CN111720116A - 一种缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法及注采防窜方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法及注采防窜方法，气窜判定方法包括以下步骤：步骤一：气窜判定原则：①生产井产出气中氮气含量大于10％，而未实施氮气驱时的氮气含量不大于5％，均为体积分数；②生产井产气量大于未实施氮气驱时的1.5倍；步骤二，当气窜风险高的单元氮气驱至少满足任一气窜判定原则，则判定单元氮气驱已经发生气窜，气窜风险高的单元氮气驱包括至少一个易气窜因素：井间具有过井断裂带或次级断裂、注采关系为低注高采、井间局部构造形态不存在构造高点或具有倾角。若通过上述气窜判定方法判定单元氮气驱气窜，则基于单元氮气驱的气窜特点和气窜程度，先动态调整防窜、后主动防窜或直接主动防窜的防窜方法。

Description

一种缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法及注采防窜方法

技术领域

本发明属于碳酸盐岩缝洞型油藏单元氮气驱开发技术领域，具体涉及一种缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法及注采防窜方法。

背景技术

单元氮气驱已成为缝洞型油藏单元水驱后的战略接替技术，但随着单元氮气驱规模的扩大，氮气驱效果差异大。部分井组发生气窜，导致氮气利用率大幅降低，井间部分剩余油无法得到充分动用，严重影响了单元氮气驱的高效、稳定生产。由于缝洞型油藏非均质性极强，井间储集体分布多样，井间存在气窜优势通道，氮气与地层原油溶解度低，导致气窜风险高，气窜后再治理难度大，成本高。

目前，针对非均质性极强的缝洞型油藏还无法及时识别气窜。缝洞型油藏油井井间距离大，注采位置差异及岩溶背景的差异大，导致注氮气对应油井提前识别气窜难度高；缝洞型油藏井间剩余油分布特征、氮气驱非混相驱油的特点，对应油井产油量变化大，导致常规采用气油比方法无法进行有效判定气窜；采用气体示踪剂等方法，存在费用高，增加成本，单元注氮气对应油井无法经常开展动态监测，而且缝洞型油藏复杂性，导致气体示踪剂井间气窜通道识别情况差异大。

发明内容

针对现有技术存在的缝洞型油藏氮气驱气窜导致气驱效率低、常规识别气窜和治理方法不适应非均质性极强的缝洞型油藏等缺陷。本发明提供一种缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法，能够实现缝洞型油藏氮气驱不同岩溶背景单元氮气驱气窜的及时、准确和和科学判断。本发明还涉及一种缝洞型油藏单元氮气驱注采防窜方法。

本发明的技术方案为：

一种缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法，包括以下步骤：

步骤一：基于单元氮气驱生产特征，建立缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定原则，所述气窜判定原则的主要依据为：

①生产井产出气中氮气含量大于10％，而未实施氮气驱时的氮气含量不大于5％，均为体积分数；

②生产井产气量大于未实施氮气驱时的1.5倍；

步骤二，基于所述气窜判定原则和易气窜因素，判定气窜：当气窜风险高的单元氮气驱至少满足任一气窜判定原则的主要依据，则判定单元氮气驱已经发生气窜，所述气窜风险高的单元氮气驱包括至少一个易气窜因素：井间具有过井断裂带或次级断裂、注采关系为低注高采、井间局部构造形态不存在构造高点或具有倾角。

所述气窜判定原则包括辅助依据，所述辅助依据包括：

①在排除其它工艺引起的压力变化影响之后，当实施单元氮气驱后的生产井油压、套压大于未实施氮气驱时的生产井的油压、套压至少1MPa时，即可判定单元氮气驱气窜，所述其它工艺包括对生产井开展的单井注气、注水、提液、酸压；

②生产井监测到气体示踪剂，且持续时间大于3天；

所述判定气窜包括：当所述出气窜风险高的单元氮气驱至少满足任一所述主要依据或至少满足任一所述主要依据和至少任一所述辅助依据，则判定单元氮气驱已经发生气窜。

基于所述主要依据和次要依据的变化程度和变化时间，判断气窜程度：

当至少任一所述主要依据或至少任一主要依据和辅助依据①发生变化的持续时间为2～5天，和/或10％≤生产井产出气中氮气含量≤20％，1MPa≤实施氮气驱前、后生产井的油压变化≤5MPa时，即可判定单元氮气驱有气窜响应点，气体以段塞式向生产井移动，气窜程度为初级；

当至少任一所述主要依据或至少任一主要依据和辅助依据①发生变化的持续时间大于5天，和/或20％≤生产井产出气中氮气含量，5MPa＜实施氮气驱前、后生产井的油压变化，即可判定气窜通道已彻底形成，主要气窜发生严重，气窜通道连续，气窜程度为中级或严重。

基于气窜影响因素，获得所述易气窜因素，所述气窜影响因素包括连通关系、井间断裂分布、注采关系和局部构造形态。

一种缝洞型油藏单元氮气驱注采防窜方法，其特征在于采用上述的一种缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法判定单元氮气驱是否气窜，若所述单元氮气驱气窜，则采取注采防窜措施；基于单元氮气驱的气窜特点和气窜程度，采取单元氮气驱油藏的逐级注采防窜措施：先动态调整防窜、后主动防窜或直接主动防窜。

基于缝洞型油藏地质特征认识，将所述单元氮气驱油藏划分为风化壳油藏、暗河油藏和断控油藏。

所述气窜特点的获取方法为：利用物模手段或数模手段，明确各油藏的所述单元氮气驱的气窜影响因素和易气窜因素，以得出各油藏的所述单元氮气驱的气窜特点。

所述风化壳油藏的单元氮气驱的气窜影响因素包括连通关系、注采关系和局部构造形态，对应的所述风化壳油藏的易气窜因素包括所述连通关系为井间存在过井断裂带，所述注采关系为低注高采，所述局部构造形态为不存在构造高点；所述风化壳油藏的气窜特点为：气窜周期长，气窜有过程；

则基于单元氮气驱的气窜特点和气窜程度，建立所述风化壳油藏的注采防窜措施为：

若气窜程度判断为初级，则采取防守式防窜措施：注入、采出参数调整方法，或注气井采用周期注气或气水协同注气，生产井采取控液阻流的方法；

若气窜程度判断为中级或严重，气窜通道连续，则按照防窜强度依次增大的顺序逐级采取主动防窜的各方式或直接选取至少一种方式，所述逐级主动防窜方法为：首先采用提液引流法：关闭气窜井，其它生产井提液，以将气体向其它生产井方向引入，实现防窜扩大波及的波及；若所述提液引流方法效果变差，采用换向注气法：将前期的注气井变为生产井，气窜井变成注气井，通过新建立的注采关系，受注采对应的改变，使得气体向其它方向扩散，以防窜的同时有效动用井间剩余油；若所述换向注气法失效，则采用氮气泡沫驱初步封堵防窜并扩大波及的方法，所述泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min；若所述氮气泡沫驱失效后，采用加强氮气泡沫驱或者采用进攻性防窜—氮气泡沫驱+颗粒复合防窜，其中所述加强氮气泡沫驱的泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞3倍，泡沫可长期持续存在；所述氮气泡沫驱+颗粒复合防窜通过向地层注入密度为0.2-0.3g/cm³的低密度颗粒，以封堵裂缝直径＜2mm，孔洞直径＜20mm的大裂缝通道连通，注入后伴随氮气进入裂缝上部通道，部分抑制气体窜进，扩大氮气波及体积，在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min的氮气泡沫对裂缝、孔洞直径＜2mm的小尺度气窜通道的调整，扩大气体波，以实现逐级动用。

所述暗河油藏的单元氮气驱的气窜影响因素包括注采关系和局部构造形态，对应的，所述暗河油藏的易气窜因素包括所述注采关系为低注高采，所述井间局部构造形态具有倾角；所述暗河油藏的气窜特点为：井间局部构造形态倾角越大，气窜周期越短，气窜越快；

则基于单元氮气驱的气窜特点和气窜程度，建立所述暗河油藏的注采防窜措施为：

当单元注氮气井间局部构造形态倾角小于10°时，若气窜程度判断为初级，则采取防守式防窜措施：注入、采出参数调整方法，或注气井采用低注入速度+气水交替方法，以通过降低注入速度降低气窜程度，通过气水交替驱，利用水的流度控制气窜、延缓气窜，生产井采取控液阻流的方法；若气窜程度判断为中级或严重，气窜通道连续，则直接主动防窜中的进攻性防窜—氮气泡沫+颗粒复合防窜，通过向地层注入密度为0.2-0.3g/cm³的低密度颗粒，以封堵裂缝直径＜2mm，孔洞直径＜20mm的大裂缝通道连通，注入后伴随氮气进入裂缝上部通道，部分抑制气体窜进，扩大氮气波及体积，所述泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min的氮气泡沫对裂缝、孔洞直径＜2mm的小尺度气窜通道的调整，扩大气体波及实现逐级动用；

当单元注氮气井间局部构造形态倾角大于10°时，一旦满足气窜判断原则，即使气窜程度判断为初级，直接采用主动防窜，则注入井采用氮气泡沫+颗粒复合防窜，同时气窜井关井，其它生产井提液引流方法。

所述断控油藏的单元氮气驱的气窜影响因素包括井间断裂分布和注采关系，对应的所述易气窜因素包括所述井间断裂分布为单元过大断裂或位于大断裂侧翼，井间发育次级断裂，所述注采关系为低注高采；所述断控油藏的气窜特点为断裂连通气窜快；

则基于单元氮气驱的气窜特点和气窜程度，建立所述断控油藏的注采防窜措施为：

一旦判定气窜，即使气窜程度判断为初级，直接采用主动防窜，注入井采用氮气泡沫+颗粒复合防窜，通过向地层注入密度为0.2-0.3g/cm³的低密度颗粒，以封堵裂缝直径＜2mm，孔洞直径＜20mm的大裂缝通道连通，注入后伴随氮气进入裂缝上部通道，部分抑制气体窜进，扩大氮气波及体积，所述泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min的氮气泡沫对裂缝、孔洞直径＜2mm的小尺度气窜通道的调整，扩大气体波及实现逐级动用；

或注入井采用氮气泡沫+颗粒+沥青的逐级封堵段塞复合防窜，通过向地层注入密度为0.2-0.3g/cm³低密度颗粒+沥青，以使体系整体密度在0.2-0.7g/cm³，沥青在地层温度下软化，实现对低密度颗粒的黏结成饼状，封堵大裂缝通道；所述泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min氮气泡沫对裂缝、孔洞直径＜2mm的小尺度气窜通道的调整，扩大气体波及实现逐级动用；

同时气窜井关井，其它生产井提液引流方法。

本发明的有益技术效果：

本发明的一种缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法，若气窜风险高的单元氮气驱满足任一气窜判定原则，则判定单元氮气驱已经发生气窜。即需要满足发生气窜的客观条件和验证条件。客观条件即基于气窜影响因素(与缝洞型油藏特点和注采关系有关)所获得的易气窜因素，即气窜风险高的单元氮气驱的井间具有气窜优势通道(过井断裂带或次级断裂)和/或注采关系为低注高采和/或井间局部构造形态不存在构造高点或具有倾角。验证条件即基于单元氮气驱生产特征而建立的气窜判定原则，其主要依据为实施氮气驱前、后生产井产出气中氮气含量、生产井产气量增加和/或气体示踪剂的突破时间短、持续时间长。综上，基于缝洞型油藏特点和单元氮气驱生产特征而建立的本发明的一种缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法，实现了对缝洞型油藏氮气驱单元氮气驱气窜时机的及时、准确和和科学判断，便于提早采取对应治理对策。

本发明的一种缝洞型油藏单元氮气驱注采防窜方法，若采用上述气窜判定方法得出单元氮气驱已经发生气窜，则根据风化壳油藏、暗河油藏和断控油藏的气窜特点和气窜程度，采取先动态调整防窜、后主动防窜或直接主动防窜的逐级注采防窜措施。

具体的，对于风化壳油藏的气窜特点为：气窜周期长，气窜有过程，则若气窜程度为初级，即已确定气窜，但气窜程度还不是很高，气体可能以段塞式向生产井移动，则采取防守式防窜措施就能治理；若气窜程度为中级或严重，主要气窜发生严重，气窜通道连续，由于缝洞型油藏气窜通道以裂缝-孔洞为主，横向、纵向可能交织，主要气窜通道一旦形成连续，注气井边注气，邻井就采出，治理难度加大，则采取主动防窜，依次进行提液引流方法、换向防窜、氮气泡沫驱、加强氮气泡沫驱或氮气泡沫驱+颗粒复合防窜，以实现逐级动用，其中氮气泡沫驱具有一定的封堵能力，强度相对较弱；加强氮气泡沫驱的强度相对较强。

暗河油藏的气窜特点为井间局部构造形态倾角越大，气窜周期越短，气窜越快，以井间局部构造形态倾角10°为界限，当单元注氮气井间局部构造形态倾角大于10°时，气窜速度快，一旦发现气窜，则直接采用主动防窜；井间局部构造形态倾角小于10°时，若气窜程度为初级，则采取防守式防窜措施就能治理；若气窜程度为中级或严重，则采取主动防窜中的进攻性防窜方法—氮气泡沫+颗粒复合防窜，以尽快的扩大气体的波及体积。

断控油藏的气窜特点为断裂连通气窜快，若一旦发现气窜，即可判定单元氮气驱直接气窜，需及时采用主动防窜，注入井采用氮气泡沫+颗粒或氮气泡沫+颗粒+沥青的逐级封堵段塞复合防窜，同时生产井中有响应井关井，其它生产井提液引流方法。

综上，本发明的一种缝洞型油藏单元氮气驱注采防窜方法，及时采取对应治理对策，达到提高氮气利用率，控制气体气窜速度，扩大氮气驱波及体积的目的，为缝洞型油藏单元氮气驱高效运行提供支撑。

采用该注采防窜方法已在缝洞型油藏单元氮气驱动态调整防窜现场应用20多个单元，增油超10万吨；在单元氮气驱防窜现场应用6个单元，有效5个，有效率80％以上，达到了提高氮气利用率，控制气体气窜速度，扩大氮气驱波及体积的目的，为缝洞型油藏单元氮气驱高效运行提供支撑。

附图说明

图1为本发明的案例1中的C井注氮气泡沫+低密度颗粒施工曲线图；

图2为本发明的案例1中的C井组氮气泡沫+低密度颗粒实施前后效果曲线图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

该实施例为针对风化壳油藏的注采防窜方法：

(1)基于缝洞型油藏特点和单元氮气驱生产特征，建立缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法：

风化壳油藏特点：储集体连片性分布，剩余油由井间构造或残丘高控制；

氮气驱生产特征，包括注采过程中的动态响应，如增油量、含水、产气量、油压、套压、天然气含氮量等的变化。

首先，基于单元氮气驱生产特征，建立缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定原则，所述气窜判定原则的主要依据为：

①生产井产出气中氮气含量大于10％，而未实施氮气驱时的氮气含量不大于5％，均为体积分数；

②生产井产气量大于未实施氮气驱时的1.5倍；

所述辅助依据包括：

①在排除其它工艺引起的压力变化影响之后，当实施单元氮气驱后的生产井油压、套压大于未实施氮气驱时的生产井的油压、套压至少1MPa时，即可判定单元氮气驱气窜，所述其它工艺包括对生产井开展的单井注气、注水、提液、酸压；

②生产井监测到气体示踪剂，且持续时间大于3天；

其次，基于所述气窜判定原则和易气窜因素，判定气窜：当气窜风险高的单元氮气驱满足上述任一气窜判定原则的主要依据，或同时满足任一所述主要依据和任一所述辅助依据，则判定单元氮气驱已经发生气窜；

利用物模、数模手段，例如，可以采用专利申请号为2015100651986中所述的物模方法，明确风化壳油藏的单元氮气驱的气窜影响因素，其包括连通关系、注采关系和局部构造形态，当井间存在过井断裂带，注入气极易沿断裂带气窜；当注采关系为低注高采，井间无高点则更易气窜；当井间存在构造高点，相同注气量条件下有利于形成人工气顶，延缓气窜时间；对应的所述风化壳油藏的易气窜因素包括所述连通关系为井间存在过井断裂带，所述注采关系为低注高采，所述局部构造形态为不存在构造高点；得出风化壳油藏的气窜特点为气窜周期长，气窜有过程；

然后，基于所述主要依据和次要依据的变化程度和变化时间，判断气窜程度：

当主要依据①和/或主要依据②，或主要依据①和/或主要依据②和辅助依据①发生变化的持续时间为2～5天，和/或10％≤生产井产出气中氮气含量≤20％，1MPa≤实施氮气驱前、后生产井的油压变化≤5时，即可判定单元氮气驱有气窜响应点，但气窜程度还不是很高，气体可能以段塞式向生产井移动，即气窜程度判断为初级；

当主要依据①和/或主要依据②，或主要依据①和/或主要依据②和辅助依据①发生变化的持续时间大于5天时，和/或20％≤生产井产出气中氮气含量，5MPa＜实施氮气驱前、后生产井的油压变化，即可判定气窜通道已彻底形成，主要气窜发生严重，气窜通道连续，单元氮气驱发生气窜，气窜程度判断为中级或严重。

(2)基于气窜判定方法、风化壳油藏单元氮气驱的气窜特点和气窜程度，建立单元氮气驱油藏不同阶段的逐级注采防窜方法，即先动态调整防窜、后主动防窜：

当主要依据①和/或主要依据②，或主要依据①和/或主要依据②和辅助依据①发生变化的持续时间为2～5天，和/或10％≤生产井产出气中氮气含量≤20％，1MPa≤实施氮气驱前、后生产井的油压变化≤5MPa时，即可判定单元氮气驱有气窜响应点，但气窜程度还不是很高，气体可能以段塞式向生产井移动，即气窜程度为初级，采取“防守式工艺”就能治理，防窜方法采取注入、采出参数调整方法，注气井采用周期注气或气水协同注气，生产井采取控液阻流的方法；

当主要依据①和/或主要依据②，或主要依据①和/或主要依据②和辅助依据①发生变化的持续时间大于5天时，和/或20％≤生产井产出气中氮气含量，5MPa＜实施氮气驱前、后生产井的油压变化，即可判定气窜通道已彻底形成，主要气窜发生严重，气窜通道连续，单元氮气驱发生气窜，气窜程度判断为中级或严重，按照防窜强度依次增大的顺序逐级采取主动防窜的各方式或直接选取至少一种方式，所述逐级主动防窜方法为：首先采用提液引流方法：关闭气窜井，其它对应生产井提液，将气体向其它生产井方向引入，实现防窜扩大波及的波及；若提液引流方法效果变差，采用换向注气法：前期的注气井变为生产井，气窜井变成注气井，通过新建立注采关系，受注采对应的改变，使得气体向其它方向扩散达到防窜有效动用井间剩余油的目的；换向注气法失效后，采用氮气泡沫驱初步封堵防窜并扩大波及的方法，所述泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min；换向注气法失效后，采用加强氮气泡沫驱或氮气泡沫驱+颗粒复合防窜其中，加强氮气泡沫驱的泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞3倍，泡沫可长期持续存在；氮气泡沫驱+颗粒复合防窜，即“进攻性”防窜方法，通过向地层注入低密度颗粒，氮气泡沫实现气窜通道的封堵。其中低密度颗粒(0.2-0.3g/cm³)封堵裂缝直径＜2mm，孔洞直径＜20mm的大裂缝通道连通，注入后伴随氮气进入裂缝上部通道，部分抑制气体窜进，扩大氮气波及体积；氮气泡沫对裂缝、孔洞直径＜2mm的小尺度气窜通道的调整，所述泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min，扩大气体波及，实现逐级动用。

实施例2

该实施例为针对暗河油藏的注采防窜方法：

(1)基于缝洞型油藏特点和单元氮气驱生产特征，建立缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法：

暗河油藏特点：储集体呈条状展布，充填性强，连通程度较差，小孔洞发育，剩余油分布在高导流通道两侧小孔洞；

氮气驱生产特征，包括注采过程中的动态响应，如增油量、含水、产气量、油压、套压、天然气含氮量等的变化。

首先，基于单元氮气驱生产特征，建立缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定原则，所述气窜判定原则的主要依据为：

①生产井产出气中氮气含量大于10％，而未实施氮气驱时的氮气含量不大于5％，均为体积分数；

②生产井产气量大于未实施氮气驱时的1.5倍；

所述辅助依据包括：

①在排除其它工艺引起的压力变化影响之后，当实施单元氮气驱后的生产井油压、套压大于未实施氮气驱时的生产井的油压、套压至少1MPa时，即可判定单元氮气驱气窜，所述其它工艺包括对生产井开展的单井注气、注水、提液、酸压；

②生产井监测到气体示踪剂，且突破时间为5-7天，持续时间大于3天；

其次，基于所述气窜判定原则和易气窜因素，判定气窜：当气窜风险高的单元氮气驱满足上述任一气窜判定原则的主要依据，或同时满足任一所述主要依据和任一所述辅助依据，则判定单元氮气驱已经发生气窜；

利用物模、数模手段，例如，可以采用专利申请号为2015100651986中所述的物模方法，明确暗河油藏的单元氮气驱的气窜影响因素，其包括注采关系和局部构造形态，当注采关系为低注高采时，产气速度快，更易气窜；井间局部构造形态倾角越大，气窜越快；对应的，所述暗河油藏的易气窜因素包括所述注采关系为低注高采，所述井间局部构造形态具有倾角；得出暗河油藏的气窜特点为不同井间局部构造形态倾角气窜周期有差异，井间局部构造形态倾角越大，气窜周期越短，气窜越快；

然后，基于所述主要依据和次要依据的变化程度和变化时间，判断气窜程度：

当主要依据①和/或主要依据②，或主要依据①和/或主要依据②和辅助依据①发生变化的持续时间为2～5天，和/或10％≤生产井产出气中氮气含量≤20％，1MPa≤实施氮气驱前、后生产井的油压变化≤5MPa时，即可判定单元氮气驱有气窜响应点，但气窜程度还不是很高，气体可能以段塞式向生产井移动，即气窜程度为初级；

当主要依据①和/或主要依据②，或主要依据①和/或主要依据②和辅助依据①发生变化的持续时间大于5天时，和/或20％≤生产井产出气中氮气含量，5MPa＜实施氮气驱前、后生产井的油压变化，即可判定气窜通道已彻底形成，主要气窜发生严重，气窜通道连续，单元氮气驱发生气窜，气窜程度为中级或严重。

(2)基于气窜判定方法、暗河油藏单元氮气驱的气窜特点和气窜程度，建立单元氮气驱油藏不同阶段的逐级注采防窜方法，即先动态调整防窜、后主动防窜，具体如下：

当单元注氮气井间局部构造形态倾角小于10°时，气窜周期长：

当主要依据①和/或主要依据②，或主要依据①和/或主要依据②和辅助依据①发生变化的持续时间为2～5天和/或10％≤生产井产出气中氮气含量≤20％，1MPa≤实施氮气驱前、后生产井的油压变化≤5MPa时，即可判定单元氮气驱有气窜响应点，但气窜程度还不是很高，气体可能以段塞式向生产井移动，即气窜程度判断为初级，采取“防守式工艺”就能治理，防窜方法采取注入、采出参数调整方法，注气井采用低注入速度+气水交替方法，降低注入速度可以降低气窜程度，采用气水交替驱，可以提利用水的流度控制气窜、延缓气窜，生产井采取控液阻流的方法；

当主要依据①和/或主要依据②，或主要依据①和/或主要依据②和辅助依据①发生变化的持续时间大于5天时，和/或20％≤生产井产出气中氮气含量，5MPa＜实施氮气驱前、后生产井的油压变化，即可判定气窜通道已彻底形成，主要气窜发生严重，气窜通道连续，即气窜程度判断为中级或严重，则直接采用氮气泡沫+颗粒复合防窜，也就是“进攻性”防窜，通过向地层注入低密度颗粒，氮气泡沫实现气窜通道的封堵。其中低密度颗粒(0.2-0.3g/cm³)封堵大裂缝通道连通，注入后伴随氮气进入裂缝上部通道，部分抑制气体窜进，扩大氮气波及体积；氮气泡沫对小尺度气窜通道的调整，所述泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min，扩大气体波及实现逐级动用。

当单元注氮气井间局部构造形态倾角大于10°时，气窜周期短，气窜速度快：

当主要依据①和/或主要依据②，或主要依据①和/或主要依据②和辅助依据①发生变化的持续时间为2～5天时，防窜采用直接主动防窜，则注入井采用氮气泡沫+颗粒复合防窜，同时生产井中有响应井关井，其它生产井提液引流方法。

实施例3

该实施例为针对断控油藏的注采防窜方法：

(1)基于缝洞型油藏特点和单元氮气驱生产特征，建立缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法：

断控油藏特点：储集体沿断裂发育，成多枝状，沿断裂连通好，剩余油分布在断裂翼部分隔型剩余油，富集断裂的过渡带上。

氮气驱生产特征，包括注采过程中的动态响应，如增油量、含水、产气量、油压、套压、天然气含氮量等的变化。

首先，基于单元氮气驱生产特征，建立缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定原则，所述气窜判定原则的主要依据为：

①生产井产出气中氮气含量大于10％，而未实施氮气驱时的氮气含量不大于5％，均为体积分数；

②生产井产气量大于未实施氮气驱时的1.5倍；

所述辅助依据包括：

①在排除其它工艺引起的压力变化影响之后，当实施单元氮气驱后的生产井油压、套压大于未实施氮气驱时的生产井的油压、套压至少1MPa时，即可判定单元氮气驱气窜，所述其它工艺包括对生产井开展的单井注气、注水、提液、酸压；

②生产井监测到气体示踪剂，且突破时间为5-7天，持续时间大于3天；

其次，基于所述气窜判定原则和易气窜因素，判定气窜：当气窜风险高的单元氮气驱满足上述任一气窜判定原则的主要依据，或同时满足任一所述主要依据和任一所述辅助依据，则判定单元氮气驱已经发生气窜；

利用物模、数模手段，例如，可以采用专利申请号为2015100651986中所述的物模方法，明确断控油藏的单元氮气驱的气窜影响因素，其包括井间断裂分布和注采位置，当单元过大断裂或位于大断裂侧翼，井间发育次级断裂，则易气窜；当注采位置为低注高采时，则气体易沿着断裂面发生气窜；对应的所述易气窜因素包括所述井间断裂分布为单元过大断裂或位于大断裂侧翼，井间发育次级断裂，所述注采关系为低注高采；得出断控油藏的气窜特点为断裂连通气窜快；

然后，基于所述主要依据和次要依据的变化程度和变化时间，判断气窜程度：

当主要依据①和/或主要依据②，或主要依据①和/或主要依据②和辅助依据①发生变化的持续时间为2～5天，和/或10％≤生产井产出气中氮气含量≤20％，1MPa≤实施氮气驱前、后生产井的油压变化≤5MPa时，气窜程度判断为初级，但是由于断控油藏的气窜特点为断裂连通气窜快，因此即可判定单元氮气驱直接气窜；

(3)基于气窜判定方法、断控油藏单元氮气驱的气窜特点和气窜程度，建立单元氮气驱油藏不同阶段的逐级注采防窜方法，即先动态调整防窜、后主动防窜，具体如下：

当主要依据①和/或主要依据②，或主要依据①和/或主要依据②和辅助依据①发生变化的持续时间为2～5天，和/或10％≤生产井产出气中氮气含量≤20％，1MPa≤实施氮气驱前、后生产井的油压变化≤5MPa时，即可判定单元氮气驱直接气窜，需及时采用主动防窜，注入井采用氮气泡沫+颗粒或氮气泡沫+颗粒+沥青的逐级封堵段塞复合防窜，其中氮气泡沫+颗粒复合防窜通过向地层注入密度为0.2-0.3g/cm³的低密度颗粒，以封堵裂缝直径＜2mm，孔洞直径＜20mm的大裂缝通道连通，注入后伴随氮气进入裂缝上部通道，部分抑制气体窜进，扩大氮气波及体积，氮气泡沫对裂缝、孔洞直径＜2mm的小尺度气窜通道的调整，所述泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min，扩大气体波及实现逐级动用；

氮气泡沫+颗粒+沥青逐级封堵段塞复合防窜通过向地层注入低密度颗粒+沥青，氮气泡沫实现气窜通道的封堵。体系整体密度在0.2-0.7g/cm³，沥青在地层温度下软化，实现对低密度颗粒的黏结成饼状，封堵大裂缝通道；氮气泡沫对小尺度气窜通道的调整，所述泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min，扩大气体波及实现逐级动用。同时生产井中有响应井关井，其它生产井提液引流方法。

案例1

1)风化壳油藏

以A井组为例，该井组为风化壳油藏岩溶背景，注气井A与对应生产井A1、A2、A3、A4井间储集体规模大，存在断裂连通通道，静态连通明显，注采对应关系均为低注高采。

A井2014年3月17日注气，高部位的A1产油上升，含水下降，累增油7405t。高部位的A2含水下降，产油上升，累增油13310t，高部位的A3产油上升，含水下降，油压、套压上升，累增油36512t，高部位的A4井注气效果一般，累计增油4624t。2019年3月A井第7轮次氮气后，A1井产气量由362m³/d上升到1200m³/d，油压由1.3MPa上升到12MPa，表明气体沿着A1方向气道突破，发生气窜，气窜程度为中级或严重，同时其它生产井A2、A3、A4井增油效果变差。

2019年4月，注入气体种添加气体示踪剂，结果表明，A1井4天监测到示踪剂，且很快见到峰值，持续时间大于7天，2019年11月现场开展加强氮气泡沫驱现场试验，分三阶段累计注氮气203.5×10⁴m³，累计注入加强型泡沫液2254m³，开井后氮气驱效果明显改善，阶段累增油2600t，其中A4井含水由60％降至0％，A2井含水由92％最低下降到65％。

2)暗河油藏

以B井组为例，该井组为暗河油藏岩溶背景，井间局部构造形态倾角小于10°,注气井B与对应生产井B1井间风化壳储集体规模大，存在断裂连通通道，静态连通明显。注采关系为低注高采。

B井2016年5月开始注气，高部位的B1产油上升，含水下降，油压、套压上升，累增油1.63×10⁴t。2019年6月，生产井B1井天然气组分中氮气含量由3.6％上升至17.3％，产气量由910m³/d上升到1960m³/d，油压由4.1MPa上升到7.8MPa，发生变化的持续时间为4天，表明气体沿着B1方向气道突破，可能发生气窜，气窜程度判断为初级，随后采取逐级注采防窜方法，B井采取气水交替注入方式，即将原来的周期连续注气量200万方，改变为四个“50万方气+注水500方”交替段塞，同时B1井采取控液继续生产，工作制度由5×4下调至5×3；2019年7月实施后，B1井增油由2.6t上升到13.3t，阶段累计增油2343t，同时天然气组分中氮气含量由17.3％下降到7.6％。

3)断控油藏

以C井组为例，该井组为断控岩溶背景，位于缝洞带的侧翼，缝洞带内部分区域发育次级断裂，注气井C与对应生产井C1井注采对应关系为低注高采。

前期C井注水过程中，C1井动态响应，2015年6月注气，C井2016年10月气组分监测中，氮气含量为58.7％，表明两者之间动态连通。2015年6月C单注气过程中，C1井2016年气组分监测中，氮气含量由注前的5.75％上升到58.7％，同时该井油压由1.86MPa上升到8.82MPa，表明该井组发生气窜。

综合分析后，鉴于该井组位于断控发育区的侧翼，断控油藏的气窜特点为断裂连通气窜快，现场采用进攻性防窜方法—氮气泡沫+低密度颗粒进行现场试验，累计注氮气100×10⁴m³，累计注入泡沫液1802.8m³，胍胶颗粒455.9m³，所述泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min，胍胶颗粒密度为0.2-0.3g/cm³。

氮气泡沫+低密度颗粒防窜效果：开井后，生产井C1井累计增油503t，但从氮气含量监测来看，由注前的59％下降到注后的39.5％，油压也下降到气窜前的2MPa以内，表明气窜窜进速度降低，体系对气窜通道有一定的封堵。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化等都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：基于单元氮气驱生产特征，建立缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定原则，所述气窜判定原则的主要依据为：

①生产井产出气中氮气含量大于10％，而未实施氮气驱时的氮气含量不大于5％，均为体积分数；

②生产井产气量大于未实施氮气驱时的1.5倍；

步骤二，基于所述气窜判定原则和易气窜因素，判定气窜：当气窜风险高的单元氮气驱至少满足任一气窜判定原则的主要依据，则判定单元氮气驱已经发生气窜，所述气窜风险高的单元氮气驱包括至少一个易气窜因素：井间具有过井断裂带或次级断裂、注采关系为低注高采、井间局部构造形态不存在构造高点或具有倾角。

2.根据权利要求1所述的一种缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法，其特征在于所述气窜判定原则包括辅助依据，所述辅助依据包括：

①在排除其它工艺引起的压力变化影响之后，当实施单元氮气驱后的生产井油压、套压大于未实施氮气驱时的生产井的油压、套压至少1MPa时，即可判定单元氮气驱气窜，所述其它工艺包括对生产井开展的单井注气、注水、提液、酸压；

②生产井监测到气体示踪剂，且持续时间大于3天；

所述判定气窜包括：当所述出气窜风险高的单元氮气驱至少满足任一所述主要依据或至少满足任一所述主要依据和至少任一所述辅助依据，则判定单元氮气驱已经发生气窜。

3.根据权利要求2所述的一种缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法，其特征在于基于所述主要依据和次要依据的变化程度和变化时间，判断气窜程度：

当至少任一所述主要依据或至少任一主要依据和辅助依据①发生变化的持续时间为2～5天，和/或10％≤生产井产出气中氮气含量≤20％，1MPa≤实施氮气驱前、后生产井的油压变化≤5MPa时，即可判定单元氮气驱有气窜响应点，气体以段塞式向生产井移动，气窜程度为初级；

当至少任一所述主要依据或至少任一主要依据和辅助依据①发生变化的持续时间大于5天，和/或20％≤生产井产出气中氮气含量，5MPa＜实施氮气驱前、后生产井的油压变化，即可判定气窜通道已彻底形成，主要气窜发生严重，气窜通道连续，气窜程度为中级或严重。

4.根据权利要求1所述的一种缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法，其特征在于基于气窜影响因素，获得所述易气窜因素，所述气窜影响因素包括连通关系、井间断裂分布、注采关系和局部构造形态。

5.一种缝洞型油藏单元氮气驱注采防窜方法，其特征在于采用权利要求1-4任一所述的一种缝洞型油藏单元氮气驱气窜判定方法判定单元氮气驱是否气窜，若所述单元氮气驱气窜，则采取注采防窜措施；基于单元氮气驱的气窜特点和气窜程度，采取单元氮气驱油藏的逐级注采防窜措施：先动态调整防窜、后主动防窜或直接主动防窜。

6.根据权利要求5所述的一种缝洞型油藏单元氮气驱注采防窜方法，其特征在于基于缝洞型油藏地质特征认识，将所述单元氮气驱油藏划分为风化壳油藏、暗河油藏和断控油藏。

7.根据权利要求6所述的一种缝洞型油藏单元氮气驱注采防窜方法，其特征在于所述气窜特点的获取方法为：利用物模手段或数模手段，明确各油藏的所述单元氮气驱的气窜影响因素和易气窜因素，以得出各油藏的所述单元氮气驱的气窜特点。

8.根据权利要求7所述的一种缝洞型油藏单元氮气驱注采防窜方法，其特征在于所述风化壳油藏的单元氮气驱的气窜影响因素包括连通关系、注采关系和局部构造形态，对应的所述风化壳油藏的易气窜因素包括所述连通关系为井间存在过井断裂带，所述注采关系为低注高采，所述局部构造形态为不存在构造高点；所述风化壳油藏的气窜特点为：气窜周期长，气窜有过程；

则基于单元氮气驱的气窜特点和气窜程度，建立所述风化壳油藏的注采防窜措施为：

若气窜程度判断为初级，则采取防守式防窜措施：注入、采出参数调整方法，或注气井采用周期注气或气水协同注气，生产井采取控液阻流的方法；

若气窜程度判断为中级或严重，气窜通道连续，则按照防窜强度依次增大的顺序逐级采取主动防窜的各方式或直接选取至少一种方式，所述逐级主动防窜方法为：首先采用提液引流法：关闭气窜井，其它生产井提液，以将气体向其它生产井方向引入，实现防窜扩大波及的波及；若所述提液引流方法效果变差，采用换向注气法：将前期的注气井变为生产井，气窜井变成注气井，通过新建立的注采关系，受注采对应的改变，使得气体向其它方向扩散，以防窜的同时有效动用井间剩余油；若所述换向注气法失效，则采用氮气泡沫驱初步封堵防窜并扩大波及的方法，所述泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min；若所述氮气泡沫驱失效后，采用加强氮气泡沫驱或者采用进攻性防窜—氮气泡沫驱+颗粒复合防窜，其中所述加强氮气泡沫驱的泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞3倍，泡沫可长期持续存在；所述氮气泡沫驱+颗粒复合防窜通过向地层注入密度为0.2-0.3g/cm³的低密度颗粒，以封堵裂缝直径＜2mm，孔洞直径＜20mm的大裂缝通道连通，注入后伴随氮气进入裂缝上部通道，部分抑制气体窜进，扩大氮气波及体积，在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min的氮气泡沫对裂缝、孔洞直径＜2mm的小尺度气窜通道的调整，扩大气体波，以实现逐级动用。

9.根据权利要求7所述的一种缝洞型油藏单元氮气驱注采防窜方法，其特征在于所述暗河油藏的单元氮气驱的气窜影响因素包括注采关系和局部构造形态，对应的，所述暗河油藏的易气窜因素包括所述注采关系为低注高采，所述井间局部构造形态具有倾角；所述暗河油藏的气窜特点为：井间局部构造形态倾角越大，气窜周期越短，气窜越快；

则基于单元氮气驱的气窜特点和气窜程度，建立所述暗河油藏的注采防窜措施为：

当单元注氮气井间局部构造形态倾角小于10°时，若气窜程度判断为初级，则采取防守式防窜措施：注入、采出参数调整方法，或注气井采用低注入速度+气水交替方法，以通过降低注入速度降低气窜程度，通过气水交替驱，利用水的流度控制气窜、延缓气窜，生产井采取控液阻流的方法；若气窜程度判断为中级或严重，气窜通道连续，则直接主动防窜中的进攻性防窜—氮气泡沫+颗粒复合防窜，通过向地层注入密度为0.2-0.3g/cm³的低密度颗粒，以封堵裂缝直径＜2mm，孔洞直径＜20mm的大裂缝通道连通，注入后伴随氮气进入裂缝上部通道，部分抑制气体窜进，扩大氮气波及体积，所述泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min的氮气泡沫对裂缝、孔洞直径＜2mm的小尺度气窜通道的调整，扩大气体波及实现逐级动用；

当单元注氮气井间局部构造形态倾角大于10°时，一旦满足气窜判断原则，即使气窜程度判断为初级，直接采用主动防窜，则注入井采用氮气泡沫+颗粒复合防窜，同时气窜井关井，其它生产井提液引流方法。

10.根据权利要求7所述的一种缝洞型油藏单元氮气驱注采防窜方法，其特征在于所述断控油藏的单元氮气驱的气窜影响因素包括井间断裂分布和注采关系，对应的所述易气窜因素包括所述井间断裂分布为单元过大断裂或位于大断裂侧翼，井间发育次级断裂，所述注采关系为低注高采；所述断控油藏的气窜特点为断裂连通气窜快；

则基于单元氮气驱的气窜特点和气窜程度，建立所述断控油藏的注采防窜措施为：

一旦判定气窜，即使气窜程度判断为初级，直接采用主动防窜，注入井采用氮气泡沫+颗粒复合防窜，通过向地层注入密度为0.2-0.3g/cm³的低密度颗粒，以封堵裂缝直径＜2mm，孔洞直径＜20mm的大裂缝通道连通，注入后伴随氮气进入裂缝上部通道，部分抑制气体窜进，扩大氮气波及体积，所述泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min的氮气泡沫对裂缝、孔洞直径＜2mm的小尺度气窜通道的调整，扩大气体波及实现逐级动用；

或注入井采用氮气泡沫+颗粒+沥青的逐级封堵段塞复合防窜，通过向地层注入密度为0.2-0.3g/cm³低密度颗粒+沥青，以使体系整体密度在0.2-0.7g/cm³，沥青在地层温度下软化，实现对低密度颗粒的黏结成饼状，封堵大裂缝通道；所述泡沫在130℃、3MPa下，起泡体积＞4倍，泡沫半衰期＞210min氮气泡沫对裂缝、孔洞直径＜2mm的小尺度气窜通道的调整，扩大气体波及实现逐级动用；

同时气窜井关井，其它生产井提液引流方法。

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