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低渗透油田合理注采井距

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渗透 油田 合理 注采井距
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© 1994 ,,嘴 试 井 与 开 采 卜低 渗 透 油 田 合 理 注 采 井 距 的 确 定— 以 纯 块 沙 段 低 渗 透 油 田 为 例王 文 环中 国 石 化 石 油 勘 探 开 发 研 究 坑 北 京摘 要 以 纯 块 沙 段 低 渗 透 油 田 为 例 , 从 低 渗 透 油 田 渗 流 机 理 出 发 , 分 析 了 造 成 低 渗 透 油 田 开 发 效 果 差 的 主要 原 因 。 在 计 算 注 水 井 最 大 井 底 流 压 、 油 井 最 小 井 底 流 压 、 油 水 井 之 间 可 建 立 的 最 大 注 采 压 差 的 基 础 上 , 结 合 室 内 试 验确 定 的 最 小 启 动 压 力 梯 度 公 式 计 算 油 田 技 术 极 限 注 采 井 距 , 并 结 合 经 济 合 理 井 距 计 算 结 果 , 确 定 了 油 田 合 理 注 采 井 距 ,并 提 出 了 下 一 步 调 整 方 案 实 施 后 取 得 了 显 著 的 效 果 。 该 方 法 为 低 渗 透 油 田 合 理 井 距 的 确 定 、 提 高 低 渗 透 油 田 的 开 发 效果 提 供 了 理 论 依 据 。关 键 词 低 渗 透 储 集 层 油 井 注 水 井 井 距 提 高 采 收 率 纯 村 块中 图 分 类 号 文 献 标 识 码 文 童 编 号 一 一 一梁 家 楼 油 田 纯 块 沙 段 为 滨 浅 湖 条 件 下 形 成 的湖 泊 滩 、 坝 砂 体 埋 深 一 , 含 油 面 积, 地 质 储 量 又 , 平 均 孔 隙 度 为块 样 品 , 渗 透 率 又 一 拌 块 样 品 。 地 面原 油 粘 度 为 · , 密 度 为 一, 原 始 地 层 压 力 为 , 压 力 系 数 为 。由 此 可 见 , 该 油 藏 为 稀 油 、 高 压 、 中 孔 、 低 渗 透 油 藏 。由 于 当 时 没 有 考 虑 低 渗 透 油 田 的 非 达 西 渗 流 规 律 , 主要 是 在 考 虑 经 济 合 理 井 网 密 度 的 基 础 上 , 选 取 了反 九 点 井 网 。 年 投 人 开 发 以 来 , 油 田 一 直处 于 低 产 、 低 速 开 采 状 态 , 到 调 整 前 为 止 , 采 出 程 度仅 为 , 采 油 速 度 为 。 分 析 认 为 其 主 要 原因 是 , 由 于 低 渗 透 油 藏 非 达 西 渗 流 规 律 的 特 殊 性 , 井距 影 响 流 体 的 流 动 状 态 , 对 产 量 的 影 响 不 可 忽 略 「 ’ 一 。因 此 , 研 究 在 一 定 注 采 条 件 下 所 允 许 的 技 术 极 限 注 采井 距 是 确 定 低 渗 透 油 藏 合 理 注 采 井 距 的 关 键 。低 渗 透 油 田 渗 流 机 理在 油 田 开 发 过 程 中 , 经 常 用 到 达 西 定 律 , 它 的 基本 表 达 形 式 为, △魁 记 — — 厂 五 下 尸产 了统 中 保 持 恒 定 。 也 就 是 说 , 在 渗 流 过 程 中 , 整 个 渗 流系 统 中 的 流 体 粘 度 保 持 恒 定 常 数 , 没 有 结 构 粘 度 , 没有 屈 服 值 , 因 而 其 渗 流 规 律 符 合 达 西 定 律 〔 」 。但 是 , 随 着 人 们 对 界 面 科 学 和 物 理 化 学 的 深 人 研究 , 越 来 越 多 的 人 们 注 意 到 液 体 与 固 体 界 面 之 间 的 相互 作 用 。 许 多 研 究 资 料 表 明 , 由 于 液 体 与 固 体 界 面 之间 的 相 互 作 用 , 在 油 层 岩 石 孔 隙 的 内 表 面 , 存 在 一 个原 油 的 边 界 层 , 其 中 的 原 油 属 边 界 流 体 。 在 边 界 层 内的 原 油 存 在 组 分 的 有 序 变 化 、 结 构 粘 度 特 征 及 屈 服 值等 , 原 油 在 组 成 和 性 质 方 面 , 有 别 于 体 相 原 油 体 相原 油 是 指 其 性 质 不 受 界 面 现 象 影 响 的 原 油 。 这 个 边 界的 厚 度 , 除 了 原 油 本 身 性 质 以 外 , 还 与 孔 喉 大 小 、 驱动 压 力 梯 度 有 关 一 洲 。 对 于 中 、 高 渗 透 性 稀 油 油 层 来说 , 由 于 原 油 边 界 层 不 太 厚 , 边 界 层 中 的 原 油 占 总 原油 量 的 比 例 不 太 大 , 边 界 层 原 油 的 非 牛 顿 性 对 线 性 渗流 规 律 的 影 响 不 明 显 。 在 一 定 的 误 差 范 围 内 , 可 以 把它 当 作 牛 顿 流 体 对 待 , 因 而 可 以 应 用 达 西 定 律 。 然 而 ,对 低 渗 透 油 藏 和 稠 油 油 藏 来 说 , 这 个 边 界 层 的 影 响 则是 不 可 忽 视 的 因 素 , 它 会 使 渗 流 规 律 发 生 明 显 的 变 化 ,乃 至 偏 离 达 西 定 律 际 叼 。当 原 油 在 喉 道 半 径 很 小 特 别 是 喉 道 小 于 拼式 中 , 、 拜 、 分 别 表 示 地 层 的 渗 透 率 、 流 体 的 粘 度和 流 体 通 过 的 横 截 面 积 。假 设 、 拜 、 是 互 相 独 立 的 常 数 , 在 这 种 情 况下 , 在 一 定 范 围 内 流 量 与 压 力 梯 度 成 正 比 线 性 关 系 。根 据 一 般 的 油 田 开 发 理 论 , 在 常 规 油 田 开 发 中 , 油 水在 渗 流 过 程 中 呈 现 牛 顿 流 体 的 特 性 , 并 在 整 个 孔 隙 系收 稿 日 期 一 一作 者 简 介 王 文 环 一 , 女 , 年 毕 业 于 石 油 大 学 华东 地 质 勘 查 系 。 。 年 获 石 油 大 学 华 东 油 藏 工 程 专 业 硕 士 学位 年 获 石 油 大 学 华 东 油 气 田 工 程 专 业 博 士 学 位 , 高 级 工程 师 现 工 作 于 中 国 石 化 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 博 士 后 工 作 站 。联 系 电 话© 1994 , 启 动 压 力 梯 度 不 可 忽 略 , 地 层 渗流 将 出 现 低 速 非 达 西 流 , 其 表 达 式 为。 却 一 八一 — 万 ,产 、 曰 尸通 过 室 内 试 验 研 究 , 初 步 总 结 出 最 小 启 动 压 力 梯度 、 临 界 启 动 压 力 梯 度 与 视 流 度 产 的 关 系 公 式和 图 版 见 图 分 ’ 」 。从 式 可 以 看 出 , 当 驱 替 压 力 梯 度 等 于最 小 启 动 压 力 梯 度 时 , 油 井 的 产 量 等 于 零 , 液 体 质点 不 再 流 动 , 这 时 对 应 的 半 径 为 油 井 的 技 术 极 限 泄 油半 径 。低 渗 透 油 层 非 线 性 渗 流 过 程 的 流 量 方 程 为 川兀 日 一 、叼 一— 枯尽 —卜 斗 望 …子 毕尸 沪将 式 、 联 立 求 解 可 得, 一 门一 一 一 厂 丁 一 二 二 一 又 一’ 、 尸 声鱼, 、一 十 曰一一一由 式 可 以 看 出 , 当 一 了 最 小 时 , 将 式代 人 考 虑 到 《 。 , 并 经 单 位 换 算 , 可 得 到 技术 极 限 井 距 极 限 计 算 公 式极 限 一 , 。 一 , 了 丝 、 〔 ’乃产图 流 态 判 断 图 版最 小 启 动 压 力 梯 度 与 视 流 度 的 关 系了 丝、 产一 弓一一一△一 工临 界 启 动 压 力 梯 度 与 视 流 度 的 关 系锣 、 一· 。 ‘合 一 ‘ ’ ‘式 中 , △ 为 驱 替 压 力 梯 度 , 产 为 流 体 粘度 , · 为 渗 透 率 , 一 拼 。由 图 可 以 看 出 , 某 种 流 体 在 一 定 物 性 储 层 中 渗流 时 , 随 着 压 力 梯 度 的 增 大 , 会 出 现 种 不 同 的 渗 流状 态 当 驱 替 压 力 梯 度 小 于 最 小 启 动 压 力 梯 度 时 , 流体 不 流 动 不 流 动 区 当 驱 替 压 力 梯 度 大 于 临 界 启 动压 力 梯 度 时 , 流 体 处 在 易 流 状 态 拟 线 性 渗 流 区 当驱 替 压 力 梯 度 大 于 最 小 启 动 压 力 梯 度 , 小 于 临 界 启 动压 力 梯 度 时 , 流 体 处 在 低 速 高 阻 不 易 流 状 态 非 线 性流 动 区 。由 此 可 见 对 于 低 渗 透 油 田 开 发 的 关 键 问 题 是 能否 建 立 有 效 的 驱 替 压 力 梯 度 , 即 在 注 采 压 差 一 定 的 条件 下 , 确 定 合 理 的 注 采 井 距 , 确 保 驱 替 压 力 梯 度 至 少要 大 于 最 小 启 动 压 力 梯 度 , 避 免 不 流 动 区 的 存 在 。 这是 改 善 低 渗 透 油 田 开 发 效 果 、 提 高 采 收 率 的 关 键 。合 理 注 采 井 距 的 确 定当 一 口 油 井 以 一 定 产 量 生 产 时 , 其 驱 替 压 力 梯 度随 半 径 增 大 而 逐 渐 减 小 , 公 式 为 际 · ” 〕些 一 卯 生 、 、了 产 ,‘ 兀 宜 、注 水 井 井 底 流 压。 , 、 十 以 一 。式 中 , 。 为 注 水 井 井 底 流 压 , 丸 为 注 水 泵 压 ,为 油 层 中 深 , 为 地 面 管 线 及 井 筒 摩阻 , 。根 据 纯 块 泵 站 注 人 压 力 计 算 注 水 井 井 底 注 人 压力 为 〕油 井 最 小 井 底 流 压油 井 井 底 流 压 受 泵 下 入 深 度 的 影 响 , 当 泵 下 到 油层 中 深 , 为 保 证 泵 效 , 沉 没 度 取 时 的 井 底 流 压 ,即 油 井 井 底 最 小 流 压 的 计 算 公 式 为一 ,式 中 , 为 油 井 最 小 井 底 流 压 , 为 井 筒 流 体的 平 均 相 对 密 度 油 井 含 水 为 零 时 , 井 筒 流 体 相 对 密度 取 地 层 油 相 对 密 度 , 为 泵 的 沉 没 度 , 。经 计 算 , 纯 块 油 井 在 保 持 沉 没 度 条 件下 , 井 底 最 小 流 压 为 。油 、 水 井 之 间 最 大 注 采 压 差油 水 井 之 间 的 最 大 注 采 压 差 就 是 注 水 井 最 大 井 底流 压 与 油 井 最 小 井 底 流 压 之 差 。△ 。 。 二 一根 据 上 述 计 算 结 果 , 纯 块 油 水 井 之 间 可 建 立 的最 大 驱 替 压 差 为 。计 算 合 理 注 采 井 距低 渗 透 油 田 合 理 井 距 的 确 定 应 综 合 考 虑 技 术 极 限注 采 井 距 和 经 济 合 理 井 距 , 当 技 术 极 限 注 采 井 距 大 于经 济 合 理 井 距 时 , 可 以 按 照 经 济 合 理 井 距 布 井 当 技© 1994 , 如 果 仍 按 照 经济 合 理 井 距 布 井 , 则 将 在 油 、 水 井 间 形 成 不 易 流 动 带 ,导 致 油 井 受 效 差 , 水 井 注 水 困 难 , 即 出 现 “ 注 不 进 、采 不 出 ” 的 局 面 , 降 低 低 渗 透 油 田 开 发 效 果 。 这 种 情况 下 应 根 据 压 裂 工 艺 水 平 进 行 整 体 压 裂 设 计 , 来 弥 补经 济 合 理 井 距 和 技 术 极 限 注 采 井 距 的 差 值 。 如 果 难 以有 效 解 决 , 那 么 该 油 藏 就 不 能 经 济 有 效 地 动 用 。纯 块 计 算 经 济 合 理 井 距 为 , 而 由 式计 算 得 到 的 技 术 极 限 井 距 为 , 两 者 比 较 接 近 ,同 时 考 虑 压 裂 措 施 的 影 响 , 因 此 纯 块 合 理 注 采 井 距可 以 取 为由 于 低 渗 透 储 层 存 在 启 动 压 力 梯 度 , 应 根 据 油田 所 能 形 成 的 最 大 注 采 压 差 和 最 小 启 动 压 力 梯 度 , 计 算其 非 线 性 渗 流 技 术 极 限 注 采 井 距 , 再 结 合 经 济 合 理 井 距综 合 确 定 合 理 井 距 。 当 技 术 极 限 注 采 井 距 大 于 或 接 近经 济 合 理 井 距 时 , 取 经 济 合 理 井 距 当 技 术 极 限 注 采 井距 小 于 经 济 合 理 井 距 时 , 如 果 压 裂 改 造 技 术 无 法 补 偿 二者 之 间 差 距 , 那 么 油 田 就 无 法 经 济 有 效 地 开 发 。纯 块 的 开 发 实 践 表 明 , 应 用 该 方 法 确 定 低渗 透 油 田 的 合 理 井 距 , 避 免 了 井 距 过 大 而 造 成 油 田 低效 开 发 的 状 况 , 提 高 了 低 渗 透 油 田 的 开 发 效 果 。参 考 文 献周 全 兴 , 崔 十 斌 水 平 井 开 发 低 渗 透 汕 藏 的 研 究 ’ 应 用 「 石油 钻 探 技 术 , , 一 姜张 建 国 汕 气 川 渗 流 力 学 仁 山 东 东 营 石 油 大 学 出 版 社 ,八 薛 定 鄂 多 孔 介 质 中 的 渗 流 物 理 「 」 王 鸿 勋 张 朝 深 孙书 探 , 等 译 北 京 石 油 工 业 出 版 社 ,中 卜 仕 霍 夫 油 层 物 理 基 础 〔 困 张 朝 深 译 北 京 中 国 工、 仁 出 版 社 ,黄 延 章 低 渗 透 汕 层 渗 流 机 理 〔 〕 北 京 石 油 工 业 出 版 社一 , 工 。口 ‘ 、 〕 , · ·, 、 一 , 「 凡议 二 一 一 , ‘李 道 拈 低 渗 透 砂 岩 油 田 开 发 「 〕 北 京 石 油 一 业 出 版 社 ,阎 庆 来 何 秋 轩 低 渗 透 储 层 中 汕 水 渗 流 规 律 的 研 究 〔 劝 北京 石 油 工 业 出 版 社 ,吕 成 远 , 王 建 、 孙 志 刚 低 渗 透 砂 岩 油 藏 渗 流 启 动 压 力 梯 度 实验 研 究 「 〕 石 油 勘 探 与 开 发 , 一张 裕 南 , 董 国 昌 低 渗 低 孔 低 产 能 油 田 钻 井 技 术 〔 」 石 油 钻探 技 术 , 一 ·唐 汝 众 , 李 根 生 双 重 介 质 低 渗 透 储 层 压 裂 诊 断 与 施 工 工 艺〕 石 油 钻 探 技 术 , , 一 ·审 稿 王 杰 祥 〕当丁,刁刁刁,‘‘ 八八泣 ‘叹口乃︸一一﹂︸尸厂﹄一、匕一月‘厂方 案 调 整 及 效 果 分 析根 据 以 上 分 析 , 纯 块 进 行 了 以 加 密 井 网 为 主 的方 案 调 整 , 采 用 注 采 井 距 同 时 考 虑 注 水 井 排与 裂 缝 方 向 基 本 一 致 ’ 一 , 采 用 排 状 注 水 井 井 网 。 须 新钻 加 密 井 口 , 其 中 油 井 口 , 水 井 口 。方 案 调 整 后 见 到 了 明 显 的 效 果 平 均 单 井 产 油 量由 调 整 前 的 上 升 到 , 区 块 产 油 量 由上 升 到 采 油 速 度 由 调 整 前 的上 升 到 区 块 含 水 由 调 整 前 的 下降 到 注 水 压 力 由 调 整 前 的 下 降 到平 均 单 井 注 水 量 由 调 整 前 的 耐 上 升到 耐 , 区 块 注 水 量 由 提 高 到方 案 调 整 后 区 块 采 收 率 由 调 整 前 的 提高 到 。结 论在 一 定 注 采 压 差 条 件 下 , 由 于 低 渗 透 油 田 启 动压 力 梯 度 的 存 在 , 井 距 过 大 , 容 易 形 成 井 间 不 易 流 动带 , 这 是 造 成 低 渗 油 田 低 产 、 低 效 开 发 的 主 要 原 因 。〕, 可 们 团韶 于 ,刃 ‘ , , 二 、 , , , , , 艺 ,加 朴 含 介 ,一, 元, ,卜 川找
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