压,ΔP1为嘴损压差,d为水嘴直径,P0为分注前油压,P00为分注后油压,PT-max为配水间管线最大压力,R1为相对高渗层井间阻力,R2为相对低渗层井间阻力。
根据分注理论数学模型,可以确定不同情况下的分注工艺油藏必要界限,在此,选取基础参数:
P0=12MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5
确定注水速度Q、配水间管线最大压力PT-max、相对低渗层分注前吸水量Q2共同构成的分注工艺油藏必要界限图版,直线以上为适合分注区域,见图2。
如果合注时井口油压很低,例如:
P0=5MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5
则适合分注区域明显扩大,相对低渗层分注前吸水量Q2下限明显降低,见图3。
根据分注理论数学模型,可以确定不同情况下的分注工艺水嘴必要界限,在此,选取基础参数:
P0=12MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5,Q=30
确定水嘴直径d、配水间管线最大压力PT-max、相对低渗层分注前吸水量Q2共同构成的分注工艺水嘴必要界限图版,曲线以上为适合分注区域,见图4。
如果合注时井口油压很低,例如:
P0=2MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5,Q=30
则适合分注区域明显扩大,水嘴直径d下限明显降低,见图5。
根据分注理论数学模型,可以确定不同情况下的分注工艺综合界限,在此,选取基础参数:
P0=12MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5
确定注水速度Q、水嘴直径d、配水间管线最大压力PT-max、相对低渗层分注前吸水量Q2共同构成的分注工艺水嘴界限图版,实线框外的所需井口油压范围、虚线框外的所需水嘴直径范围为完全适合分注区域,见图6。
如果合注时井口油压很低,例如:
P0=2MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5
则完全适合分注区域明显扩大,见图7。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合,任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。
本实施方式中没有详细叙述的部分属本行业的公知的常用手段,这里不一一叙述。以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种分注井分注技术界限综合判定方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,采用地面注水系统-注水井筒-配水水嘴-注采井间-油井井筒五节点一体化设计;
步骤2,根据步骤1中五节点以均衡注水强度为分注目标,建立分注理论数学模型;
步骤3,根据注水压力界限要求简化模型,以“层间流量差”为特征变量,以选择性均衡注水为设计目标,综合考虑水嘴调节工艺界限和油藏界限,计算得出油藏必要界限和工具必要界限以及综合界限,最后选取基础参数,绘制界限图版,指导技术界限;
化为:
得到油藏必要界限和工具必要界限:
以及综合界限:
其中,Q1为相对高渗层分注前吸水量,Q2为相对低渗层分注前吸水量,Q11为相对高渗层分注后吸水量,Q22为相对低渗层分注后吸水量,h1为相对高渗层厚度,h2为相对低渗层厚度,PH1为注水井井口至油层静液柱压力,Pwf1为油井井底流压,ΔP1为嘴损压差,d为水嘴直径,P0为分注前油压,P00为分注后油压,PT-max为配水间管线最大压力,R1为相对高渗层井间阻力,R2为相对低渗层井间阻力;Q为注水速度。
2.根据权利要求1所述的一种分注井分注技术界限综合判定方法,其特征在于,步骤2中,分注理论数学模型将注水压力、水柱压力、水嘴嘴损、油藏渗流阻力定为井-藏一体化节点分析的动力和阻力,忽略摩阻、孔板流量计阻力,根据地质模型,将所有压力取限流层为基准面,建立分注理论数学模型,分别包含井筒部分、水嘴部分、油藏部分,限流层为相对高渗、需要减小吸水量的层段。
3.根据权利要求2所述的一种分注井分注技术界限综合判定方法,其特征在于,地质模型为一口注水井、一口采油井,井间为两个开采层位,采用分层注入开采。
4.根据权利要求1所述的一种分注井分注技术界限综合判定方法,其特征在于,根据分注理论数学模型,确定不同情况下的分注工艺油藏必要界限,在此,选取基础参数:
P0=12MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5
确定注水速度Q、配水间管线最大压力PT-max、相对低渗层分注前吸水量Q2共同构成的分注工艺油藏必要界限图版;
如果合注时井口油压很低
P0=5MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5
则分注区域明显扩大,相对低渗层分注前吸水量Q2下限明显降低。
5.根据权利要求4所述的一种分注井分注技术界限综合判定方法,其特征在于,根据分注理论数学模型,确定不同情况下的分注工艺水嘴必要界限,在此,选取基础参数:
P0=12MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5,Q=30
确定水嘴直径d、配水间管线最大压力PT-max、相对低渗层分注前吸水量Q2共同构成的分注工艺水嘴必要界限图版;
如果合注时井口油压很低:
P0=2MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5,Q=30
则分注区域明显扩大,水嘴直径d下限明显降低。
6.根据权利要求4所述的一种分注井分注技术界限综合判定方法,其特征在于,根据分注理论数学模型,确定不同情况下的分注工艺综合界限,在此,选取基础参数:
P0=12MPa,PH1=24MPa,Pwf1=4MPa,h1=5,h2=5
确定注水速度Q、水嘴直径d、配水间管线最大压力PT-max、相对低渗层分注前吸水量Q2共同构成的分注工艺水嘴界限图版,实线框外的所需井口油压范围、虚线框外的所需水嘴直径范围为完全适合分注区域;
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