CN110439518B - 三元复合驱替效果定量化评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油采收技术领域，尤其涉及一种三元复合驱替效果定量化评价方法。选择了反映油井生产情况的6个参数，即产水率下降幅度、化学驱替持续受效时间、化学驱替效率、累计水油比及累计产油量、实际生产时间比例，利用主成分分析方法，得到各参数的权重值，进而确定综合评价油井生产情况的定量化评价计算公式。将待评价井的6个单一参数得分代入该计算公式后就得到了各井的综合评价值。本发明能够实现不同油井生产情况的定量化对比，为后续分析油井生产特征差异性及提出生产措施调整方案提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及石油采收技术领域，尤其涉及一种三元复合驱替效果定量化评价方法。
背景技术
三元复合驱作为三次采油中重要的驱替方式，由美国在1977年最早报道，大庆油田在1988年最早引入国内。经过多年的实验室测试和矿场试验后，目前在我国陆上某些高含水老油田中先导试验区已进行投产。三元复合驱油剂组分包括碱液、聚合物和表面活性剂，其中聚合物增加了水相的粘度，降低了水油两相的流度比，能够有效扩大化学剂的波及范围，同时碱液和表面活性剂降低了油水的界面张力，有利于水驱后剩余油的可动化，进而能够提高洗油效率，其平均采收率比水驱的高约20％。三元复合驱替效果主要取决于驱油剂与地层流体的匹配程度，若驱油剂与地层水类型不匹配，则难以形成有效的降水增油的效果。不同地区的地层流体类型具有差异，因此不同油田进行三元复合驱时使用的主剂组分也是不同的。即使在同一地区，由于存在地质特征的平面非均质性，在相同的驱油剂注入条件下，不同井点位置生产特征的差异也较为明显。这种差异具体表现为油井开发效果的不同，也即油井在三元复合驱阶段所表现出的单井产水率、驱替效率及累计水油比等参数的不同。当驱油剂失去效果后，油井产水率又恢复到高值，此时需要对油井生产情况进行综合评价，以确定后续的调整措施。
由于三元复合驱替使用的驱油剂价格偏高，在低油价的国际环境下，一般油田的生产条件达不到其经济性，目前进行的先导试验区较少。且该类型的驱油剂对地下水具有污染性，对储层结构具有破坏性，从而限制了其应用的范围。大庆油田在2014年开始推广应用，目前多数先导区内三元复合驱生产阶段还未结束，因此能够从整个开发阶段对油井生产特征进行评价的地区较少。
现有技术方案更多的是在实验室内以实际岩心或者人造岩心进行模拟试验，分析驱油剂的驱替效率，确定不同驱油剂之间的比例，并没有对实际油井生产情况进行综合评价的文献。近期的文献中，有刘哲宇等(2016)利用岩心样品进行三元复合驱组分协同作用规律的研究，程杰成等(2016)利用油井采出液浓度预测结垢特征，王俊等(2016)利用模拟的原油乳状液以分析弱碱的乳化稳定性，赵树成(2017)利用水平井按照不同的开发措施进行现场试验。卿华等(2017)在室内对强碱三元复合驱的采收率影响因素进行分析，吴凡等(2018)利用平板模型模拟三元复合驱的靶向输送技术。均没有提出能够对实际的油井生产情况进行定量化评价的计算方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的对三元复合驱替效果的分析多依赖于岩心样品或者人造砂岩样品，并不符合真实油藏条件下油井的生产实际，得到的结论较为片面，且不同样品之间的没有对比性，或者可对比性较差。且三元复合驱作为化学驱替方式的一种类型，能够评价油井生产特征的参数有多个，包括累计产油量、产水率、水油比等，但每一个参数只能反映油井生产的某一方面特征，不能实现定量化的评价，不能为后期油井生产措施的调整提供准确的依据。
为解决上述问题，本发明提供一种三元复合驱替效果定量化评价方法，数据来源于真实的油井生产数据，通过对油井生产特征的描述，选择了反应油井生产情况的6个参数进行主成分分析，得到各参数的权重值，进而确定了综合评价油井生产情况的定量化评价计算公式，能够实现不同油井生产情况的定量化对比，为后续分析油井生产特征差异性及提出生产措施调整方案提供依据。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：因为聚合物在地层中会产生水解反应、吸附及滞留等导致其控制流度的能力减弱。碱液与地层中的矿物及流体发生离子交换、矿物转换及溶蚀作用等，表面活性剂在地层中存在吸附、溶解、沉淀等滞留形式，从而使其降低油水界面张力、产生乳化及导致颗粒润湿性反转的能力变差，各组分协同作用的效果降低使化学驱替效果变差，因此三元复合驱替效果具有一定的时效性。所以通过以下6个参数得到三元复合驱替效果定量化评价方法：
(1)产水率的变化：根据单井月产油量及产水量的生产数据，按照其生产时间可以制作产水率的变化曲线，从产水率曲线中得到产水率下降幅度。三元复合驱井网产水率在投产初期呈持续的高值，为98％附近。随着驱油剂效果的变化，单井产水率先下降后升高，呈U字形或V字形，主要取决于各组分的协同作用。其下降幅度越大，表示三元复合驱油剂的作用越强。
(2)化学驱替持续受效时间：选取产水率90％作为临界值，将投产初期到产水率首次下降为90％的时间作为驱油剂的受效前期，将产水率持续在90％以下的时间作为驱油剂持续受效期，将产水率突破90％到之后的时间作为驱油剂受效后期。如果驱油剂的稳定性能越好，则其有效影响水相渗透率的持续时间也就越长，即其产水率维持在90％以下的时间越长，表示驱替效果越好。
(3)化学驱替效率：统计评价油井的累计产油量和累计产水量，利用这两个参数，根据公式1和公式2，可以得到甲型驱替特征曲线。
lnWp＝A+BNP (公式1)
其中：Wp为累计产水量，Np为累计产油量，A、B为系数。系数1/B即表示累计产水量升高10倍时所对应的采油量，1/B值越大，则表示驱油剂驱替的效率越高。
(4)累计水油比及累计产油量：根据累计产油量和累计产水量得到累计水油比及累计产油量参数。在化学驱结束时，累计水油比和累计产油量参数可评价油井整体的生产情况。累计水油比越大，说明越多的地层水进入油筒，导致开采效果较差，也即驱油剂对水相渗流的抑制效果较差。累计产油量越大，说明油井控制范围内的化学驱替效果越好，采出程度越高。
(5)实际生产时间比例：统计实际生产时间占总生产时间的比例。若油井生产过程中，频繁出现卡泵、抽油杆滑脱、停电等情况而造成停产，其实际有效生产时间在开发总时间内的比例降低，不利于流体的稳定流动，使驱替效果变差。
驱替效果综合评价：
从以下六个方面得到6个参数，分别是持续受效时间，受效阶段驱替特征曲线斜率，产水率下降幅度，累计水油比，累计产油量，有效生产时间占比。以上各参数均能够反映三元复合驱过程中某一方面的驱替特征。将上述6个参数的具体数值汇总为1个矩阵，利用主成分分析方法，得到了各参数的权重值，因此可以得到油井定量化评价的公式。该公式可以对油井的驱替效果进行全面的表征，且实现油井间驱替效果定量化的对比。由于上述参数的单位均不一样，为了实现油井间的定量化评价，首先根据单一参数按照由小到大的顺序进行排序，然后依次赋分。最终得到待评价油井的6个参数各自的分数，将单一参数得分代入公式3，得到了各井的综合评价值。
F＝M1*X1+M2*X2+M3*X3-M4*X4+M5*X5+M6*X6 (公式3)
其中：X1为持续受效时间参数得分，M1为其权重值；X2为受效阶段驱替特征曲线斜率参数得分，M2为其权重值；X3为产水率下降幅度参数得分，M3为其权重值；X4为累计水油比参数得分，M4为其权重值；X5为累计产油量参数得分，M5为其权重值；X6为有效生产时间占比参数得分，M6为其权重值；每一参数得分范围为1-n，其中n为井数。
本发明的有益效果在于：可以对三元复合驱开发效果进行定量化的评价，实现油井生产情况的综合分析和对比，为后续分析油井生产特征差异性及提出生产措施调整方案提供依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1的产水率变化曲线。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种三元复合驱替效果定量化评价方法，以大庆长垣杏树岗油田杏六区东部研究区PI33为例，研究区面积1.2km2，地层倾角小于3°，不发育断裂。该单砂体平均厚6.2m，有效厚度约4.5m，属于浅水三角洲低弯度曲流型分流河道沉积，在研究范围内连片分布，渗透率平均为556mD，孔隙度平均为28.7％，属于中高孔中高渗储层。该区域属于大庆长垣整装油藏的一部分，在1968年开始进行水驱开发，持续时间长达40年之久。在2008年底区域产水率平均值接近水驱的经济产水率临界值，即98％，已属于特高含水后期阶段，此时厚度约50.7％的砂体为高水淹，45.1％的砂体为中-低水淹程度。原油采出程度为47.8％，为了开发水驱后剩余储量，提高采出程度，研究区在2008年底全面部署了规则五点式三元复合驱井网，进行三次采油。其中采油井20口，注水井16口，注采井间距约150m。该井网在2015年的产水率已恢复到投产初期状态，意味着三元复合驱有效开发阶段结束。通过以下步骤进行三元复合驱替效果定量化评价：
(1)产水率的变化：为了对各油井的开发效果进行定量化的对比，统计了各井的产水率数据(图1)，计算三元复合驱过程中的产水率下降幅度，结果显示区域内产水率下降幅度平均为33.6％，其中单井最大产水率下降幅度可达52.5％，最小的仅4.7％。说明化学驱阶段不同井点处的驱替效果差别明显。
(2)化学驱替持续受效时间：按照产水率变化划分各井三元复合驱受效前期、持续受效期和受效后期。统计结果显示，研究区内化学剂持续受效时间平均为25个月，其中持续受效时间最长的井可达40个月，且有一口井产水率始终在90％以上。说明研究内不同油井位置处化学剂的时效性差异较大。
(3)化学驱替效率：根据各井的生产数据得到累计产油量和累计产水量，根据以下公式计算得到甲型驱替特征曲线：
lnWp＝A+BNP
利用甲型水驱特征曲线，计算当累计产水量升高10倍时所对应的采油量，也即计算1/B参数。结果显示，研究区内油井在持续受效阶段的1/B参数值范围在0.15-3.84，平均值为1.33，且个别相邻井间具有明显差异性。
(4)累计水油比及累计产油量：根据累计产油量和累计产水量，计算得到累计水油比及累计产油量。结果显示，各油井累计水油比范围在5.02-22.24之间，平均值为10.4。同时各油井井累计产油量数值范围在0.38-1.43，平均值为0.78。
(5)实际生产时间比例：依据油井生产历史统计各井因工程或技术原因而造成的停产时间，也即非有效生产时间，结合各井的三元复合驱生产总时间，计算实际生产时间比例。结果显示研究区内各井的有效生产时间比例在68.6％-97.2％之间，平均为88.4％。说明研究区内大部分油井的生产条件是较稳定的。
将上述持续受效时间、受效阶段驱替特征曲线斜率、产水率下降幅度、累计水油比、累计产油量、有效生产时间占比这6个参数的具体数值汇总为1个矩阵，利用主成分分析方法，得到了各参数的权重值，因此可以得到油井定量化评价的公式如下：
F＝0.237*X1+0.206*X2+0.216*X3-0.247*X4+0.218*X5+0.196*X6
将以上各参数进行由小到大的排序，然后分别赋分，最后带入到驱替效果综合评价公式中，即可得到各井的综合评价值。将研究区内各井的驱替效果综合评价值得分范围由高到低分为三个等级，分别表示好、中、差三个级别，统计不同驱替效果下各井的生产特征参数如表1所示，研究区内70％的油井驱替效果中等-好，且生产状态越稳定的油井驱替效果越好，可见不同驱替效果的各井的生产特征差别明显。
表1不同驱替效果各油井的生产特征参数
Claims (4)
1.一种三元复合驱替效果定量化评价方法，其特征在于：选择了反映油井生产情况的6个参数，即从(1)产水率的变化、(2)化学驱替持续受效时间、(3)化学驱替效率、(4)累计水油比及累计产油量、(5)实际生产时间比例这五个方面统计计算得到产水率下降幅度、化学驱替持续受效时间、化学驱替效率、累计水油比及累计产油量、实际生产时间比例六个参数进行主成分分析，得到各参数的权重值，进而确定综合评价油井生产情况的定量化评价计算公式：F＝M1*X1+M2*X2+M3*X3-M4*X4+M5*X5+M6*X6
其中：X1为持续受效时间参数得分，M1为其权重值；X2为受效阶段的甲型驱替特征曲线斜率参数得分，M2为其权重值；X3为产水率下降幅度参数得分，M3为其权重值；X4为累计水油比参数得分，M4为其权重值；X5为累计产油量参数得分，M5为其权重值；X6为有效生产时间占比参数得分，M6为其权重值；每一参数得分范围为1-n，其中n为井数；
代入数据后得到各井的综合评价值；将研究区内各井的驱替效果综合评价值得分范围由高到低分为三个等级，分别表示好、中、差三个级别，统计不同驱替效果下各井的生产特征参数；
其中化学驱替持续受效时间即选取产水率90％作为临界值，将化学驱阶段分为三个时期：受效前期、持续受效期和受效后期；统计得到持续受效时间；
统计评价油井的累计产油量和累计产水量，化学驱替效率即用这两个参数，根据以下两个公式，得到甲型驱替特征曲线：
lnWp＝A+BNP
其中：Wp为累计产水量，Np为累计产油量，A、B为系数；系数1/B即表示累计产水量升高10倍时所对应的采油量，1/B值越大，则表示驱油剂驱替的效率越高；
其中，对待评价井各单一参数的数值进行排序，由小到大依次赋分作为各参数得分，使具有不同单位的参数具有统一的取值范围，将该参数得分代入计算公式以实现待评价井驱替效果的定量化计算和对比。
2.如权利要求1所述的三元复合驱替效果定量化评价方法，其特征在于：根据单井月产油量及产水量的生产数据，按照其生产时间制作产水率的变化曲线，得到产水率曲线，从产水率曲线中得到不同时期的产水率下降幅度。
3.如权利要求1所述的三元复合驱替效果定量化评价方法，其特征在于：实际生产时间比例即统计实际生产时间占总生产时间的比例。
4.如权利要求1所述的三元复合驱替效果定量化评价方法，其特征在于：对表征各井生产特征的单一参数矩阵利用主成分分析方法获得各参数的权重值。
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