CN111927410A - 一种井-藏协同分注测试调节设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井‑藏协同分注测试调节设计方法，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。

Description

一种井-藏协同分注测试调节设计方法

技术领域

本发明属于涉及油田注水开发技术领域，具体涉及井-藏协同分注测试调节设计方法。

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，来实现分层流量达到配注要求，调节的结果只能代表测调时的合理调节开度，短时间达到配注要求，随着注水时间的延长，地层压力不断升高，又需要进行分层流量调节来确保分层流量达到配注要求。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

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种井-藏协同分注测试调节设计方法，应用于分注井测调过程中，分层流量测调周期的设定，提高分注测调的合理性。考虑分注井地面系统、注水井筒、配水水嘴及注采井间油藏等各影响因素，优化测调工艺模式，制定合理的测调周期。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种井-藏协同分注测试调节设计方法，包括以下步骤：

步骤S101，根据油藏水驱、注水压力、水柱压力、水嘴嘴损、油藏渗流阻力；根据地质模型，将注水压力取限流层为基准面，建立分层配注数学模型；

步骤S102，同时设定水嘴直径下限、井口注水压力上限，考虑注水量保持水平高、选择性均衡注水，构建注水模型；

步骤S103，根据井-藏协同分注理论界限，由分注后油压P₀₀、配水间管线最大压力P_T-max判断进口压力和注水速度：

如果P₀₀≤P_T-max不满足，即认为井口压力接近分水器压力，同时保持最大注水速度；

由水嘴直径d、水嘴最小直径d_min确定最大注水速度：

如果d≥d_min不满足，即认为水嘴直径等于最小水嘴直径，同时保持最大注水速度；

步骤S104，采用逐步排除法设计分注参数，包括：

步骤A：计算基础参数；

步骤B：计算井-藏协同分注理论界限；

步骤C：判断P₀₀≤P_T-max是否成立，如果不成立，计算注水压力受限时井-藏协同分注参数界限和组合；

步骤D：判断d≥d_min是否成立，如果不成立，计算水嘴直径受限时井-藏协同分注参数界限和组合；

步骤E：如果实施测调，设计测调周期。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：

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。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为井-藏协同分注基础数学模型；

图2本发明的设计方法示意图；

图3低渗透油藏渗透率分布规律图；

图4低渗透油藏注采压差变化图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图2所示，提供一种井-藏协同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，结合低渗透油藏渗透率分布规律图(如图3)和低渗透油藏注采压差变化图(如图4)，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。

井-藏协同分注基础数学模型见图1所示。

步骤S101，根据油藏水驱分析对比，注水压力、水柱压力、水嘴嘴损、油藏渗流阻力是井-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，建立分层配注数学模型，分别包含井筒流动模型、水嘴嘴损模型、油藏渗流阻力模型，同时加入水嘴直径下限、井口注水压力上限，考虑注水量保持水平高、选择性均衡注水，模型如下：

式中，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，P_H1为注水井井口至油层静液柱压力，P_wf1为油井井底流压，ΔP₁为嘴损压差，P₀为分注前油压，P_T-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。

井-藏协同分注理论界限，考虑井口压力不受限、水嘴直径不受限、嘴损不受限，模型简化为：

消去Q₂₂和P₀₀：

求解得：

步骤S102，同时设定水嘴直径下限、井口注水压力上限，考虑注水量保持水平高、选择性均衡注水，构建注水模型；

步骤S103，根据井-藏协同分注理论界限，由分注后油压P₀₀、配水间管线最大压力P_T-max判断进口压力，注水速度：

注水压力受限时井-藏协同分注理论界限：

如果P₀₀≤P_T-max不满足，即认为井口压力接近分水器压力，同时保持最大注水速度：

P₀₀＝P_T-max

模型化为：

求解得：

由水嘴直径d、水嘴最小直径d_min确定最大注水速度：

如果d≥d_min不满足，即认为水嘴直径等于最小水嘴直径，同时保持最大注水速度：

d＝d_min

模型化为：

求解得：

步骤S104，采用“逐步排除法”设计分注参数，包括五个步骤：

步骤A：计算基础参数。

根据油藏参数或者测调数据，得到参数组合：

步骤B：计算井-藏协同分注理论界限。

根据下面的公式，得到参数组合：

步骤C：判断P₀₀≤P_T-max是否成立，如果不成立，计算注水压力受限时井-藏协同分注参数界限和组合。

根据下面的公式，得到参数组合：

步骤D：判断d≥d_min是否成立，如果不成立，计算水嘴直径受限时井-藏协同分注参数界限和组合。

根据下面的公式，得到参数组合：

步骤E：如果实施测调，设计测调周期。

推荐测调周期关系式为：

式中，r为探测半径，m；k为估算渗透率，md；μ为流体粘度，MPa.s；t为测试周期，h；C为预估井筒存储系数，m³/MPa(推荐值80左右)；ΔP为预估测试期间压力变化幅度，MPa(推荐值1)；Q为测试期间注水速度变化值，m³/d(取实际值，隐含25)。

下面通过具体是实施例来进一步说明本发明。

实施例：以试验井G1井为例，2013年7月～8月、2016年7月～8月曾关井。G1井2015年4月12日测调。

调前测得上层注水量为11.09m³/d，上层压力35.8MPa；下层注水量为19.66m³/d，下层压力36.4MPa，全井流量30.75m³/d。

调后测得上层注水量为15.02m³/d，上层压力36.0MPa；下层注水量为15.07m³/d，下层压力36.2MPa，全井流量为30.09m³/d，达到地质配注要求。调后上层流量增加3.93m³/d，上层压力上升0.2MPa，下层流量减少4.59m³/d，下层压力下降0.2MPa，全井流量减少0.66m³/d。

采用“逐步排除法”设计分注参数：

(1)计算基础参数，得到参数组合：

(2)计算井-藏协同分注理论界限，得到参数组合：

(3)判断P₀₀≤P_T-max不成立，计算注水压力受限时井-藏协同分注参数界限和组合：

(4)判断d≥d_min不成立，计算水嘴直径受限时井-藏协同分注参数界限和组合：

(5)设计测调周期，借用区块平均值：

根据实际工艺情况，设计测试周期为16d。

从以上实施例可以看出，采用本发明，实现了以选择性均衡注水为设计目标，结合低渗透油藏渗透率分布规律图和低渗透油藏注采压差变化图，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，指导最佳分注井测调周期确定为16天。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种井-藏协同分注测试调节设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S101，根据油藏水驱、注水压力、水柱压力、水嘴嘴损、油藏渗流阻力；根据地质模型，将注水压力取限流层为基准面，建立分层配注数学模型；

步骤S102，同时设定水嘴直径下限、井口注水压力上限，考虑注水量保持水平高、选择性均衡注水，构建注水模型；

步骤S103，根据井-藏协同分注理论界限，由分注后油压P₀₀、配水间管线最大压力P_T-max判断进口压力和注水速度：

如果P₀₀≤P_T-max不满足，即认为井口压力接近分水器压力，同时保持最大注水速度；

由水嘴直径d、水嘴最小直径d_min确定最大注水速度：

如果d≥d_min不满足，即认为水嘴直径等于最小水嘴直径，同时保持最大注水速度；

步骤S104，采用逐步排除法设计分注参数，包括：

步骤A：计算基础参数；

步骤B：计算井-藏协同分注理论界限；

步骤C：判断P₀₀≤P_T-max是否成立，如果不成立，计算注水压力受限时井-藏协同分注参数界限和组合；

步骤D：判断d≥d_min是否成立，如果不成立，计算水嘴直径受限时井-藏协同分注参数界限和组合；

步骤E：如果实施测调，设计测调周期。

2.根据权利要求1所述的一种井-藏协同分注测试调节设计方法，其特征在于，所述步骤S101中，建立分层配注数学模型分别包含井筒流动模型、水嘴嘴损模型和油藏渗流阻力模型。

3.根据权利要求1所述的一种井-藏协同分注测试调节设计方法，其特征在于，所述步骤S102中，构建注水模型如下：

式中，Q₁、Q₂分别为相对高、低渗层分注前吸水量，Q₁₁、Q₂₂分别为相对高、低渗层分注后吸水量，h₁、h₂分别为相对高、低渗层厚度，P_H1为注水井井口至油层静液柱压力，P_wf1为油井井底流压，ΔP₁为嘴损压差，P₀为分注前油压，P_T-max为配水间管线最大压力，R₁、R₂分别为相对高、低渗层井间阻力。

4.根据权利要求3所述的一种井-藏协同分注测试调节设计方法，其特征在于，所述步骤S103中，如果P₀₀≤P_T-max不满足，保持最大注水速度d＝d_min，简化模型为：

求解得：

式中，a、b、c为计算中间量。

5.根据权利要求3所述的一种井-藏协同分注测试调节设计方法，其特征在于，所述步骤S103中，如果d≥d_min不满足，保持最大注水速度d＝d_min

模型化为：

求解得：

6.根据权利要求3所述的一种井-藏协同分注测试调节设计方法，其特征在于，所述步骤S104，步骤A计算基础参数：

根据油藏参数或者测调数据，得到参数组合：

7.根据权利要求3所述的一种井-藏协同分注测试调节设计方法，其特征在于，所述步骤S104，步骤B计算井-藏协同分注理论界限：

根据下面的公式，得到参数组合：

8.根据权利要求3所述的一种井-藏协同分注测试调节设计方法，其特征在于，所述步骤S104，步骤C：根据下面的公式，得到参数组合：

9.根据权利要求3所述的一种井-藏协同分注测试调节设计方法，其特征在于，所述步骤S104，步骤D，根据下面的公式，得到参数组合：

10.根据权利要求1所述的一种井-藏协同分注测试调节设计方法，其特征在于，所述步骤S104，步骤E，推荐测调周期关系式为：

式中，r为探测半径，k为估算渗透率，μ为流体粘度，t为测试周期，C为预估井筒存储系数，ΔP为预估测试期间压力变化幅度，Q为测试期间注水速度变化值。

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