CN1828010A - 非均质油层多段塞等流度聚能平行同步驱油方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种非均质油层多段塞等流度聚能平行同步驱油方法,首先按照吸水能力大小,将非均质油层分成若干段;然后选定驱油剂流体流度,并保持油层各段流体流度相等,利用流体流度=油层渗透率/流体粘度计算各油层中所需驱油剂的流体粘度;再选择聚合物配成相应粘度的流体,由不同粘度的子段塞形成组合段塞;最后从高粘度至低粘度将各子段塞依次注入油层实施驱油。该发明具有将整体驱油转为离散驱油,驱动阻力小;聚能段塞局部压差大,驱动压差大,有利于驱替流体改向,提高波及体积;以及降低无效水循环,驱替效率高,驱替剂用量少的特点。
Description
技术领域:
本发明涉及石油开采领域,具体涉及一种对非均质油层的驱油方法。
背景技术:
受油藏沉积环境和条件的影响,油层在平面上和纵向上的渗透率分布不均一,例如大庆油田纵向渗透率变异系数多为0.65左右。在注水开发过程中,注入水大部分进入高渗透区域,受长期注水冲刷,非均质性更为严重,注入水无效循环严重。为进一步挖潜油层剩余油,油田先后开展了聚合物驱油,三元化学驱,泡沫驱、聚驱+深部调剖等驱油方式,收到了比较好的挖潜效果,但驱油效率仍不高(表1)。从统计表中,可以看到:最低含水时间出现越晚,挖潜效果越好。但上述工艺最低含水时间均不超过0.4倍的空隙体积,仍存在大量的无效水循环现象。
表1 挖潜措施效果统计表
挖潜方式 | 提高采收率(相对水驱) | 最低含水(PV) |
聚合物驱 | 8-14% | 0.2 |
三元化学驱 | 20-24% | 0.3 |
泡沫驱 | 25-35% | 0.37 |
聚驱+体膨颗粒调剖 | 10-16% | 0.25 |
发明内容:
本发明的目的在于提供一种非均质油层等流度、层内聚能、以多段塞平行同步多种堵剂堵水驱油的方法,以降低无效水循环,提高挖潜效果。
本发明提供一种非均质油层多段塞等流度聚能平行同步驱油方法,包括以下步骤:
步骤一:按照吸水能力大小,将非均质油层分成若干段,获取各段渗透率Ki和各段厚度Hi的数值;
步骤二:选定驱油剂流体流度,并保持油层各段流体流度相等,利用式一计算各油层中所需驱油剂的流体粘度;
流体流度=油层渗透率Ki/流体粘度 式一
步骤三:依步骤二计算的各段流体粘度数值选择聚合物配成相应粘度的流体,利用式二计算各粘度流体的注入量Qi,由不同粘度的子段塞形成组合段塞;
(Q1/H1)∶(Q2/H2)∶…∶(Qn/Hn)=1∶2∶…∶n 式二
其中:Qi i=1,…n为渗透率由高到低各段注入量,
Hi i=1,…n为渗透率由高到低各段厚度,
Q=Q1+Q2+…+Qn
步骤四:从高粘度至低粘度将各子段塞依次注入油层实施驱油。
所述驱油方法中,所述流体流度在0.1-5.0。
所述驱油方法中,所述驱油剂段塞体系按照等流度组合配制。
所述驱油方法中,所述组合段塞分为多组,每组组合段塞中子段塞的用量和流体粘度都相同。
所述驱油方法中,在每组组合段塞之间注水。
所述驱油方法中,组合段塞驱油后,用后续段塞或水驱至含水98%。
所述驱油方法中,所述聚合物为水解聚丙稀酰胺聚合物、水解聚丙稀酰胺凝胶颗粒、或水解聚丙稀酰胺流动凝胶。
所述驱油方法中,所述段塞总注入量Q<0.5pv,组合段塞为2-4组。
本发明根据油层纵向渗透率大小,选取不同流动粘度的流体(或不同封堵能力)和采用适宜用量配制段塞,按照高粘度至低粘度顺序不间断注入油层,(称为一组段塞)。当次高粘度段塞遇到高粘度段塞后,在段塞前后压差的作用下,次高粘度段塞将进入次渗透率层段(或区域);按同样方法依次将注入其它组段塞,段塞组之间可用水间隔。在地层深部形成多个的立体柱塞墙(聚能)。在一定条件下,墙中不同段塞能够近似平行移动(平行同步),从而形成相对完整的多点式活塞式驱油方式,迫使注入水进入更微小的孔隙,提高注入水驱油效率。
本发明的特点:
(1)将整体驱油转为离散驱油,驱动阻力小。
(2)聚能段塞局部压差大,驱动压差大,有利于驱替流体改向,提高波及体积。
(3)降低无效水循环,驱替效率高,驱替剂用量少。
附图说明:
图1为本发明非均质油层多段塞驱油示意图。
图2为数值模拟实验含水曲线;
图3为数值模拟实验产油曲线;
图4为数值模拟实验采收率曲线;
图5为物理模拟1#岩心驱油曲线;
图6为物理模拟2#岩心驱油曲线。
具体实施方式:
本发明主要解决非均质油层采油中的问题。参见图1,由于油层纵向渗透率分布不均一,纵向渗透率存在变异,为驱采各油层中的油,需要通过调整不同粘度(和封堵能力)的流体和用量,实现各油层中驱替流体流度的一致。
本发明中,流体流度=油层渗透率/流体粘度。
因此,本发明方法,首先要获取油层渗透率数值,然后选择适当的驱替剂(如聚合物),按照等流度配成,形成不同粘度的段塞,由高粘度至低粘度顺序不间断注入油层(称为一个组合段塞)。当次高粘度段塞遇到高粘度段塞后,在段塞前后压差的作用下,次高粘度段塞将进入次渗透率层段(或区域);按同样方法依次注入其它组合段塞,组合段塞间可用水间隔。若干个组合段塞在地层深部形成多个立体柱塞墙。在一定条件下,墙中不同段塞能够近似平行移动,从而形成相对完整的活塞式驱油方式,迫使注入水进入更微小的孔隙,提高注入水驱油效率。
本发明中,不同粘度的段塞为子段塞,由高粘度至低粘度顺序不间断注入油层形成一个组合段塞。本发明还可以循环注入多个组合段塞,并且,每个组合段塞中的子段塞用量和流体粘度都相同。本发明中,段塞总注入量Q<0.5pv,各子段塞驱油剂注入量比例根据各段厚度确定,组合段塞个数为2-4个;
比例:(Q1/H1)∶(Q2/H2)∶…∶(Qn/Hn)=1∶2∶…∶n
其中:Qi i=1,…n为渗透率由高到低各段注入量,
Hi i=1,…n为渗透率由高到低各段厚度,
Q=Q1+Q2+…+Qn
实施例一:数值模拟
(一)油藏模型
油藏顶部深度1000m,油层厚度6m,正韵律分布。油层温度45℃,地下原油粘度8×10-3Pa.s。原始油气比:50,原始含油饱和度80%,残余油饱和度20%,束缚水饱和度20%。地层原始压力10Mpa,泡点压力8Mpa。油层分布状态见表2。
表2
厚度(m) | 渗透率(×10-3um2) | 孔隙度 | |
上层 | 2 | 100 | 0.24 |
中层 | 2 | 700 | 0.28 |
下层 | 2 | 2200 | 0.34 |
(二)流体数据
水比重为1,地下粘度0.5×10-3Pa.s,油比重0.84,岩石密度1.7g/立方厘米。
经室内实验,得到表3所示段塞流体性质数据和表4所示油水相渗数据。
表3 段塞流体性质数据
静态粘度 | 剪切特性 | 吸附特性 | |||
浓度(g/cc) | 水粘度倍数 | 流速(m/s) | 粘度下降因子Fr | 浓度(g/cc) | 吸附量(g/cc) |
0.00010.00020.00050.00070.0010.0020.0030.0050.0070.010.02 | 9142333451301705701200200010000 | 1.157E-52.314E-53.472E-54.629E-55.787E-56.944E-5 | 0.80.70.60.50.40.3 | 00.00030.00050.00080.001 | 05E-67E-68E-68E-5 |
表4 油水相渗数据
Sw | Krw(水) | Kro(油) |
0.20.310.3250.350.3750.40.4250.450.4750.50.5250.550.575 | 00.010.0150.020.040.080.10.120.130.150.20.250.3 | 0.60.360.30.230.150.120.10.060.040.030.0250.0180.012 |
0.60.6250.650.6750.8 | 0.370.450.50.60.8 | 0.0060.0030.0020.0010 |
表4中,Sw:水饱和度,Krw:水相相对渗透率(水),Kro:油相相对渗透率
(三)模拟结果
2、注入过程
在水驱含水98%以后,注四组段塞(主段塞,段塞主剂选用水解聚丙稀酰胺),每组段塞由3种不同粘度流体组成子段塞,按照流度比为1选定流体粘度分别为2000,700,100mpa.s,1∶2∶3选取用量分别为0.006,0.012,0.018PV。四组段塞总用来量0.144PV。后续采用粘度10mpa.s,用量0.1PV,接续水驱至含水98%。用量粘度见下表5:
表5
主段塞序号 | 子段塞序号 | 段塞粘度 | 用量(PV) |
1 | 1 | 2000 | 0.006 |
2 | 700 | 0.012 | |
3 | 100 | 0.018 | |
2 | 1 | 2000 | 0.006 |
2 | 700 | 0.012 | |
3 | 100 | 0.018 | |
注水 | 0.05 | ||
3 | 1 | 2000 | 0.006 |
2 | 700 | 0.012 | |
3 | 100 | 0.018 | |
4 | 1 | 2000 | 0.006 |
2 | 700 | 0.012 | |
3 | 100 | 0.018 | |
后续段塞 | 10 | 0.1 | |
段塞用量合计 | 0.244 |
2、驱油结果:
含水曲线见图2,产油曲线见图3,采收率曲线见图4。从图中可以看出:含水曲线最低点时累积注入量为0.53PV,较表1数值有较大提升,说明注入水无效循环得到了有效控制,波及体积增大;产油曲线产油量增加幅度较大,可以有效挖潜剩余油,说明本发明方法驱油增油20倍以上;从图4可以看出驱油采收率提高近30个百分点。
实施例二:室内实验(物理模拟)
实验室制备2块正韵律分布的长方体岩心。3×3×30cm,高中低渗透率分别为300,700,2000毫达西,厚度相等。在45度条件下,饱和实验盐水,而后饱和模拟油。模拟油粘度5毫帕秒,由大庆采油三厂原油和煤油调配而成。实验中,段塞主剂选用水解聚丙稀酰胺,分子量2500×104。实验在45度条件下进行。先水驱至含水98%,接续注两组段塞,每组段塞由三种不同粘度流体组成,然后再水驱至含水98%。实验参照数值模拟和实验条件选定各段塞聚合物的浓度、注入体积,实验过程及驱油结果见表6和图5、图6。
表6 室内驱油实验
序号 | 内容 | 岩心1#(饱和水=122.3ml;油=95.5ml) | 岩心2#(饱和水=124.8ml;油=98ml) | ||
用量(PV) | 采收率% | 用量(PV) | 采收率 | ||
水驱至含水98% | 33.51 | 0.02 | 31.63 | ||
1-1 | 2000ppm聚合物 | 0.02 | 0.04 | ||
1-2 | 600ppm聚合物 | 0.04 | 0.08 | ||
1-3 | 100ppm聚合物 | 0.08 | 0.02 | ||
2-1 | 2000ppm聚合物 | 0.02 | 0.04 | ||
2-2 | 600ppm聚合物 | 0.04 | 0.08 | ||
2-3 | 100ppm聚合物 | 0.08 | |||
水驱至含水98% | 52.52 | 50.51 | |||
段塞用量合计 | 0.28 | 0.28 | 0.28 | ||
最低含水体积 | 0.51 | 0.45 |
注入速度:0.3/min
从实验结果可以看到,剩余油挖潜效果明显,在累积注入量0.5pv左右达到含水下降最低点(与数模结果基本吻合),增加采收率近20%百分点。
实施例三、现场应用
吉45段块含油面积,1.03Km2,地质储量:126万吨,空气渗透率:214.7×10-3μm2。,层间渗透率级差:20.8~22.7,层内渗透率级差:1.6~1071地层温度:48℃。地层水矿化度:4517mg/L,注水井数:5个,生产井数:19个,日产油:45.9吨,含水:84%。段塞采用凝胶,聚合物为水解聚丙稀酰胺,分子量1800×104,注入一个组合段塞(调剖段塞—主段塞—接替段塞),后续注水,使用量如表7:
表7 可动凝胶注入方案表
段塞 | 可动凝胶 | 注入量(m3) | ||
聚合物浓度(mg/l) | 聚交比 | 注入体积(pv) | ||
调剖段塞 | 1500 | 25∶1 | 0.0075 | 10931 |
主段塞 | 600 | 30∶1 | 0.0346 | 50370 |
接替段塞 | 400 | 30∶1 | 0.0230 | 33580 |
合计 | 0.0651 | 94881 |
该段塞注入后,有效期增油40869吨,提高采收率6.2%,投入产出比为:1∶3.81。
Claims (8)
1、一种非均质油层多段塞等流度聚能平行同步驱油方法,包括以下步骤:
步骤一:按照吸水能力大小,将非均质油层分成若干段,获取各段渗透率Ki和各段厚度Hi的数值;
步骤二:选定驱油剂流体流度,并保持油层各段流体流度相等,利用式一计算各油层中所需驱油剂的流体粘度;
流体流度=油层渗透率Ki/流体粘度 式一
步骤三:依步骤二计算的各段流体粘度数值选择聚合物配成相应粘度的流体,利用式二计算各粘度流体的注入量Qi,由不同粘度的子段塞形成组合段塞;
(Q1/H1)∶(Q2/H2)∶…∶(Qn/Hn)=1∶2∶…∶n 式二
其中:Qi i=1,…n为渗透率由高到低各段注入量,
Hi i=1,…n为渗透率由高到低各段厚度,
Q=Q1+Q2+…+Qn
步骤四:从高粘度至低粘度将各子段塞依次注入油层实施驱油。
2、根据权利要求1所述驱油方法,其特征在于,所述流体流度在0.1-5.0。
3、根据权利要求1所述驱油方法,其特征在于,所述驱油剂段塞体系按照等流度组合配制。
4、根据权利要求1或2或3所述驱油方法,其特征在于,所述组合段塞分为多组,每组组合段塞中子段塞的用量和流体粘度都相同。
5、根据权利要求4所述驱油方法,其特征在于,在每组组合段塞之间注水。
6、根据权利要求4所述驱油方法,其特征在于,组合段塞驱油后,用后续段塞或水驱至含水98%。
7、根据权利要求4所述驱油方法,其特征在于,所述聚合物为水解聚丙稀酰胺聚合物、水解聚丙稀酰胺凝胶颗粒、或水解聚丙稀酰胺流动凝胶。
8、根据权利要求4所述驱油方法,其特征在于,所述段塞总注入量Q<0.5pv,组合段塞为2-4组。
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