CN112651123A - 一种三元复合驱注入方案设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三元复合驱注入方案设计方法,其特征在于,包括:利用数值模拟技术设计三元复合驱各个段塞的注入碱浓度;确定区块或单井的最优聚合物注入粘度;建立不同碱浓度下的聚合物浓粘关系曲线图版;根据所述最优聚合物注入粘度以及各个段塞所述注入碱浓度,利用所述聚合物浓粘关系曲线图版确定各个段塞的注入聚合物浓度;解决常规的三元复合驱注入方案设计以获得各个段塞的注聚浓度为目标导致各个段塞的聚合物粘度不完全一致,进而影响驱替液的波及效率、驱油效率及最终采收率的问题。

Description

一种三元复合驱注入方案设计方法
技术领域
本发明涉及油田三次采油注入方案设计技术领域,用于弱碱三元复合驱不同段塞的注入方案设计。
背景技术
三元复合驱指的是聚合物、表活剂、碱三种物质一起注入地层,三种物质可看作三元,复合驱就是三种物质一起注入地层驱动地层中的油。其中,聚合物的作用是增加注入液的粘度,减少流度比,可以扩大波及体积,相当于注入液在地层中流动的面积能更大。
注入速度就是指一年注入多少溶液量。对于三元复合驱,各种化学剂(聚合物、表活剂、碱)的浓度一定是越高效果越好,但是涉及到经济效益和增油的程度,通常到达某个浓度,增油的趋势会减缓,从经济角度考虑,需要设计一个合适的值,因此有了段塞大小的概念,通常分为四个段塞,前置聚合物段塞,即只注入聚合物;主段塞,主要的三元段塞,这个阶段三种化学剂的浓度是最大的,也是主要的增油阶段;副段塞,三种化学剂的浓度比主段塞的小,是次要的增油阶段;后续保护段塞,也是只注聚合物,是为了保护三元段塞。段塞大小,就是指这四个段塞各自的总注入量。三元复合驱的方案设计,只有把这些参数都确定了,现场才能执行,知道如何注入。
也就是说,三元复合驱注入方案设计需要给出各个段塞的注入聚合物浓度、碱浓度、表活剂浓度,段塞大小和注入速度这五个参数。
常规三元复合驱注入方案通常结合物理模拟和数值模拟两项手段进行方案设计。
具体的是,通过物理模拟研究注入参数如注入速度、注入化学剂浓度、注入段塞大小对驱油效果的影响趋势。通过建立地质模型、完成历史拟合,在拟合合格的数值模型基础上,依据物模研究结果给出的趋势性,对每一项注入参数设计合理的参数范围,固定其他参数,预测驱油效果,从而得出该项参数对驱油效果的影响程度及最优范围。依次对每一项参数做这样的优化,得出每一项注入参数的最优范围或数值。
常规三元复合驱注入方案设计以获得各个段塞的注入化学剂浓度(注聚浓度、注碱浓度、注表活剂浓度)为目标,因为只有知道浓度大小才能知道需要加入多少化学剂。对聚合物来说,粘度是聚合物的一种物理化学性质,即流体对流动所表现出的阻力,在不同的条件下,相同的聚合物浓度也会表现出不同的粘度,因此无法直接通过粘度来确定聚合物注入量;但以聚合物浓度为设计目标就容易导致各个段塞的聚合物粘度不完全一致。
而注入液中聚合物的粘度才是影响驱油效率的本质因素,因为注入液粘度影响驱替液的波及效率,聚合物粘度越大,注入液波及效率越大,最终采收率又与波及效率成正比(公式1)。因此常规的三元复合驱注入方案设计技术,由于各个段塞的聚合物粘度不一致,无法保证有稳定的波及效率,从而影响最终采收率。
E=Ev.Ed (1)
E—— 采收率,%;
Ev——波及效率,%;
Ed——驱油效率,%。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种三元复合驱注入方案设计方法,解决常规的三元复合驱注入方案设计以获得各个段塞的注聚浓度为目标导致各个段塞的聚合物粘度不完全一致,进而影响驱替液的波及效率、驱油效率及最终采收率的问题。
为实现上述发明目的,所述的一种三元复合驱注入方案设计方法,其特征在于,包括:
利用数值模拟技术设计三元复合驱各个段塞的注入碱浓度;
确定区块或单井的最优聚合物注入粘度;
建立不同碱浓度下的聚合物浓粘关系曲线图版;
根据所述最优聚合物注入粘度以及各个段塞所述注入碱浓度,利用所述聚合物浓粘关系曲线图版确定各个段塞的注入聚合物浓度。
进一步地,所述最优聚合物注入粘度的确定方法是:
计算所述区块或单井的压力空间;
根据所述区块或单井的渗透率数据及所述压力空间数据,在不同压力空间下最优聚合物粘度与渗透率关系图版上确定所述最优聚合物注入粘度。
进一步地,所述压力空间的计算公式是:
压力空间=允许注入压力-注三元前注入压力。
进一步地,所述不同压力空间下最优聚合物粘度与渗透率关系图版的建立方法是:
对不同渗透率岩心进行驱油实验;
研究在不同的所述压力空间下,注入不同粘度聚合物溶液的驱油效率;
根据最优的所述驱油效率确定所述压力空间及所述渗透率下的最优聚合物粘度,建立不同压力空间下最优聚合物粘度与渗透率关系图版。
进一步地,不同碱浓度下的聚合物浓粘关系曲线图版的建立方法是:
测定不同碱浓度下,不同浓度聚合物对应的粘度,得到不同碱浓度下的聚合物浓粘关系曲线图版。
进一步地,利用所述数值模拟技术还设计三元复合驱注入段塞大小、注入速度及注入表活剂浓度。
进一步地,所述数值模拟方法是:
对所述区块进行建模及历史拟合,在拟合合格的模型基础上,进行三元复合驱注入参数优化,所述注入参数包括所述注入碱浓度、所述注入表活剂浓度、所述注入段塞大小及所述注入速度。
本发明具有如下有益效果:
本发明方法,通过保证各个段塞的聚合物等粘度注入,实现了波及效率在三元复合驱的全过程的一致性,避免了由于波及效率不同而导致驱替段塞的大小交替从而影响驱油效果的弊端,另外,本方法设计的是最优聚合物注入粘度,从而保证三元复合驱的驱油效果为最优的驱油效率。
附图说明
通过以下参考附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚,在附图中:
图1是本发明实施例的不同压力空间下最优聚合物粘度与渗透率关系图版;
图2是本发明实施例的聚合物浓粘关系曲线图版。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述,但是值得说明的是,本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。然而,对于没有详尽描述的部分,本领域技术人员也可以完全理解本发明。
以在某油田某采油厂的一个弱碱三元复合驱区块现场应用为例,对本发明方法进行说明。
该区块发育砂岩厚度15.16m、有效厚度11.84m、渗透率320×10-3μm2、面积0.7km2,地质储量110.23×104t。
根据该区块基础数据建立地质模型,进行水驱阶段历史拟合,在拟合合格的模型基础上进行三元复合驱注入方案优化。
优化区块的注入方案为前置聚合物段塞: 0.06PV×1600mg/L(聚合物);三元主段塞:0.35PV×1.2wt%(碱)+0.3wt%(表面活性剂)+2000mg/L(P)];三元副段塞:0.15PV×[1.0wt%( Na2CO3)+0.15wt%(S)+1800mg/L(P)];后续聚合物保护段塞: 0.2PV×1600mg/L(P)。
选取岩心气测渗透率在0.2-0.8μm2范围内(对应有效渗透率在0.1-0.4μm2),间隔0.1μm2(对应有效渗透率在0.05μm2)的不同岩心进行驱油实验,研究压力空间在0.1-0.6MPa之间,注入不同粘度聚合物溶液的驱油效率,找到在某一压力空间下,不同渗透率岩心的驱油效率最高时对应的注入聚合物粘度数据,建立不同压力空间下最优聚合物粘度与渗透率关系图版,结果如附图1所示。
该区块注三元驱替液前注入压力6.1MPa,允许压力13.7MPa,压力空间7.6MPa。依据不同压力空间下体系粘度与渗透率关系图版,压力上升空间大于6MPa前提下,区块320×10-3μm2的渗透率对应的实验岩心气测渗透率为640×10-3μm2,区块粘度应达到70mPa•s。
根据区块设计的注入方案,前置聚合物段塞和后续聚合物保护段塞碱浓度为0,主段塞碱浓度为1.2wt%,副段塞碱浓度1.0wt%。分别化验无碱、碱浓度1.2wt%和碱浓度1.0wt%条件下,不同聚合物浓度对应的聚合物粘度,从而得到该区块全过程的聚合物浓粘关系曲线图版,结果如附图2所示。
依据聚合物浓粘关系曲线图版,体系粘度70mPa.s时,无碱时聚合物浓度应为1600mg/L;主段塞碱浓度1.2%,体系粘度下降40%,为保证70 mPa.s的粘度,聚合物浓度应提高到2000mg/L;副段塞阶段碱浓度1.0%,体系粘度下降38%,为保证70 mPa.s的粘度,聚合物浓度应提高到1900mg/L。因此该区块四个段塞注聚浓度应分别为1600mg/L、2000mg/L、1900mg/L、1600mg/L。
而按照常规的三元复合驱注入方案设计技术,即利用数值模拟技术预测给出的四个段塞注聚浓度应分别为2000mg/L、2000mg/L、1800mg/L、1600mg/L。
通过本实施例方法设计的注入方案进行三元复合驱,截止到2020年7月全区提高采收率19.84%,比常规数模预测的注入方案提高采收率高3.04个百分点,增油比数模预测的注入方案多采收335t。
以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形、同等替换、改进等,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种三元复合驱注入方案设计方法,其特征在于,包括:
利用数值模拟技术设计三元复合驱各个段塞的注入碱浓度;
确定区块或单井的最优聚合物注入粘度;
建立不同碱浓度下的聚合物浓粘关系曲线图版;
根据所述最优聚合物注入粘度以及各个段塞所述注入碱浓度,利用所述聚合物浓粘关系曲线图版确定各个段塞的注入聚合物浓度。
2.根据权利要求1所述的三元复合驱注入方案设计方法,其特征在于,所述最优聚合物注入粘度的确定方法是:
计算所述区块或单井的压力空间;
根据所述区块或单井的渗透率数据及所述压力空间数据,在不同压力空间下最优聚合物粘度与渗透率关系图版上确定所述最优聚合物注入粘度。
3.根据权利要求2所述的三元复合驱注入方案设计方法,其特征在于,所述压力空间的计算公式是:
压力空间=允许注入压力-注三元前注入压力。
4.根据权利要求2所述的三元复合驱注入方案设计方法,其特征在于,所述不同压力空间下最优聚合物粘度与渗透率关系图版的建立方法是:
对不同渗透率岩心进行驱油实验;
研究在不同的所述压力空间下,注入不同粘度聚合物溶液的驱油效率;
根据最优的所述驱油效率确定所述压力空间及所述渗透率下的最优聚合物粘度,建立不同压力空间下最优聚合物粘度与渗透率关系图版。
5.根据权利要求2所述的三元复合驱注入方案设计方法,其特征在于,不同碱浓度下的聚合物浓粘关系曲线图版的建立方法是:
测定不同碱浓度下,不同浓度聚合物对应的粘度,得到不同碱浓度下的聚合物浓粘关系曲线图版。
6.根据权利要求1-5任一项所述的三元复合驱注入方案设计方法,其特征在于:
利用所述数值模拟技术还设计三元复合驱注入段塞大小、注入速度及注入表活剂浓度。
7.根据权利要求6所述的三元复合驱注入方案设计方法,其特征在于,所述数值模拟方法是:
对所述区块进行建模及历史拟合,在拟合合格的模型基础上,进行三元复合驱注入参数优化,所述注入参数包括所述注入碱浓度、所述注入表活剂浓度、所述注入段塞大小及所述注入速度。
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