考虑无效注水的特低渗透油藏合理注采比研究——以鄂尔多斯盆地坪北油田N区为例.pdf
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1、考虑无效注水的特低渗透油藏合理注采比研究 以鄂尔多斯盆地坪北油田N区为例付云辉(中石化江汉油田分公司勘探开发研究院,湖北 武汉 )摘要针对特低渗油藏高注采比与地层压力下降的矛盾,在分析无效注水原因的基础上,通过物质平衡原理确定无效注水量,并以此建立考虑无效注水的油藏合理注水量和合理注采比计算方法.合理的注采比对开发到中后期油田的控水稳油具有重要意义.关键词特低渗油藏;合理注采比;无效注水;物质平衡法 中图分类号T E 文献标识码A 文章编号 X()D O I:/j i s s n X 注采比是水驱油藏开发过程中衡量注采平衡状况的重要指标之一,反映油田(区块)产液量、注水量和地层压力之间联系的一
2、个综合指标,是油田开发综合调整的重要依据.注采比的大小与地层压力相关,直接影响开发效果的好坏,注采比过高会导致油井过早见注入水,含水快速上升,稳产期短;注采比过低会导致地层亏空,地层能量不足以维持油井正产生产,产液量下降.因此,合理的注采比对开发到中后期油田的控水稳油具有重要的意义.特低渗透油藏普遍存在高注采比、地层压力保持水平低的现象,与物质平衡原理不相符,表明目前油田存在无效注水,该部分注水量未对地层压力起到贡献作用,导致特低渗油藏注采比假象偏高,无法真实地反映油藏的注采情况.为提高水驱开发效果,本文在分析无效注水原因的基础上,通过物质平衡原理确定无效注水量,并引入无效注水因子概念,研究坪
3、北油田N区考虑无效注水的特低渗油藏有效注采比和合理注采比.坪北油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中部,主要含油层系是长 、长层,油藏埋深 m,平均孔隙度 ,平均渗透率 m D,属于低孔特低渗透砂岩油藏.油田于 年正式投入开发,在 年全面注水,初期采用菱形反九点井网,中后期进行油排水井转注,目前井网井距为 m m,其中N区块日产液 t,日产油 t,综合含水 ,日注水 m,月注采比 ,累计注采比 .无效注水量分析 无效注水原因分析特低渗透油藏的注入水并不是完全作用于驱替原油,而是存在一部分无效注水,该部分注水并未对地层压力和原油驱替起到贡献作用,这也是特低渗油藏注采比假象偏高的主要原因.特低渗透油藏无效
4、注水产生的主要原因有以下种形式:一是特低渗油藏油层夹杂的干层和泥岩层吸水,造成无效注水;二是储层天然裂缝及人工改造裂缝作用下,水驱后期形成向外的注水优势通道造成注水外溢损失;三是注水井井筒问题,造成注水外窜至其他非开发层;四是注采井网不完善,部分砂体“有注无采”注入水暂时未起作用.无效注水量确定油藏综合压缩系数为岩石系数和流体压缩系数之和,计算公式为:江 汉 石 油 职 工 大 学 学 报 年 月J o u r n a l o f J i a n g h a nP e t r o l e u m U n i v e r s i t yo fS t a f f a n dW o r k e r
5、s第 卷第期 收稿日期 作者简介付云辉(),男,硕士,工程师,现主要从事油气田开发工作.CtCpCL()CLCwSwCoSo()式中:Ct为流体压缩系数,/M P a;CL为流体压缩系数,/M P a;Cp为岩石压缩系数,/M P a;Cw为水压缩系数,/M P a;Co为油压缩系数,/M P a;So为含油饱和度;Sw为含水饱和度.对于弹性水驱油藏,根据物质平衡法,区块的注入量和采出量应满足:NpBWpBwN Bo iCt(pip)Wi eBw()式中:Np为累计产油量,m;Wp为累计产水量,m;Wi e为累计有效注水量,m;N为区块或油藏的地质储量,m;pi为原始地层压力,M P a;p为
6、目前地层压力,M P a;Bo i为原始原油体积系数,f;Bo为目前原油体积系数,f;Bw为地层水体积系数,f.将式()变形,可知累计有效注水量为:Wi e NpBoWpBwN Bo iCt(pip)/Bw()累计无效注水量即为区块累计注水量与累计有效注水量之差,其数学表达式为:Wi wWiWi e()式中:Wi为累计注水量,m;Wi w为累计无效注水量,m;目前地层压力计算方法主要有三种,分别是井数加权法、面积(体积)加权法和渗流阻力加权法.特低渗透油藏由于储层致密、渗透率低,压力传导速度远远滞后于中高渗油藏,现场测压资料普遍存在油井压力偏低和注水井压力偏高的现象,采用上述方法难以准确表征真
7、实地层压力,对无效注水量计算产生影响.文中在计算目前地层压力Pi时,采用压力恢复曲线拟合法,通过对压力恢复曲线拟合多项关系式,对关系式求导取d p/d t 时为压力恢复至地层压力所需时间,再代入拟合关系式中可得现阶段目前地层压力.定义无效注水因子无效注水量为未对地层压力和原油驱替起到贡献作用的注水量,定义无效注水因子为无效注水量与注水量的比值,其数学关系式为:F Wi w/Wi()根据无效注水量和有效注水量的定义,则两者数学关系式可表示为:Wi wWiF()Wi eWi(F)()式中:F为无效注水因子,小数.特低渗油藏高注采比解释以坪北油田N开发单元为例,年累计产油为 t,累计产水 t,累计注
8、水 m,累计注采比为 .根据油藏基础参数计算油藏综合压缩系数为 M P a;根据压力恢复曲线拟合二项式,求导代入式拟合式得到目前地层压力为 M P a;综合生产数据及上述参数,代入物质平衡方程式()得到N单元累计有效注水 m,则累计无效注水为 m,无效注水因子为 ,累计有效注采比为 ,即多因素导致特低渗油藏无效注水,造成注采比偏高的假象.考虑无效注水的合理注采比研究 确定合理注水量以L o g i s t i c旋回模型为依据,建立油田或区块的综合含水率与累积耗水量、综合含水率与累积水油比的数学模型,得到油田或区块在不同含水时期,产油量与合理注水量的关系式,并进一步推导出合理注采比的计算公式.
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