基于压力波动的周期注水效果评价方法及应用_范乐宾.pdf
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1、ISSN 1008-9446CN13-1265/TE承 德 石 油 高 等 专 科 学 校 学 报Journal of Chengde Petroleum College第 25 卷第 2 期,2023 年 4 月Vol.25,No.2,Apr.2023基于压力波动的周期注水效果评价方法及应用范乐宾1,祁成祥2,陈朝辉1,谢昆1,李德鹏1(1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津 300450;2.中国海洋石油国际有限公司中国海油伊拉克有限公司,北京 100028)摘要:目标区块属于典型的碳酸盐岩油藏,在注水开发过程中尝试运用周期注水技术改善生产井含水率上升快、注入水利用率低等问题。
2、为评价周期注水实施效果,并对周期注水进行优化,基于周期注水原理,建立了平面上周期注水压力波动方程,形成了压力波动的评价方法,并运用这项压力波动评价方法对周期注水实施效果进行评价。运用该方法诊断周期注水井组在实施过程中效果“时好时差”的现象,进一步形成了实践性强的周期注水实时监控与优化调整技术。在目标区块现场运用,取得了较好的稳油控水效果,周期注水技术在区块实现了推广应用。并且该方法还适用于其他多种类型油藏,具有较强的推广应用价值。关键词:周期注水;压力波动;效果评价;稳油控水;碳酸盐岩中图分类号:TE357.6文献标志码:B文章编号:1008-9446(2023)02-0017-06Cycli
3、c Water Injection Evaluation and ApplicationBased on Pressure FluctuationFAN Le-bin1,QI Cheng-xiang2,CHEN Zhao-hui1,XIE Kun1,LI De-peng1(1.CNOOC Engineering Technology Branch,Tianjin 300450,China;2.CNOOC Iraq Branch,CNOOC International Co.,Ltd.,Beijing 100028,China)Abstract:The target block is a typ
4、ical carbonate reservoir,in the process of water flooding develop-ment,cyclic water injection is used to solve problems of rapid increase of water cut and low utiliza-tion ratio of injected water.In order to evaluate the implementation effect of cyclic injection and opti-mize cyclic injection parame
5、ters,a pressure fluctuation equation of cyclic injection is establishedbased on the principle of cyclic injection,and an evaluation method of pressure fluctuation isformed,which is used to evaluate the implementation effect of cyclic injection.This method can beused to diagnose the unpredictable eff
6、ect in cyclic injection well group,and further forms a practicalreal-time monitoring and optimization adjustment method of cyclic injection.Being applied to targetoil fields,the new method has achieved good effects of oil stabilization and water cut control,andhas been popularized in this oil field.
7、This method can also be applied to other types of reservoirs,and has a good prospect of application and extension.Key words:cyclic water injection;pressure fluctuation;effect evaluation;stabilizing productionand controlling water cut;carbonate rocks基金项目:中海石油集团公司科研项目(基于深度机器学习的油气储层预测技术):CNOOC-KJ135KJX
8、MNFGJ2019-06收稿日期:2022-01-17第一作者简介:范乐宾(1984-),男,河北邢台人,高级工程师,硕士,主要从事油气藏工程研究工作,E-mail:fanlb2 。位于中东地区的 A 油田,属于中东地区典型的碳酸盐岩油藏,该油藏的主力油层岩性主要为多孔含生物碎屑的灰岩,纵向上厚度平均约为 22 m,非均质性强,纵向上相互连通,在靠近储层顶部的位置存在高渗条带,该高渗条带的渗透率约在 500 1 000 mD。由于受高渗条带的影响,注水开发过程中在DOI:10.13377/ki.jcpc.2023.02.010承德石油高等专科学校学报2023 年第 25 卷第 2 期纵向上注入
9、水沿高渗条带突窜严重,部分井在注水 2 个月后就注入水突破,从而导致纵向上低渗层无法得到有效动用,部分区域形成注入水无法驱替的死油区,影响注水开发效果。周期注水作为提高油田注水开发效果的一项技术,可以增大纵向上水驱波及面积,改善驱油效果,提高采收率。为了改善注水开发效果,在中东 A 油田进行了多周期的周期注水先导实验,实验后需要对周期注水效果进行系统评价。因此对国内外相关文献进行了调研,目前大部分油田主要应用常规参数对比和数值模拟两种方法进行周期注水效果评价1-3。针对目前方法存在的优缺点,本文探索运用储层压力波动理论评价周期注水实施效果,并对后期周期注水的参数进行优化调整。1周期注水试验中东
10、 A 油田选取了两个注水井组 A8-3 和 A10-2 进行周期注水试验,试验井组井位相对位置如图 1 所示,井组中所有井生产同一层位。在周期注水过程中,两个注水井组进行了 4 个周期的周期注水,这两个井组采用同步对称型周期注水,注水时间与停注时间相等,均为 30 d 左右。周期注水试验后,通过参数对比方法对周期注水井组效果进行分析,如表 1 所示。对比周期注水前后的生产参数指标,可以看出井组日产油量指标相对周期注水之前增加了 21.3 m3/d,相对之前提高了 10.2%;含水率指标相对周期注水之前上升了 1.4%,基本稳定。通过分析以上数据,周期注水对该井组起到了增油控水的效果。表 1周期
11、注水前后井组参数对比表阶段日注水/m3日产液/m3日产油/m3含水率/%累注量/m3累产液/m3累产油/m3注采比累注采比周期注水前42842120950.42617 407905 062780 4270.870.53周期注水后99147823051.84735 4811 027 931840 3491.780.56通过参数对比方法对比单井的生产效果,如表 2 所示,3 口生产井的产油量和含水率在周期注水前后变化趋势却出现了明显的不同。A9-3 井增油控水效果明显,相反,A7-3 井出现了产油量下降和含水率上升的现象,单井生产效果在同一井组中却出现了明显的差异。同时增油控水效果最好的 A9-3
12、 井,在生产曲线上看(见图 2),周期注水实施后产油量上升,含水率表 2周期注水前后单井生产参数对比表对比指标阶段井名A7-3A9-3A11-2日产油/m3周期注水前16210153周期注水后15012266含水率/%周期注水前32.056.661.3周期注水后39.754.161.8降低,但是在周期注水后期含水率上升了近 10%,出现“时好时差”的现象。针对单井生产效果差异大、同一口井生产效果“时好时坏”的问题,以及后期如何进行调整等问题,本文尝试对压力波动方法进行了探索。2周期注水压力波动根据文献4-7调研,周期注水的基本原理可以概况为,在注采井组中通过定期调整注水井进行注水和停注,来实现
13、在注采井组之间的油藏中形成一个周期变化的压力场,通过压力场的周期变化达到增油的效果。根据周期注水的机理,周期注水的关键就是在保持油藏有足够的驱油能量情况下造成地层压力的明显波动。因此,周期注水压力波动的过程和幅度是油藏实施周期注水时重要的参数,这些参数因油藏性质而异,并直接影响周期注水的效果。81范乐宾,等:基于压力波动的周期注水效果评价方法及应用2.1压力波动方程建立在周期注采井组中,对井组中任意一点地层压力的变化规律进行理论推导,其物理模型假设条件:假定所研究的地层是水平、均质、各向同性,液体是均质弱可压缩的牛顿流体,假设渗流过程中为等温,无任何特殊的物理化学现象发生,渗流符合达西定律。单
14、井情况下,当流体向井底呈平面径向渗流时,平面上任意一点在 t 时刻压力降公式:p=pi-p(r,t)=q4Kh-Ei-r24t()(1)式中,为导压系数,=KCt,m2Pa/Pas;为孔隙度;Ct油藏综合压缩系数,1/Pa;p 为 t 时刻压力降,Pa;pi为周期注水开始时的地层压力,Pa;p(r,t)为 t 时刻距井中心 r 处的压力,Pa;q 为井的产量,m3/s;为 地 层 流 体 黏 度,Pa s;K 为 地 层 渗 透 率,mD;h 为 地 层 厚 度,m;t 为 井 的 生 产 时 间,s;-Ei-r24t()为幂积分函数,公式为-Ei(-x)=xe-xxdx。幂积分函数取近似值,
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