CN111648751A - 一种超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，包括如下步骤：首先根据稠油油藏各油层的剩余油分布规律进行分类，分为叠合程度好的多套油层和叠合程度不好的油层；将叠合程度好的多套油层再划分为主力层和非主力层；所述叠合程度为各油层剩余油纵向叠合程度；然后对所述主力层的井网进行加密原有井网开发，对所述非主力层进行井网完善开发；对叠合程度不好的油层进行水平井开发。本发明的方法配合开发方式和注采参数优化可以有效提高各类型油层采收率，并且尤其适用于纵向多层系的超高轮次吞吐后期的稠油油藏。

Description

一种超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法

技术领域

本发明涉及一种超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，属于多层系稠油开采技术领域。

背景技术

在我国，将油层条件下粘度大于50cp的原油称为稠油，分为普通稠油、特稠油和超稠油。国际上将稠油称为重质原油，美国等国家将API度在10～20的原油称为重质原油，将API度小于10的原油称为沥青。

世界上蕴藏有巨大的稠油资源，是常规原油资源的数倍以上，具有非常重要的石油能源战略地位。稠油资源分布广，几乎各产油国均有发现。中国稠油资源也非常丰富，约占总石油资源量的25％-30％。

我国稠油资源除普通稠油I类之外，大多数采用蒸汽吞吐加蒸汽驱的方式开发，蒸汽吞吐即周期性地向油井中注入蒸汽，将大量热带入油层的一种稠油增产措施。目前绝大多数老油田已进入超高轮次吞吐后期，经过超高轮次蒸汽吞吐开采，随着采出程度的提高，地层压力下降幅度大，压力保持水平在30％以下，导致油井产液量低，严重制约了后续阶段的吞吐开发效果。

同时汽窜严重，由于油层的非均质性和蒸汽吞吐开发的注汽和采油阶段的不均衡导致吞吐井之间易形成汽窜通道或者叫做高耗汽条带，导致了蒸汽在井间无效循环，严重影响了生产效果。随着吞吐轮次的增加，汽窜形式也有最初的边角窜、对角窜发展成高轮次吞吐后期的网状窜。

最后是超高轮次吞吐井井况差，套损、错断井逐年加剧，致使带病生产井、停产井逐年增多，造成部分区域储量失控。继续进行蒸汽吞吐生产油藏的采收率难以进一步提高，但是直接利用老井网转蒸汽驱效果很差，蒸汽驱阶段会继承吞吐阶段的高耗汽条带，导致注采井直接形成蒸汽无效循环。因此，超高轮次吞吐后期无论基于何种开发方式，都难以进一步提高采收率。

发明内容

本发明的目的是提供一种超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，用以解决超高轮次吞吐后期难以提高采收率的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

本发明的一种超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，包括如下步骤：

1)根据地质模型和生产历史数据获得稠油油藏各油层的剩余油分布；

2)根据稠油油藏各油层的剩余油分布进行分类，分为叠合程度好的多套油层和叠合程度不好的油层；将叠合程度好的多套油层再划分为主力层和非主力层；所述叠合程度为各油层剩余油纵向叠合程度；

3)对所述主力层的井网进行加密原有井网开发，对所述非主力层进行井网完善开发；对叠合程度不好的油层进行水平井开发。

超高轮次吞吐后期的稠油油藏经过长期开采，各油层储油发生变化，单一油井形式难以进一步提高采收率，因此本方案针对变化后的储层，进行分类并基于各分类的储层特点有针对性的优化井网形式，能够有效的增加采收率。

进一步的，步骤1)中，所述稠油油藏各油层的剩余油分布还根据地下压力场、温度场、粘度场和含油饱和度场分布规律进行修正。

进一步的，所述主力层和非主力层的划分标准为以下参数中的一个或多个：油层厚度、原油粘度、采出程度。

主力开发油层采出程度较高，油层厚度较低，且由于多轮次的蒸汽吞吐，原油粘度下降。根据这几个标准，能够较为准确的区分主力开发油层和非主力开发油层。

进一步的，所述主力层和非主力层的划分还参考历史上开发层系的划分。

进行历史开发层系对比复合，主要是对历史上层系划分的核实，主要解决开发中暴露的矛盾，通过地质再认识的手段，对前人的成果进行修正。同时能够增加油层分类的准确程度。

进一步的，所述水平井开发包括排状井网水平井开发。

通过水平井排状井网增加叠合程度不好的油层的采收率。

进一步的，所述加密原有井网包括平面加密形式和立体加密形式。

进一步的，将所述非主力层的井网在蒸汽吞吐阶段完善为五点法井网。

五点法井网的注水井与采油井的比例为1比1，每口采油井受4口注水井影响；每口注水井与周围4口采油井相关联。所以，这种布井方式是一种强采强注的开发井网，注水后油井见效快，采油速度高。

进一步的，将所述非主力层的井网在蒸汽驱阶段完善为反九点法井网或矢量化井网。

进一步的，所述蒸汽吞吐阶段还包括化学辅助蒸汽驱或者热水驱。

超高轮次吞吐后期进行组合蒸汽吞吐，根据地下“四场”的分布规律择机进行化学辅助蒸汽驱或者热水驱方式优化设计。地下“四场”即压力场、温度场、粘度场和含油饱和度场。

进一步的，所述蒸汽吞吐阶段采用面积蒸汽吞吐法。

面积蒸汽吞吐是优选多井同时进行蒸汽吞吐的方式，即同时注汽、同时焖井、同时排液，有效避免了高耗汽条带的影响。

附图说明

图1是本发明的一种超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法流程图；

图2是水平井排状井网示意图；

图3是五点法井网示意图；

图4是反九点法井网示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

实施例1：

如图1所示的本发明的一种超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，包括如下步骤：

1.多元化井网设计：

根据超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏的地质模型结合生产历史数据，获得该稠油油藏各油层的剩余油分布。具体可以为将地质模型进行历史拟合获得油藏数值模型，利用油藏数值模型对该多层系稠油油藏各油层的剩余油分布规律进行分析。进一步结合地下“四场”分布规律，即压力场、温度场、粘度场和含油饱和度场分布规律，对各油层的剩余油分布规律进行修正。具体包括，对于压力下降到一定标准，温度升上导致粘度降低到可驱动的程度，含油饱和度大于一定标准，并且油层叠合较好的区域可以层系组合转蒸汽驱。对于没有达到蒸汽驱条件的油层，叠合好的油层可以进行直井井网继续吞吐，叠合不好的，可以利用水平井单层开发。

(1)根据各油层剩余油纵向叠合情况，将油藏分为叠合程度好的多套油层和叠合程度不好的油层。再根据油层厚度，同时将原油粘度和采出程度作为次要指标，将叠合程度好的多套油层划分为主力开发油层和非主力开发油层。一般来说主力开发油层采出程度较高，且油层面积较大、厚度较大，同时由于多轮次蒸汽吞吐和注水，导致原油粘度较低；非主力开发油层采出程度较低，且油层面积较小、厚度较小，同时地下热量小导致原油粘度大。

具体可以根据上述主力层和非主力层的特征，基于油层厚度，同时将原油粘度和采出程度作为次要指标，进行主力层和非主力层的划分。划分后进一步结合历史上开发层系的划分进行修正，增加主力层和非主力层的划分的准确程度，同时解决之前开发中暴露的问题和修正之前的认识。开发历史上，一般主力层面积大厚度大，井网较完善，开发时间长，采出程度高，非主力层反之。开发层系指的是可用同一井网进行开发的、性质相同的一组油气层组合。

(2)井网优化设计：

1)对于叠合程度不好的油层，寻找剩余油潜力区进行水平井单层高效布井开发，采用的井网形式为水平井排状井网。水平井排状井网如图2所示，为水平井(一般沿等高线)排列状部署的井网形式，图中带箭头的横线为注汽井，不带箭头的为采油井，注汽井和采油井沿等高线交错排列状部署。

2)对于叠合程度好的多套油层，根据主力层和非主力层的剩余油特点，主力层采出程度较高，历史井网(原有井网)较为完善，主要以加密原有井网为主，包括平面加密和立体加密形式，并且可以根据叠合情况加密主力层井网的同时兼顾周围的非主力层(主力层的加密井网覆盖到周围的非主力层)。平面加密原有井网主要针对薄层，由于原有井网井距较大，经过生产后，井间仍有大量剩余油存在，对原井网井间部署加密井，进一步缩小井距，动用井间剩余油。立体加密原有井网主要针对厚层，由于厚度较大，油层纵向动用不均匀，剩余油在油层的下部或上部富集，采用在油层纵向剩余油富集区布井的形式来挖掘层内剩余油。

3)非主力层采出程度较低，历史井网不完善，则主要以对历史井网为控制储量区域进行井网完善优化设计，蒸汽吞吐阶段完善为五点法井网，后期转驱可考虑转为反九点法井网或者矢量化井网。五点法井网为按正方形布井，一个最小单元里面有五口井；五点法井网最小单元如图3中的方框所示，蒸汽吞吐阶段每口井均为吞吐井，即自身注汽和采油；五点法井网在蒸汽驱阶段时，图中最小单元中心的带有箭头标识的井为注汽井，周围4个井为采油井。反九点法井网为按正方形布井，一个最小单元里面有九口井；反九点法井网最小单元如图4中的方框所示，图中最小单元中心的带有箭头标识的井为注汽井，周围8个井为采油井。矢量化井网是充分结合了油层地质条件和开发状况，比如考虑厚度分布、沉积微相、原油粘度分布、开发后地下剩余油及温度和压力场分布，灵活调整部署的井网。五点法、反九点法井网和矢量化井网的区别在于：五点法、反九点法井网属于规则井网，基本上把油藏视为均质的，只考虑含油面积的影响，也就是说在含油面积内布满即可。矢量化井网属于不规则井网，对于油藏的非均质性考虑因素更多，主要是地质因素和开发因素，开发前期主要考虑对地质情况的认识，根据油层分布和沉积微相的认识部署不规则井网；后期调整主要根据地下含油饱和度场，温度场，压力场的分布来调整井网，相比五点法和反九点法井网这两种规则井网更加贴近地下实际情况，更加科学高效。

(3)井距优化设计：

在井网优化模型的基础上，针对水平井排状井网的井距，根据水平井蒸汽吞吐泄油半径优化部署，并考虑后期转驱，井距采用80米，排距采用100米；针对直井或者大斜度井井距，根据模型计算模拟的剩余油分布规律，做好完善井、加密井与老井井距的优化，完善井井距采用100×140米，加密井井距采用70×100米，可根据剩余油状况适当调整。

2.开发方式设计

(1)面积蒸汽吞吐设计：超高轮次吞吐后期，汽窜问题频繁发生，针对这种情况进行面积蒸汽吞吐设计，优选多井同时进行蒸汽吞吐的方式，即同时注汽、同时焖井、同时排液，避免井间高耗汽条带影响。在油藏数值模型上优选吞吐井组，实现统一注汽、焖井，之后统一生产。

(2)转化学辅助蒸汽驱(热水驱)设计：根据油藏数值模型剩余油研究结果，选择具备转蒸汽驱(热水驱)条件的潜力区开展化学辅助蒸汽驱(热水驱)与原开发方式开发效果预测对比。

3.注采参数设计

(1)面积蒸汽吞吐注采参数设计：通过模型模拟计算的剩余油及汽窜情况选择实施井组，之后在模型上优化周期注汽强度、焖井时间、排液量，优化之后最佳的注采参数：注汽强度为300吨/米，注汽温度280摄氏度，注汽干度0.7，焖井时间为3天，日排液量为30吨/天。

(2)转化学辅助蒸汽驱(热水驱)注采参数设计：在模型上选择蒸汽驱(热水驱)潜力区进行化学辅助蒸汽驱(热水驱)注采参数优化研究，需要进行化学剂注入顺序、化学剂浓度、化学剂段塞量、注汽(水)速度、注汽干度(注水温度)、采注比等参数优化设计。优化结果为：化学剂注入顺序为伴随同注、化学剂浓度0.027、化学剂段塞量550吨。蒸汽驱注汽速度70吨/天，井底干度大于0.5，采注比1.1。热水驱注水速度40吨/天，注入温度80摄氏度，注采比1。

在油藏数值模型上优选潜力区利用多元化井网开发方案和原井网开发方案两种方案开发指标进行对比，结果见下表(表1)。

表1高轮次吞吐后不同井网形式下热采开发指标对比表

可以看出采用本发明的开发方法对井网进行多元化开发，显著提高了超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏的产油量和采出程度。

实施例2：

与实施例1的区别在于，本实施例中，稠油油藏各油层的剩余油分布规律仅根据超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏的地质模型结合生产历史数据获得，不再结合地下“四场”分布规律进行修正；即将地质模型进行历史拟合获得油藏数值模型，利用油藏数值模型对该多层系稠油油藏各油层的剩余油分布规律进行分析，得到各油层的剩余油分布情况，基于该各油层的剩余油分布情况获得油层剩余油纵向叠合情况，后续步骤与实施例1相同，此处不再赘述。

实施例3：

本实施例中，在叠合程度好的多套油层中划分主力层和非主力层时，基于油层厚度、采出程度和原油粘度进行判断，将油层厚度低于设定值、采出程度高于设定值以及原油粘度低于设定值的区域划分为主力层进行井网优化设计，其他区域的作为非主力层进行井网优化设计。主力层和非主力层的井网优化设计方法与实施例1中的相同，本实施例不再赘述。

实施例4：

本实施例中，在叠合程度好的多套油层中划分主力层和非主力层时，基于油层厚度同时参考历史上开发层系的划分进行判断，将历史上开发过程中的主力区内油层厚度低于设定值的区域划分为主力层进行井网优化设计，其他区域的作为非主力层进行井网优化设计。主力层和非主力层的井网优化设计方法与实施例1中的相同，本实施例不再赘述。

实施例5：

本实施例中，在叠合程度好的多套油层中划分主力层和非主力层时，仅基于原油粘度进行判断，将原油粘度低于设定值的区域划分为主力层进行井网优化设计，其他区域作为非主力层进行井网优化设计。主力层和非主力层的井网优化设计方法与实施例1中的相同，本实施例不再赘述。

实施例6：

本实施例中，在叠合程度好的多套油层中划分主力层和非主力层时，基于采出程度和原油粘度进行判断，为采出程度和原油粘度这两个指标设置阈值，将叠合程度好的多套油层区域划分网格，对不同网格中的剩余油藏的采出程度和原油粘度的倒数进行归一处理，再分别乘以对应的阈值，得到评分，将评分高于设定值的网格区域划分为主力层进行井网优化设计，其他区域作为非主力层进行井网优化设计。主力层和非主力层的井网优化设计方法与实施例1中的相同，本实施例不再赘述。

Claims (10)

1.一种超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据地质模型和生产历史数据获得稠油油藏各油层的剩余油分布；

2)根据稠油油藏各油层的剩余油分布进行分类，分为叠合程度好的多套油层和叠合程度不好的油层；将叠合程度好的多套油层再划分为主力层和非主力层；所述叠合程度为各油层剩余油纵向叠合程度；

3)对所述主力层的井网进行加密原有井网开发，对所述非主力层进行井网完善开发；

对叠合程度不好的油层进行水平井开发。

2.根据权利要求1所述的超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，其特征在于，步骤1)中，所述稠油油藏各油层的剩余油分布还根据地下压力场、温度场、粘度场和含油饱和度场分布规律进行修正。

3.根据权利要求2所述的超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，其特征在于，所述主力层和非主力层的划分标准为以下参数中的一个或多个：油层厚度、原油粘度、采出程度。

4.根据权利要求3所述的超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，其特征在于，所述主力层和非主力层的划分还参考历史上开发层系的划分。

5.根据权利要求1、2或3所述的超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，其特征在于，所述水平井开发包括排状井网水平井开发。

6.根据权利要求1、2或3所述的超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，其特征在于，所述加密原有井网包括平面加密形式和立体加密形式。

7.根据权利要求1、2或3所述的超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，其特征在于，将所述非主力层的井网在蒸汽吞吐阶段完善为五点法井网。

8.根据权利要求7所述的超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，其特征在于，将所述非主力层的井网在蒸汽驱阶段完善为反九点法井网或矢量化井网。

9.根据权利要求7所述的超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，其特征在于，所述蒸汽吞吐阶段还包括化学辅助蒸汽驱或者热水驱。

10.根据权利要求9所述的超高轮次吞吐后期多层系稠油油藏开发方法，其特征在于，所述蒸汽吞吐阶段采用面积蒸汽吞吐法。

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