CN116025314A - 一种在不同砂体储层之间建立注采井网的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在不同砂体储层之间建立注采井网的方法，属于油田开发技术领域。包括如下步骤：根据储层空间展布发育状况确定各个砂体储层的位置，将纵向方向上具有叠合部分的多个砂体储层设定为目标储层；将目标储层中砂体储层的叠合部分通过中间井连通，相连通的两个砂体储层为第一储层和第二储层，中间井为目标储层纵向方向上叠合部分内已有钻井或新钻钻井；在中间井内进行封堵，封堵位置位于中间井连通上方砂体储层的上部，当中间井连通下方砂体储层的下部不为井底时，也设置封堵；将第一储层远离中间井一端的钻井作为注水井，将第二储层远离中间井一端的钻井作为采油井，进行注水驱油，实现了在不同砂体储层间建立注采井网进行开发。

Description

一种在不同砂体储层之间建立注采井网的方法

技术领域

本发明提供了一种在不同砂体储层之间建立注采井网的方法，属于油田开发技术领域。

背景技术

随着石油科学和技术的发展，为了进一步提高油藏采收率，油田开发方式先后包括一次采油、二次采油和三次采油等，其中一次采油主要是利用油藏自身蕴含的天然能量进行开采，二次采油则是利用人工补充地层能量的方式进行原油开采，如注水、注气，三次采油则是通过采用各种物理、化学方法改变原油的特性和原油对岩石的吸附性进行开采，以进一步提高油藏采收率。一般来说，一次采油的采收率低于15％，二次采油的采收率可达45％甚至更高，三次采油的采收率可以达到50％以上，甚至90％。从综合效益方面来看，一次采油投入最少但采收率也最低，三次采油采收率最高，但投入的资金也最高，而二次采油，特别是注水补充地层能量开采石油，由于水的来源广、工程施工容易、水驱效果较好等特点，其效益性最好，注水开发成为目前世界上采油最广泛的方法。20世纪50年代，我国开始通过注水的方式开采石油，至目前，我国的油藏开发95％左右都在使用注水开发技术，注水开发早已成为我国油藏的主要开发方式，如何更好的发展和应用注水开发技术也就受到广泛关注和重视。

目前注水开发技术的研究与应用主要集中在开发层系划分、注采井网部署、注水时机选择、注采强度调整、注采工艺配套等方面。进一步提高油藏采收率的关键在于编制高效的油藏开发调整方案，在编制油藏开发调整方案之前首先要研究认识储层空间展布规律及储层在油水井间的连通关系，在储层相互连通的基础上部署合理的注采井网，利用注水开发的方式，最大程度地提高水驱控制储量、提高水驱动用程度，优化并实施有效的剩余油挖潜措施。但是，如果砂体储层不相同，不同的砂体储层相互之间发育不连通，则无法建立适用于不同砂体储层之间的注采井网。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在不同砂体储层之间建立注采井网的方法，用于解决现有技术在对发育不佳或开发后期的砂体储层难以注水开发或者注水开发效益低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种在不同砂体储层之间建立注采井网的方法，包括如下步骤：1)根据储层空间展布发育状况确定各个砂体储层的位置；将在纵向方向上具有叠合部分的两个砂体储层设定为目标储层；2)将目标储层中砂体储层的叠合部分通过中间井连通，相连通的两个砂体储层为第一储层和第二储层，所述中间井为目标储层纵向方向上叠合部分内的已有钻井或新钻钻井；3)在中间井内进行封堵，封堵位置位于中间井连通上方砂体储层的上部，当中间井连通下方砂体储层的下部不为井底时，也设置封堵；4)将第一储层远离中间井一端的钻井作为注水井，将第二储层远离中间井一端的钻井作为采油井，进行注水驱油。

对于发育不佳的砂体储层，没有同时建立注水井和采油井所需的位置，因此难以进行注水开发；对于开采后期的单个砂体储层，现有的注水井和采油井的注水驱油效果不佳。本发明将发育不佳及采油后期的砂体储层联合开发，以深入挖掘储层剩余油为目的，建立起发育范围相对较小或处于开发后期的不连通砂体储层之间的注水开发井网，极大提高了油藏采收率。

进一步地，在上述在不同砂体储层之间建立注采井网的方法中，还根据储层空间展布发育状况确定砂体储层之间的连通关系，将相连通的砂体储层视为一个砂体储层。

进一步地，在上述在不同砂体储层之间建立注采井网的方法中，步骤1)所述多个砂体储层的发育范围不能同时达到满足建立注采井网所需的注水井和采油井的条件。

进一步地，在上述在不同砂体储层之间建立注采井网的方法中，步骤3)所述封堵方法包括注水泥塞法、下丢手工具法。

进一步地，在上述在不同砂体储层之间建立注采井网的方法中，采用注水泥塞法时，水泥塞的长度L应大于设定值，所述设定值L为：

L＝P/(π·τ·D)

其中P为水泥塞承受的储层压力，π为圆周率，τ为水泥塞与套管间的胶结强度，D为套管内径。

进一步地，在上述在不同砂体储层之间建立注采井网的方法中，若水泥塞上方不存在与中间井连通的砂体储层，则水泥塞承受的储层压力为水泥塞下方的储层压力；若水泥塞上方存在与中间井连通的砂体储层，则水泥塞承受的储层压力为水泥塞上方的储层压力与水泥塞下方的储层压力的压力差。

本发明使用水泥塞法封堵中间井，发挥出了中间井的多重作用，使中间井在提供注水驱油通道的同时也能继续作为注水井为其他砂体储层注水或作为采油井继续开采其他砂体储层剩余油，避免了额外钻井的成本支出。

进一步地，在上述在不同砂体储层之间建立注采井网的方法中，所述中间井为已有钻井时，根据不同砂体储层在每口井中发育的位置信息，通过射孔或水力喷射的方式将不同砂体储层打开。

进一步地，在上述在不同砂体储层之间建立注采井网的方法中，所述井中发育的位置信息根据测井曲线分析确定。

附图说明

图1为本发明在不同砂体储层之间建立注采井网的流程框图；

图2为本发明封堵水泥塞在井筒中的受力示意图；

图3为本发明方法实施例1中在不同砂体储层之间建立的注采井网示意图；

图4为本发明方法实施例2中在不同砂体储层之间建立的注采井网示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

本发明主要提供了一种在不同砂体储层之间建立注采井网的方法，如图1所示，具体包括如下步骤：

1)获取储层空间展布发育状况，明确各个砂体储层发育状况和该井区内储层之间的连通关系，同时确定该井区中采油井和注水井的相对位置，并将多个在纵向方向上具有叠合部分的砂体储层设定为目标储层。

2)将带有注水井的目标储层与带有采油井的目标储层通过中间井连通，所述中间井为设定在目标储层纵向方向上叠合部分内的已有钻井或新钻钻井。

3)在中间井内进行封堵，封堵位置位于中间井连通上方砂体储层的上部和/或中间井连通下方砂体储层的下部。

本步骤中的封堵方式主要有注入水泥塞或下丢手工具等工艺技术进行封堵，原理是使封堵物与套管之间的作用力大于目的储层的压力以实现封堵效果。若采用注入水泥塞的方式封堵，为了使水泥塞的强度达到安全技术要求，水泥塞的长度应达到最低要求。如图2所示，根据力的平衡原理，水泥塞要保持稳定，则水泥塞承受的储层压力P与其受到的胶结力F相等，由此建立力学平衡关系式：

F＝P                          (1)

其中：

F＝τ·S                         (2)

S＝π·D·L                       (3)

结合公式(1)、(2)和(3)可以计算出水泥塞的长度L：

L＝P/(π·τ·D)                    (4)

式中F——水泥塞与套管间的胶结力，N；P——水泥塞承受的储层压力，MPa；τ——水泥塞与套管间的胶结强度，MPa/m²；S——水泥塞与套管间的接触面积，m²；π——圆周率；D——套管内径，m；L——水泥塞长度，m。

4)注水井实施注水，采油井实施采油。注水井实施注水的过程即是实现注水驱油的过程，在注水量达到一定量之后，注入水将会依次运移至与注水井连通的储层、中间井通道以及与采油井连通的储层，采油井将会测得注水驱油效果，增加油井产量，实现不同砂体储层之间建立注采井网，达到注水开发提高油藏采收率的目的。

方法实施例1：

1)如图3所示，该井区内有采油井2口，注水井1口，北端为采油井A1，中间为采油井B1，南端为注水井C1，三口井排排列近似直线，其中采油井A1与采油井B1井相距125米，采油井B1与注水井C1井相距90米，采油井A1与注水井C1井相距195米，连通的砂体储层注水驱油后，已经高程度水淹，井组开发已无经济效益，目前注水井C1关井停注，采油井A1正常生产(日产液量较低)，采油井B1正常生产(产出液高含水)。

在目标层段内，采油井A1钻遇1个砂体储层11，采油井B1钻遇3个砂体储层，分别为砂体储层11、砂体储层12、砂体储层13，注水井C1钻遇1个砂体储层12。将该井区内的砂体储层11和砂体储层12作为目标储层，建立注采井网。

2)利用测井曲线解释成果，确定砂体储层11和砂体储层12在采油井A1、采油井B1和注水井C1处的深度，将采油井B1作为中间井，通过实施油水井措施并利用射孔的方式在中间井B1内连通砂体储层11和砂体储层12。

3)在中间井即采油井B1井筒内注入水泥塞，水泥塞的位置位于砂体储层12的上部，同时，由于砂体储层11的下部为井底，因此不需要进行封堵。此外在采油井B1井筒内水泥塞以下与井底以上之间的部位，即砂体储层11和砂体储层12之间要确保能够实现流体运移。

水泥塞的长度利用公式(4)进行确定，

L＝P/(π·τ·D)                    (4)

其中中间井处水泥塞下部的储层压力P为33.6MPa，水泥塞与套管的胶结强度τ为1.52MPa/m²，圆周率π取值3.14，中间井套管内径D为0.11862m。经计算，注水泥长度L为59.35m，为安全起见，现场施工实际水泥塞长度为75.8m。

4)对注水井C1实施注水，采油井A1实施采油。通过加强该注采井组日常管理和效果跟踪分析，得知注采井网实施注水驱油3个月后，采油井A1见到注水驱油效果，初期日增油4.8吨，同时中间井即采油井B1含水日下降1.9吨，说明本发明取得了效果。

方法实施例2：

1)如图4所示，该井区内有采油井2口，注水井2口，北端为采油井A2，采油井A2南偏西方向120米处为采油井B2，采油井B2南偏东方向110米处为注水井C2，注水井C2南偏西方向110米处为注水井D2，采油井A2与注水井C2相距205米，采油井A2和注水井D2相距300米；

在目标层段内，采油井A2钻遇2个砂体储层，分别为砂体储层21、砂体储层23；采油井B2钻遇4个砂体储层，分别为砂体储层21、砂体储层23、砂体储层24、砂体储层25；注水井C2钻遇3个砂体储层，分别为砂体储层21、砂体储层22、砂体储层24；注水井D钻遇1个砂体储层22，标号相同的砂体储层为相同的砂体储层，反之亦然。从开发实践可知，该油藏砂体储层能够实现注水开发，因此，将该井区内的砂体储层21、砂体储层22、砂体储层23、砂体储层24作为目标储层，建立注采井网。

2)利用测井曲线解释成果，确定砂体储层21、砂体储层22、砂体储层23、砂体储层24分别在采油井A2、采油井B2、注水井C2、注水井D2处的深度；将注水井C2作为砂体储层21、砂体储层22的中间井，将采油井B2作为砂体储层23、砂体储层24的中间井；通过实施油水井措施并利用射孔方式在注水井C2内连通砂体储层21、砂体储层22，在采油井B2内连通砂体储层23、砂体储层24。

3)在采油井B2和注水井C2井筒内注入水泥塞，其中采油井B2井筒内的水泥塞个数为2个，分别标号为①和②，注水井C2井筒内的水泥塞个数为1个，标号③。①号水泥塞位于砂体储层21和砂体储层23之间，②号水泥塞位于砂体储层24和砂体储层25之间，③号水泥塞位于砂体储层22与砂体储层24之间。同时，砂体储层21在采油井A2、采油井B2、注水C2处的下部以及砂体储层在注水井D2处的下部为井底封堵。在采油井B2井筒内①号水泥塞和②号水泥塞之间以及注水井C2井筒内水泥塞与井底之间的部位，即砂体储层23和砂体储层24之间以及砂体储层21和砂体储层22之间要确保能实现流体运移。

水泥塞的长度利用公式(4)进行确定，

L＝P/(π·τ·D)                    (4)

其中①号水泥塞下部储层压力为30.2MPa，①号水泥塞与②号水泥塞之间的储层压力为28.5MPa，③号水泥塞下部储层压力为34.8MPa，③号水泥塞上部储层压力为32.6MPa，水泥塞与套管的胶结强度为1.52MPa/m2，圆周率取值3.14，中间井套管内径为0.11862m。经计算，①号水泥塞承受的储层压力差为1.7MPa，③号水泥塞承受的储层压力差2.2MPa，在实际应用中，考虑到注水井C2和注水井D2受多方面因素影响，不确保一直同时注水，水泥塞上下的压力差变化会比较大，为安全起见，水泥塞长度按照可能承受的最大储层压力计算，即①号水泥塞可能承受的最大压力为30.2MPa，注水泥塞长度53.3m；②号水泥塞可能承受的最大压力为28.5MPa，注水泥塞长度50.3m；③号水泥塞可能承受的最大压力为34.8MPa，注水泥塞长度61.5m。为了安全起见，现场施工实际水泥塞长度分别为，①号水泥塞58.7m，②号水泥塞62.6m，③号水泥塞77.1m。

4)对注水井C2和注水井D2实施注水，采油井A2实施采油。通过加强该注采井网日常管理和效果跟踪分析，得知该注采井网实施注水驱油4个月和6个月后，采油井A2先后见到注水C2和注水井D2的注水驱油效果，初期日增油分别是5.5吨和6.8吨，说明本发明取得了效果。

本发明中的不同砂体储层建立注采井网方法，以深入挖潜储层剩余油为目的，建立起发育范围相对较小的不连通砂体储层之间注水开发井网，极大提高了油藏采收率，同时也发挥出了中间井的双重作用，使中间井在提供注水驱油通道的同时也能继续作为水井为其他砂体储层注水或作为油井继续开采其他砂体储层剩余油。该方法是针对油藏开发中进一步提高储层采收率而发明的，该方法很好地解决了不同砂体储层之间如何建立注采井网实施注水驱油开发的难题，具有较强的实用性和普适性，为油藏开发，特别是为发育范围相对较小的储层注水开发提供了一种新的建立注采关系提高采收率的方法。

Claims (8)

1.一种在不同砂体储层之间建立注采井网的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据储层空间展布发育状况确定各个砂体储层的位置；将在纵向方向上具有叠合部分的两个砂体储层设定为目标储层；

2)将目标储层中砂体储层的叠合部分通过中间井连通，相连通的两个砂体储层为第一储层和第二储层，所述中间井为目标储层纵向方向上叠合部分内的已有钻井或新钻钻井；

3)在中间井内进行封堵，封堵位置位于中间井连通上方砂体储层的上部，当中间井连通下方砂体储层的下部不为井底时，也设置封堵；

4)将第一储层远离中间井一端的钻井作为注水井，将第二储层远离中间井一端的钻井作为采油井，进行注水驱油。

2.根据权利要求1所述的在不同砂体储层之间建立注采井网的方法，其特征在于，还根据储层空间展布发育状况确定砂体储层之间的连通关系，将相连通的砂体储层视为一个砂体储层。

3.根据权利要求2所述的在不同砂体储层之间建立注采井网的方法，其特征在于，步骤1)所述砂体储层的发育范围不能同时达到满足建立注采井网所需的注水井和采油井的条件。

4.根据权利要求3所述的在不同砂体储层之间建立注采井网的方法，其特征在于，步骤3)所述封堵的方法包括注水泥塞法、下丢手工具法。

5.根据权利要求4所述的在不同砂体储层之间建立注采井网的方法，其特征在于，采用注水泥塞法时，水泥塞的长度L应大于设定值，所述设定值L为：

L＝P/(π·τ·D)

其中P为水泥塞承受的储层压力，π为圆周率，τ为水泥塞与套管间的胶结强度，D为套管内径。

6.根据权利要求5所述的在不同砂体储层之间建立注采井网的方法，其特征在于，若水泥塞上方不存在与中间井连通的砂体储层，则水泥塞承受的储层压力为水泥塞下方的储层压力；若水泥塞上方存在与中间井连通的砂体储层，则水泥塞承受的储层压力为水泥塞上方的储层压力与水泥塞下方的储层压力的压力差。

7.根据权利要求6所述的在不同砂体储层之间建立注采井网的方法，其特征在于，所述中间井为已有钻井时，根据不同砂体储层在每口井中发育的位置信息，通过射孔或水力喷射的方式将不同砂体储层打开。

8.根据权利要求7所述的在不同砂体储层之间建立注采井网的方法，其特征在于，所述井中发育的位置信息根据测井曲线分析确定。

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