CN112240182A - 非常规油藏采收率提高方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非常规油藏采收率提高方法及系统，该方法包括：于非常规油藏中部，沿最大主应力方向部署水平井井排，对水平井井排进行储层改造，获得压裂水平井井组作为生产井；于非常规油藏上部，在水平井井排之间沿垂直于生产井的方向部署水平井作为注气井；在压裂水平井井组根部部署直井作为注水井，注水井的射孔位置位于非常规油藏下部；当生产井一次开采结束后，注气井注气和注水井注水同时进行，生产井同时进行生产。本发明采用顶部注气、底部注水、中部采油的方式，可以有效提高纵向的波及体积，将注水与注气相结合，可以有效发挥两种驱替介质的优势，且注气和注水互为补充互不干扰，可以提高采收率。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，尤其涉及非常规油藏采收率提高方法及系统。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
我国页岩油、致密油等非常规资源十分丰富，但由于基质渗透率低、流动能力差、泄流半径小，长水平井和大型水力压裂技术形成的体积压裂可以在近井地带形成体积压裂改造区，大幅度增加泄油面积，并大大减小渗流阻力，已成为此类油藏的主体的产能建设方式，但非常规油藏水平井大规模体积压裂改造后表现为产量和能量递减快的特征，资源利用率低。
现有的能量补充、提高采收率方式包括面积井网注水、注化学剂和注气(烃类气、氮气、二氧化碳)，但针对经过大规模压裂后的体积压裂水平井，利用现有的方法来提高非常规油藏采收率往存在如下问题：1)由于裂缝的影响，平面窜流严重，波及体积小，且注水容易诱发微裂缝形成优势通道，降低注水效率；2)对油藏的纵向波及程度低；3)注气效果不稳定，且容易过早突破。
发明内容
本发明实施例提供一种非常规油藏采收率提高方法，用以解决现有技术中非常规油气藏水平井一次压裂产量递减快、采收率低以及传统能量补充方式容易窜流的技术问题，该方法包括：
于非常规油藏中部，沿最大主应力方向部署水平井井排，对水平井井排进行储层改造，获得压裂水平井井组作为生产井；
于非常规油藏上部，在水平井井排之间沿垂直于生产井的方向部署水平井作为注气井；
在压裂水平井井组根部部署直井作为注水井，注水井的射孔位置位于非常规油藏下部；
当生产井一次开采结束后，注气井注气和注水井注水同时进行，生产井同时进行生产。
本发明实施例提供一种非常规油藏采收率提高系统，用以解决现有技术中非常规油气藏水平井一次压裂产量递减快、采收率低以及传统能量补充方式容易窜流的技术问题，该系统包括：井部署装置、压裂改造装置、注水装置、注气装置和开采装置；
井部署装置用于：于非常规油藏中部，沿最大主应力方向部署水平井井排；
压裂改造装置用于：对水平井井排进行储层改造，获得压裂水平井井组作为生产井；
井部署装置还用于：于非常规油藏上部，在水平井井排之间沿垂直于生产井的方向部署水平井作为注气井；在压裂水平井井组根部部署直井作为注水井，注水井的射孔位置位于非常规油藏下部；
开采装置用于：进行生产井一次开采；
注水装置、注气装置和开采装置用于：当生产井一次开采结束后，注气井注气和注水井注水同时进行，生产井同时进行生产。
本发明实施例中，于非常规油藏中部，沿最大主应力方向部署水平井井排，对水平井井排进行储层改造，获得压裂水平井井组作为生产井；于非常规油藏上部，在水平井井排之间沿垂直于生产井的方向部署水平井作为注气井；在压裂水平井井组根部部署直井作为注水井，注水井的射孔位置位于非常规油藏下部，这样采用顶部注气、底部注水、中部采油的方式，可以有效提高纵向的波及体积，当生产井一次开采结束后，注气井注气和注水井注水同时进行，这样将注水与注气相结合，可以有效发挥两种驱替介质的优势，且注气和注水互为补充互不干扰，从而提高储层改造区周围的供油能力，扩大动用范围，补充基质中的能量。
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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。在附图中：
图1为本发明实施例中非常规油藏采收率提高方法流程图；
图2为本发明实施例中致密油藏提高采收率的新型布井方位平面示意图；
图3为本发明实施例中致密油藏提高采收率的新型布井方位立体示意图；
图4为本发明实施例中新型布井方式提高采收率效果图；
图5为本发明实施例中非常规油藏采收率提高系统结构框图。
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明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
针对非常规油气藏水平井一次压裂产量递减快、采收率低的问题，以及传统能量补充方式容易窜流的问题，设计了一种非常规油藏注气采收率提高方法，如图1所示，该方法包括：
S1：于非常规油藏中部，沿最大主应力方向部署水平井井排，对水平井井排进行储层改造，获得压裂水平井井组作为生产井；
S2：于非常规油藏上部，在水平井井排之间沿垂直于生产井的方向部署水平井作为注气井；
S3：在压裂水平井井组根部部署直井作为注水井，注水井的射孔位置位于非常规油藏下部；
S4：当生产井一次开采结束之后，注气井注气和注水井注水同时进行，生产井同时进行生产。
在本发明实施例中，所述水平井井排中两个水平井之间的井距可以设置为200m-300m。两个水平井井排之间的排距可以设置为60m-100m。水平井长度可以设置为1200m-2600m。
在本发明实施例中，S1中可以采用分段多簇体积压裂方式对水平井井排进行储层改造。分段多簇体积压裂方式中的压裂液可以采用滑溜水或胍胶压裂液。压裂改造段数可以是20-40。簇间距20m。
在本发明实施例中，注气井与生产井的比例可以为1：8，这样可以极大降低生产成本，也可以是其他比例。
在本发明实施例中，在压裂水平井井组中位于最外侧的两口水平井的根部部署直井。注水井与生产井的比例可以为1：2。
在本发明实施例中，该方法还可以包括：
获取生产井衰竭开采采油速度，判断生产井衰竭开采采油速度是否降至预设速度；其中，预设速度可以为初期采油速度的10％-20％，即S2具体包括：当井衰竭开采采油速度降至初期采油速度的10％-20％时，在水平井井排之间沿垂直于生产井的方向打一口水平井，水平井长度可以为800m-1000m。
经过上述各种限定，致密油藏提高采收率的新型布井方位平面示意图、立体示意图如图2和图3所示。上述数据经过实际可以设定为其他数值，只要能保证实现提高采收率的效果即可。
在本发明实施例中，该方法还包括：
在注气井中部署光纤监测系统，对注气井中的气体注入和扩散情况进行监测。包括监测气体注入速度是否均匀；监测不同压裂处是否存在气体突破情况。当光纤监测系统监测到气体突破后，在注气井中部署桥塞和跨封式封隔器，利用桥塞和跨封式封隔器封堵过量的气体。
在本发明实施例中，在水平注气井进行注气的同时，直井注水井同时进行注水；以固定的注气速度进行注气，注气速度基于数值模拟研究和矿场试验分析得出，注入的气体包括但不限于CO2、烃类气体等。以固定的注水速度进行注水，注水速度基于数值模拟研究和矿场试验分析得出。
在本发明实施例中，所述非常规油藏为单层油藏，非常规油藏的油层厚度不超过30m。所述非常规油藏为超低渗透致密油藏，储层基质平均渗透率低于0.3mD，平均孔隙度8％-15％；所述油藏类型为无边底水/气顶的未饱和低压油藏。
实施例：
长庆油田某水平井衰竭式开发区，该地区为长庆油田致密油试验区之一，致密油储层为长7层，油藏埋深2000-2600m，储层平均孔隙度7-9％，平均渗透率0.1-0.2mD，原始地层压力15.8MPa，地层原油粘度1.23mPa·s、密度0.74g/cm3、气油比为75.40m3/t、饱和压力7.04MPa。
第一步：沿最大主应力方向部署水平井井排，均位于油藏中部，井距300m，水平井长度1200m。采用分段多簇体积压裂方式对水平井进行储层改造，压裂液采用滑溜水压裂液，改造段20段，加砂量1500m3，入地液量10000m3，返排率40％，平均单段施工排量5m3/min，平均单段加砂量75m3。
第二步：不同水平井排的排距为80m，在井排之间沿垂直于生产井的方向在油藏上部打一口水平井，水平段长度为800m，作为注气井，在井中部署光纤监测系统。
第三步：在水平井井组根部部署直井，射孔位置位于油藏下部，作为注水井。
第四步：对于整个井组，当生产井一次开采结束之后，注气和注水同时进行，生产井同时进行生产。
典型的提高采油技术的具体步骤为：
1)当水平井衰竭开采采油速度降至初期采油速度的10％-20％时，位于顶部的水平井开始注气，同时位于油藏下部的直井开始注水；
2)注气井以固定的注气速度进行注气，光纤监测系统对气体注入情况进行监测，诊断气体突破处，监测到气体突破后利用桥塞和跨封式封隔器封堵过量的气体；
3)以固定的注水速度进行注水。
实施效果：
与衰竭开采相比，生产井平均日产油从2.15t升至5.36t，单井累增油5644.21t，如图4所示。措施效果明显，可以看出采用这种新型的注水注气相结合的方式可以有效动用储层，最大程度挖潜井上和井间难采致密油潜力，提高最终采收率。
本发明实施例中还提供了一种非常规油藏采收率提高系统，如下面的实施例所述。
图5是非常规油藏采收率提高系统的结构框图，如图5所示，该非常规油藏采收率提高系统，包括：井部署装置、压裂改造装置、注水装置、注气装置和开采装置；
井部署装置用于：于非常规油藏中部，沿最大主应力方向部署水平井井排；
压裂改造装置用于：对水平井井排进行储层改造，获得压裂水平井井组作为生产井；
井部署装置还用于：于非常规油藏上部，在水平井井排之间沿垂直于生产井的方向部署水平井作为注气井；在压裂水平井井组根部部署直井作为注水井，注水井的射孔位置位于非常规油藏下部；
开采装置用于：进行生产井一次开采；
注水装置、注气装置和开采装置用于：当生产井一次开采结束后，注气井注气和注水井注水同时进行，生产井同时进行生产。
在本发明实施例中，井部署装置具体用于：
在压裂水平井井组中位于最外侧的水平井的根部部署直井。
在本发明实施例中，如图5所示，还包括：监测装置，用于确定非常规油藏中部的最大主应力方向，监测生产井的开采情况。
在本发明实施例中，监测装置还用于：
获取生产井衰竭开采采油速度，判断生产井衰竭开采采油速度是否降至预设速度；
井部署装置具体用于：
当生产井衰竭开采采油速度降至预设速度时，在水平井井排之间沿垂直于生产井的方向部署水平井。
在本发明实施例中，如图5所示，还包括：光纤监测系统，部署在注气井中，用于对注气井中的气体注入和气体扩散情况进行监测。
在本发明实施例中，光纤监测系统具体用于：
监测气体注入速度是否均匀；
监测不同压裂处是否存在气体突破情况。
在本发明实施例中，井部署装置还用于：在光纤监测系统监测到气体突破后，在注气井中部署桥塞和跨封式封隔器，利用桥塞和跨封式封隔器封堵过量的气体。
在本发明实施例中，与现有技术相比，本发明的有益效果：将注水与注气相结合，可以有效发挥两种驱替介质的优势，为非常规油藏的有效开发提供一种新的思路。
(1)发挥了CO2等气体可以降低原油界面张力，使原油体积膨胀，降低其密度和粘度，萃取原油中的轻质组分，提高波及体积等优点，同时又补充了地层能量，保障了油田高产稳产；
(2)采用1注8采的比例，极大降低了生产成本；沿垂直于生产井的方向布注入井进行注气，扩大了生产井的动用范围提高了整体的产油量；在注气井中部署监测光纤，可以及时监测气体突破，进行调整，有效缓解气窜等问题，提高气体利用率；
(3)采用顶部注气、底部注水、中部采油的方式，可以有效提高纵向的波及体积，注气和注水互为补充互不干扰，提高储层改造区周围的供油能力，扩大动用范围，补充基质中的能量。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种非常规油藏采收率提高方法，其特征在于，包括：
于非常规油藏中部，沿最大主应力方向部署水平井井排，对水平井井排进行储层改造，获得压裂水平井井组作为生产井；
于非常规油藏上部，在水平井井排之间沿垂直于生产井的方向部署水平井作为注气井；
在压裂水平井井组根部部署直井作为注水井，注水井的射孔位置位于非常规油藏下部；
当生产井一次开采结束后，注气井注气和注水井注水同时进行，生产井同时进行生产。
2.如权利要求1所述的非常规油藏采收率提高方法，其特征在于，在压裂水平井井组根部部署直井，包括：
在压裂水平井井组中位于最外侧的水平井的根部部署直井。
3.如权利要求1所述的非常规油藏采收率提高方法，其特征在于，还包括：
获取生产井衰竭开采采油速度，判断生产井衰竭开采采油速度是否降至预设速度；
在水平井井排之间沿垂直于生产井的方向部署水平井，包括：
当生产井衰竭开采采油速度降至预设速度时，在水平井井排之间沿垂直于生产井的方向部署水平井。
4.如权利要求1所述的非常规油藏采收率提高方法，其特征在于，还包括：
在注气井中部署光纤监测系统，对注气井中的气体注入和气体扩散情况进行监测。
5.如权利要求4所述的非常规油藏采收率提高方法，其特征在于，对注气井中的气体注入和气体扩散情况进行监测，包括：
监测气体注入速度是否均匀；
监测不同压裂处是否存在气体突破情况。
6.如权利要求5所述的非常规油藏采收率提高方法，其特征在于，还包括：
当光纤监测系统监测到气体突破后，在注气井中部署桥塞和跨封式封隔器，利用桥塞和跨封式封隔器封堵过量的气体。
7.一种非常规油藏采收率提高系统，其特征在于，包括：井部署装置、压裂改造装置、注水装置、注气装置和开采装置；
井部署装置用于：于非常规油藏中部，沿最大主应力方向部署水平井井排；
压裂改造装置用于：对水平井井排进行储层改造，获得压裂水平井井组作为生产井；
井部署装置还用于：于非常规油藏上部，在水平井井排之间沿垂直于生产井的方向部署水平井作为注气井；在压裂水平井井组根部部署直井作为注水井，注水井的射孔位置位于非常规油藏下部；
开采装置用于：进行生产井一次开采；
注水装置、注气装置和开采装置用于：当生产井一次开采结束后，注气井注气和注水井注水同时进行，生产井同时进行生产。
8.如权利要求7所述的非常规油藏采收率提高系统，其特征在于，井部署装置具体用于：
在压裂水平井井组中位于最外侧的水平井的根部部署直井。
9.如权利要求7所述的非常规油藏采收率提高系统，其特征在于，还包括：监测装置，用于确定非常规油藏中部的最大主应力方向，监测生产井的开采情况。
10.如权利要求9所述的非常规油藏采收率提高系统，其特征在于，监测装置还用于：
获取生产井衰竭开采采油速度，判断生产井衰竭开采采油速度是否降至预设速度；
井部署装置具体用于：
当生产井衰竭开采采油速度降至预设速度时，在水平井井排之间沿垂直于生产井的方向部署水平井。
11.如权利要求7所述的非常规油藏采收率提高系统，其特征在于，还包括：光纤监测系统，部署在注气井中，用于对注气井中的气体注入和气体扩散情况进行监测。
12.如权利要求11所述的非常规油藏采收率提高系统，其特征在于，光纤监测系统具体用于：
监测气体注入速度是否均匀；
监测不同压裂处是否存在气体突破情况。
13.如权利要求12所述的非常规油藏采收率提高系统，其特征在于，井部署装置还用于：在光纤监测系统监测到气体突破后，在注气井中部署桥塞和跨封式封隔器，利用桥塞和跨封式封隔器封堵过量的气体。
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