CN113653474A - 一种实现高含水老油田绿色开发的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及油田开发技术领域，具体涉及一种实现高含水老油田绿色开发的方法。所述方法包括：步骤1、分析油藏的主要耗能方向；步骤2、确定油藏绿色开发方式；步骤3、评价油藏注采系统；步骤4、确定绿色开发调整周期参数。本发明方法可有效提升高含水水驱老油田的注入水利用率，支撑高含水老油田实现低成本、高效、可持续发展，其推广应用前景广阔，经济社会效益显著。

Description

一种实现高含水老油田绿色开发的方法
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，具体涉及一种实现高含水老油田绿色开发的方法。
背景技术
水驱油田开发过程是通过注水增加油藏能量，该注入能量在油藏中传递给原油，使得原油在自身弹性能之外增加了驱动能。对于注水开发油田来说，同样的注入水量得到的原油采出量越多，油田注入水能量的利用率就越高。目前中国东部陆上老油田已经进入高含水-特高含水开发阶段，资料表明，近年来我国老油田的产水量、注水规模呈逐年上升趋势，而产油量却呈下降趋势，这反映出水驱高含水老油田开发的能量利用效率逐渐降低，油藏中大部分注入水呈现无效循环的低能开发特征。高含水老油田这种高耗低效的开发方式，不利于实现节能减排的绿色开发。
以胜利水驱老油田为例，用采出水油比作为油藏开发能量利用效率的表征指标，用单位完全成本作为油田全流程开发系统效率来表征，近年来随着老油田进入开发后期，采出水油比逐渐上升，2010年采出水油比为12，单位完全成本32$/bbl，若水油比持续上升，预计到含水率为98％时，采出水油比为49，单位完全成本将达到83.4$/bbl，水驱高含水老油田将不可能实现可持续开发。
中国专利CN105089585B公开了中高渗油藏特高含水后期低成本等效水驱方法，该方法利用老井调整井网布局，建立大井距高压力梯度水驱开发体系，通过恢复地层能量，大幅提高单井液量，保持油藏产量的稳定和剩余经济可采储量的规律递减，实现与密井网等效的开发效果。
邹晓萍认为开展剩余油分布规律精细研究是优化水平井设计，提高挖潜效果的关键。缓解高含水期油田群的产量递减，应用水平井技术进行剩余油挖潜，成功动用了薄油层、“屋脊型”和“工字型”剩余油，提高了高含水期的油田采收率，取得了明显的经济效益(邹晓萍.水平井开采技术在老油田高含水期提高采收率中的应用[J].钻采工艺,2017,040(004):65-68.)。
由上可知，现有研究主要从层系调整、井网优化部署的剩余油挖潜方式方面改善高含水老油田的开发效果，然而对于油田开发如何从油藏源头上实现更大的能量转化及提高能量利用率，至今还未有相关报道。
发明内容
本发明主要目的是提供一种实现高含水老油田绿色开发的方法，该方法在同样的注入水能量下，更大程度的把注入水带来的能量转化为原油的流动能力，采出更多的原油，从根本上改变了油藏系统的能量利用方式，提高了注入水能量利用率，解决了以上问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种实现高含水老油田绿色开发的方法，所述方法包括：
步骤1、分析油藏的主要耗能方向；
步骤2、确定油藏绿色开发方式；
步骤3、评价油藏注采系统；
步骤4、确定绿色开发调整周期参数。
为实现上述目的，本发明还可采用以下技术方案：
在步骤1中，油藏的主要耗能方向的确定方法为：将井组中油井产出的水油比最大值的注采方向确定为井组的主要耗能方向。
在步骤2中，油藏绿色开发方式包括：
对于一注一采的封闭小面积油藏：先关停油井，注水井继续给油藏注水，使油藏能量重新分配后，关停注水井，开油井；
优选地，对于一注多采的封闭油藏：关停主要能耗方向油井，注水井继续注水，引导能量往低能量分配区域分配；进一步优选地，对于岩性封闭狭长状油藏，关停主要耗能方向油井，同时关闭一个或多个其它耗能较大的油井；
优选地，对于多注多采排状井网开发的油藏：对高耗能井排，利用现有油水井进行井别转换，转变目前的驱替方向，改变注水能量的分配方向。
在步骤3中，评价水井的最大注水量。
进一步地，对于一注一采封闭油藏，还要计算油藏目前亏空体积。
进一步地，对于排状井网油藏，还要评价本层系井网中可用于进行井别转换的油水井的井况。
在步骤4中，对于一注一采封闭油藏，水井实施短周期、油压提平至干压快速注水方式，以油藏压力恢复至原始地层压力时间确定水井的注入周期，注入完成后，油井按实施前的产液能力进行生产，当调整后油井生产水油比大于等于调整前的生产水油比或者调整后油井产量小于等于调整前的产量，则该周期结束，进入下一实施周期；循环进行。
在步骤4中，对于一注多采封闭油藏，关停主耗水方向油井后，水井提平到干压注水，引导注入水能量向其余方向分配，当原非主耗水方向油井生产水油比大于等于原主耗水方向油井的生产水油比或者调整后井组产量小于等于调整前的产量，则该周期结束，进入下一实施周期，下一实施周期开始前，重新进行能耗分析；循环进行。
在步骤4中，对于多注多采排状井网油藏，分析现有井况可利用油水井，进行井别转换，将原有主耗水注采井排方向调整角度，该流线调整角度应>45°，当新井网主耗水油井排生产水油比大于等于调整前主耗水井排生产水油比或者调整后井组产量小于等于调整前的产量，则该周期结束，进入下一实施周期，下一实施周期开始前，重新进行能耗分析；循环进行。
本发明实现高含水老油田绿色开发的方法，通过对水驱高含水老油田不同类型油藏进行井组注入水能耗分析，针对不同类型油藏确定了相应的绿色开发方式，并提供了相应的具体实施周期参数确定方法，从源头上实现更大的能量转化及提高能量利用率。本发明方法可有效提升高含水水驱老油田的注入水利用率，支撑高含水老油田实现低成本、高效、可持续发展，其推广应用前景广阔，经济社会效益显著。
油田开发过程中，地下油藏渗流能量的消耗约占系统总能耗的三分之一左右，本发明方法改变地下的能量传播与利用方式，提高注入水的能量利用率，对于实现油田低能耗、可持续、绿色开发具有重要作用。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的一种实现高含水老油田绿色开发的方法一具体实施例的流程图。
图2为本发明的一种实现高含水老油田绿色开发的方法一具体应用例的注采井网图。
图3为本发明的一种实现高含水老油田绿色开发的方法一具体应用例的绿色开发实现路径第一周期示意图。
图4为本发明的一种实现高含水老油田绿色开发的方法一具体应用例的绿色开发实现路径第二周期示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
实施例1
如图1所示，图1为本发明的一种实现高含水老油田绿色开发的方法具体实施例的流程图。
对于一注多采的封闭油藏，采用所述实现高含水老油田绿色开发的方法，包括以下步骤：
步骤101、分析油藏的主要耗能方向：计算井组中每口油井产出的水油比Rwo：
Figure BDA0002487294400000051
式中，Rwo为油井产出水油比，f；Qw为油井日产水量，t/d；Qo为油井日产油量，t/d。
将井组中油井产出的水油比最大值的注采方向确定为井组的主要耗能方向。
步骤102、确定油藏绿色开发方式：关停主要能耗方向油井，此外还可同时关闭其它耗能较大的油井，注水井继续注水，引导能量往低能量分配区域分配；
步骤103、评价油藏注采系统；基于水井注水指示曲线，测算水井最大注水能力，基于油井前期产能状况，测算油井产能，利用数值模拟方法测算水井注入周期稳定注水量。
步骤104、确定绿色开发调整周期参数：关停主耗水方向油井后，水井提平到干压注水，引导注入水能量向其余方向分配，本周期结束判断条件为：
Rwo非j≥Rwo主或Po调整后≤Po调整前
式中，Rwo非j为井组中原非主耗水方向第j口油井生产油水比，f；Rwo主为井组中原主耗水方向油井生产油水比，f；Po井组日产油量，t/d。
该周期结束，进入下一实施周期，下一实施周期开始前，重新进行能耗分析；循环进行。
实施例2
对于一注一采封闭油藏，采用所述实现高含水老油田绿色开发的方法，包括以下步骤：
步骤1、分析油藏的主要耗能方向：其主要耗能方向为单一注采方向。
步骤2、确定油藏绿色开发方式：先关停油井，注水井继续给油藏注水，使油藏能量重新分配后，关停注水井，开油井。
步骤3、评价油藏注采系统：评价水井的最大注水量Imax，并计算油藏目前亏空体积ΔQ。
步骤4、确定绿色开发调整周期参数：实施水井短期快速大排量注水方式，即水井实施短周期、油压提平至干压快速注水方式，以油藏压力恢复至原始地层压力时间确定水井的注入周期T注入，注入完成后，油井按实施前的产液能力进行生产，当油井生产水油比再次达到调整前的生产水油比或者油井产量小于调整前的产量后，则可以进入下一调整周期。下式为注入周期时间：
Figure BDA0002487294400000071
其中，ΔQ为油藏目前亏空体积，Imax为水井的最大注水量。
实施例3
针对多注多采排状井网开发的油藏，采用所述实现高含水老油田绿色开发的方法，包括以下步骤：
步骤1、分析油藏的主要耗能方向：计算每个井组中每口油井产出的水油比Rwo：
Figure BDA0002487294400000072
式中，Rwo为油井产出水油比，f；Qw为油井日产水量，t/d；Qo为油井日产油量，t/d。
将井组中油井产出的水油比最大值的注采方向确定为井组的主要耗能方向，确定油藏中每个井组的主要耗能方向。
步骤2、确定油藏绿色开发方式：对能量沿高耗能井排低效循环的开发方式，综合考虑油井排、水井排对应不同注采井组的油水井，将其中的某口油井或多口油井转变为水井，同时将同一井组中的水井转变为油井，该井网转变应同时兼顾不同井排中相邻井组的井网转变，通过改变不同井组中现有油水井的井别实现了注采井网的改变，从而改变目前的注水驱替方向，进而引导注水能量分配方向的改变，将原有主能耗注采方向转变到次要能耗方向。
步骤3、评价油藏注采系统：评价水井的最大注水量Imax，评价本层系井网中选定的进行井别转换的油水井的井况。
步骤4、确定绿色开发调整周期参数：分析现有井况可利用油水井，实施井别转换，将原有主耗水注采井排方向进行角度调整，该流线调整角度应>45°，当新井网主耗水油井排生产水油比大于等于调整前的生产水油比或者调整后井组日产油量小于等于调整前的产量后，可进行下一轮调整。
应用例
采用实施例1所述方法，对某高含水老油田进行绿色开发，具体步骤如下：
步骤1、分析油藏主要能耗方向：该油田含油面积0.23km2，地质储量10.6×104t，实施前开油井3口，开水井1口，为一注三采注采井网方式，如图2所示。实施前井组日产油4.1t/d，日产水34.4t/d，水油比为8.4。表1为井组中不同油井能耗情况，从不同油井能量分配的水油比来看，Y12X263井日产油0.1t/d，日产水13.1t/d，水油比高达131，为主要耗能油井，井组中38％的注水量被该井所消耗，仅产生2.4％的油量，注入水能量利用率仅6.3％，呈现出高耗能低效开发的特点。因此，将Y12X263井注采方向确定为井组的主要耗能方向。流程进入到步骤2。
表1井组中不同油井能耗情况
井号 日产油t/d 日产水t/d 水油比f
Y12X263 0.1 13.1 131.0
Y12-189 1.2 10.2 8.5
Y12-86 2.8 11.1 4.0
合计 4.1 34.4 8.4
步骤2、确定油藏绿色开发方式：该油藏为一注三采注采井网形式，存在明显的高耗低效注采方向，要实现绿色高效开发，应关停该井组主要能耗方向油井Y12X263井，注水井继续注水，引导能量往低能量分配油井Y12-86井分配。考虑到该油藏为岩性封闭狭长状油藏，为确保能量的引导分配效果，采取将次要能耗方向油井Y12-189井与主要能耗方向油井Y12X263井一同关闭的调整对策，如图3所示。水井提高注水油压至干压注水。流程进入步骤3。
步骤3中、评价油藏注采系统：该油藏仅有一口注水井，评价该井的注入能力，实施前该井油压3.8MPa，干压14.0MPa，日注34m3/d。基于该井注水指示曲线预测该井油压提平至干压14MPa注水后，初期最大注水量为300m3/d，基于数值模拟预测结果第一周期稳定注水量为60m3/d。流程进入4。
步骤4、确定绿色开发调整周期参数：实施后，跟踪井组中非主耗水方向的油井Y12-86井的生产水油比(Rwo)及井组日产油量(Po)，当Rwo大于等于调整前的数值或者Po小于等于调整前的数值时，本周期结束，进入下一绿色开发调整周期。Y12-86井实施11个月后，该井日产油量降至3.6t/d，水油比上升到4.8，日产油量已低至实施前水平，达到本周期截止条件，应该进入下一调整周期，表2为Y12-86井第一周期生产及能耗数据。
表2为Y12-86井第一周期生产及能耗数据
月 日产油t/d 日产水t/d 水油比f
0 2.8 11.1 4.0
1 9.7 5 0.5
2 8.6 5.4 0.6
3 6.5 7.6 1.2
4 5.9 7.9 1.3
5 5.7 8.2 1.4
6 5.5 8 1.5
7 5.2 7.8 1.5
8 6.3 9.3 1.5
9 5.2 11.3 2.2
10 4.8 11.6 2.4
11 3.6 17.2 4.8
对于该一注三采井网油藏，第二周期改变注水能量分配方向，关闭Y12-86井，开Y12-189井、Y12X263井，引导能量向另一方向分配，如图4所示。表3为第二实施周期油藏生产数据及能耗数据：
表3第二实施周期生产数据及能耗数据
月 日产油t/d 日产水t/d 水油比f
1 6 39.8 6.6
2 10.5 33.9 3.2
3 11.5 33.1 2.9
4 7.5 36.5 4.9
5 6.1 35.6 5.8
6 5.9 40.7 6.9
7 6.2 40.7 6.6
8 6.2 40.4 6.5
9 6 40.3 6.7
10 5.8 40.5 7.0
11 5.5 40.7 7.4
12 5.1 40.4 7.9
13 4.6 40.5 8.8
由表3可知，在实施第二周期的第13个月，单元水油比已经达到8.8，超过实施前的8.4，达到周期截止条件，应该进行下一实施周期。
所述井组共实施4周期，油藏累计增油8200t，同时减少耗水量8480m3，整体增油降耗效果显著，实现了高含水的老油田低能耗、高效、绿色、可持续发展。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种实现高含水老油田绿色开发的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、分析油藏的主要耗能方向；
步骤2、确定油藏绿色开发方式；
步骤3、评价油藏注采系统；
步骤4、确定绿色开发调整周期参数。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1中，油藏的主要耗能方向的确定方法为：将井组中油井产出的水油比最大值的注采方向确定为井组的主要耗能方向。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤2中，油藏绿色开发方式包括：
对于一注一采的封闭小面积油藏：先关停油井，注水井继续给油藏注水，使油藏能量重新分配后，关停注水井，开油井；优选地，
对于一注多采的封闭油藏：关停主要能耗方向油井，注水井继续注水，引导能量往低能量分配区域分配；进一步优选地，对于岩性封闭狭长状油藏，关停主要耗能方向油井，同时关闭一个或多个其它耗能较大的油井；优选地，
对于多注多采排状井网开发的油藏：对高耗能井排，利用现有油水井进行井别转换，转变目前的驱替方向，改变注水能量的分配方向。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤3中，评价水井的最大注水量。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，对于一注一采封闭油藏，还要计算油藏目前亏空体积。
6.根据权利要求4所述方法，其特征在于，对于排状井网油藏，还要评价本层系井网中可用于进行井别转换的油水井的井况。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤4中，对于一注一采封闭油藏，水井实施短周期、油压提平至干压快速注水方式，以油藏压力恢复至原始地层压力时间确定水井的注入周期，注入完成后，油井按实施前的产液能力进行生产，当调整后油井生产水油比大于等于调整前的生产水油比或者调整后油井产量小于等于调整前的产量，则该周期结束，进入下一实施周期；循环进行。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤4中，对于一注多采封闭油藏，关停主耗水方向油井后，水井提平到干压注水，引导注入水能量向其余方向分配，当原非主耗水方向油井生产水油比大于等于原主耗水方向油井的生产水油比或者调整后井组产量小于等于调整前的产量，则该周期结束，进入下一实施周期，下一实施周期开始前，重新进行能耗分析；循环进行。
9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤4中，对于多注多采排状井网油藏，分析现有井况可利用油水井，进行井别转换，将原有主耗水注采井排方向调整角度，该流线调整角度应>45°，当新井网主耗水油井排生产水油比大于等于调整前主耗水井排生产水油比或者调整后井组产量小于等于调整前的产量，则该周期结束，进入下一实施周期，下一实施周期开始前，重新进行能耗分析；循环进行。
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