九点注采井网加密前后流场变化研究.pdf

收稿日期:2 0 2 2-1 1-1 3作者简介:王玲(1 9 9 2-),女,四川营山人,硕士,讲师,主要从事油气藏工程相关教学与研究工作。九点注采井网加密前后流场变化研究王 玲1,徐宏光2,3,4,罗 伟1,蒲 草1,马毅超1(1.南充职业技术学院,四川 南充 6 3 7 0 0 0;2.中石化胜利油田分公司石油工程技术研究院,山东 东营 2 5 7 0 0 0;3.胜利石油管理局博士后科研工作站,山东 东营 2 5 7 0 0 0;4.西南石油大学石油与天然气工程学院,四川 成都 6 1 0 5 0 0)摘要:油藏进入高含水期后,采用加密调整井网提高原油采收率,井网调整后注采井间的流场会发生改变,流体流动规律变得更加复杂。以反九点井网为研究对象,根据实际油藏井网调整模式,采用三维大尺寸物理模型研究反九点井网加密前后的流场变化和剩余油分布特征。结果表明:加密前各注采井间流场分布差异较大,受井间物性差异影响,主流线并不完全沿生产井方向分布,边井区域流线分布比角井密集,井网加密调整后,流场分布较为规整,但高渗透带转注井流线较为密集,水驱效率较高,低渗区转注井驱替效率较低。对于具有井间物性结构差的非均质模型,驱油效率受渗透率的影响。加密前渗透率越好的区域驱油效率越高,驱油效率增长率也越大;排状加密后,在一定渗透率范围内,由于水窜的影响渗透率越好的区域驱油效率反而越差。同时,加密后物性越好的区域,其水驱受效越快,并且物性差的区域受效良好。关键词:九点注采井网;加密井网;流场变化;驱油效率中图分类号:T E 3 2+4 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6-7 9 8 1(2 0 2 3)0 7-0 1 1 7-0 41 引言油田经过长期注水开发后进入高含水开发阶段,原油产量递减明显,采收率仅为3 0%左右,仍有5 0%的可采储量,这是油田挖潜的主要方向。当油藏进入高含水期时,剩余油已呈高度分散状态,多分布于各砂体的边界部位、未动用的低渗透薄层以及表外储层,此时油藏平面差异性对开发的影响已经突出成为主要矛盾,靠原来的井网已难以采出这些分散的剩余油,需要进一步加密调整井网。井网加密是在原有井网的基础上增加调整井以减小油藏平面差异性对油田开发的影响。而井网调整后注采井间的流场会发生改变,流体流动规律变得更加复杂。流线模拟能够较为真实的反映流体的流动状态,形象、直观的反映注采井的流动耦合关系,可用于研究井网的泄油面积,确定剩余富集区1-3。目前对于流线研究与描述的研究方法有电传导实验法4,5、流线油藏工程法6-8、流线数模拟法9-1 2等。以反九点井网为研究对象,根据实际油藏井网调整模式,考虑实际油藏井网的调整模式、储层非均质性等因素的影响,采用三维大尺寸物理模型进行实验,研究反九点基础井网和对应加密井网下的流场变化和剩余油分布的时变特征,为剩余油的局部挖潜提供实验支撑和理论支持。2 实验装置与流程实验采用高温高压三维物理模拟实验装置和井组高温高压三维物理模拟测试与控制系统,实现地层条件下九点井网水驱物理实验,同时,通过测试和控制系统,对井组生产动态参数进行实时监测与采集,并通过控制系统进行注采条件调整和优化。实验装置流程图如图1所示。实验研究采用三维大尺寸非均质物理模型是采用不同粒径的河砂混合胶结剂填制不同渗透率的小层,而后由大型液压机压制而成,三维大尺寸非均质模型是依据所选取的代表性井组中,各井所在层位的物性参数来确定人造岩芯的砂粒配比以及胶结剂用量,模拟实际注采井组井间非均质特征。非均质模型孔隙度3 3%,模型上层渗透率分布图如图2所示。模型基础井网为正方形反九点面积注水井网,包含中央一口注水井和四口边井和四口角井,实验过程中保持充足的底水。在地层压力降低到饱和压力附近时,中间井排油井含水率较高时,开始转注,同时开加密井进行生产,加密前后井网模式图如图3所示。711 2 0 2 3年第7期内蒙古石油化工1、恒压恒流泵,2、原油中间容器,3、地层水中间容器,4、气体中间容器,5、电阻率采集装置,6、气瓶,7增压泵,8、空气压缩机,9、三维大尺度物理模拟装置,1 0、压力采集系统1 1、回压控制系统,1 2、转换器,1 3、回压泵,1 4、油气水分离装置,1 5、质量流量计,1 6、计算机采集系统,1 7、烘箱,1 8、进口端阀门,1 9、出口端阀门。图1 实验装置流程图 图2 模型上层渗透率分布图 图3 加密前后井网模式图 3 实验结果与讨论3.1 生产数据分析角边井的油流量、水流量、含水率在整个开采过程中动态变化过程如图4所示,从图中可以看出井间物性结构差模型在基础井网开发阶段,生产动态曲线显示生产初期产油量较大,后期产量递减。非均质模型加密前角井累计产油4 8 7.8 m L,边井累计产油5 0 5.8 m L,加密前由于角井距注水井较远,并且大都位于物性较差的区域,故产量较低,见水时间较晚,累产小于边井累产;随着加密井的开启,水流量和含水率呈上升趋势,加密后原始边井含水率上升较快,水沿优势通道形成水窜,累产反而小于原始角井。油流量曲线显示开启加密井初期产油量较大,后期逐步降低。加密前基础井网累计产油9 9 3.6 m L,剩余油饱和度为5 8.6%,加密前最终驱油效率可达2 3%。注水加密之后,产油量有所恢复,产水增加显著,含水率达到了9 0%以上,生产后期产量递减。井网加密后,4口加密井产油情况如图5所示,4口加密井累计产油2 7 8.2 m L,剩的原始6口基础井产油累计2 2 1.7 m L,井网加密后累计增产4 9 9.9 m L,最终残余油饱和度为4 9.6%,井网加密后最终驱油效率为3 5%。图4 累产油及含水率变化曲线 图5 加密井产油情况 811 内蒙古石油化工2 0 2 3年第7期 开发初期储层除了边底水并没有其他外来能量的补充,压力下降较快,由图6可以看出,加密前压力基本维持在饱和压力以上。由于有底水和夹层的作用,模型纵向压力显示整体底部压力要高于上部压力。当压力降至饱和压力时注水加密,加密后各井的压力恢复明显,但模型整体产油量增加并不明显,并且后期产量降低显著,产水量增加明显,说明水沿着优势通道快速推进,形成水窜。其中上层由于先受注水能量的补充,压力恢复最为显著。最终三层压力恢复至同一水平,但下层压力相对其他两层略低。图6 加密前后压力变化曲线3.2 含油饱和度分布变化选取加密前流量、压力等动态数据相对稳定的某一时间节点为研究对象,根据模型各层实时的饱和度数据绘出模型加密前每层的含油饱和度分布图,如图7所示。加密前底部靠近边底水,边底水推进明显,在边底水推过的区域剩余油较少,而中上部层位含油饱和度相对较高,并且整体上含油饱和度受非均质影响较大,加密前基础井网的剩余油在纵向上主要分布在中上部储层,在平面上分布在渗透率较小的区域。对比加密后含油饱和度分布情况,总体上看物性较好的区域,存在较大的流通孔道,水体易进入,水洗程度强,驱油效率高,剩余油较少。从纵向上看,油层下部储层由于边底水的驱替,除了一些相对较小的喉道水洗程度弱外,其余区域水洗程度高,剩余油饱和度相对较小,驱油效率较高。结合实验过程以及饱和度分布,该模型上部驱油效率较低,剩余油在中上部未被地层水波及到的区域以及小孔道中富集。图7 井网加密前后各层(上、中、下层)含油饱和度分布3.3 加密前后流场变化及驱油效率分析将模型上层渗透率、加密前后顶部井网压力和含油饱和度数据代入势函数就可以得到加密前后非均质模型顶部各点的势,从而作出九点基础井网排状加密前后流场分布图,如图8所示。非均质模型初始含油饱和度为7 6.5%,模型加密前后含油饱和度分布可以确定非均质模型上层加密前后各点的驱油效率大小,加密前后地层驱油效率分布如图9所示。加密前各注采井间流场分布差异较大,受井间物性差异影响,主流线并不完全沿生产井方向分布,边井区域流线分布比角井密集,边井水驱效果好于角井,剩余油主要分布于角井附近以及相邻911 2 0 2 3年第7期王 玲等 九点注采井网加密前后流场变化研究生产井中间地带;井网加密调整后,流场分布较为规整,但两口转注井水驱改善程度差异显著,靠近高渗透带的转注6井,流线较为密集,水驱效率较高;位于低渗区的转注8井,驱替效率较低,依然有一部分剩余油残留。结合驱油效率来看,水驱主流线上驱油效率较高;个别区域受渗透率的影响,主流线上驱油效率小于非主流线区域,说明渗透率对驱油效率的影响较大。加密前模型平均驱油效率2 2.4%。加密后原非主流线区域驱油效率都有明显提高,其中,渗透率最差区域的3井区域加密后驱油效率提高了9%,加密后模型平均驱 油效率达到了3 7%。图8 加密前后流场分布图 图9 加密前后驱油效率分布图4 结论加密前各注采井间流场分布差异较大,受井间物性差异影响,主流线并不完全沿生产井方向分布,边井区域流线分布比角井密集,井网加密调整后,流场分布较为规整,但靠近高渗透带的转注井,流线较为密集,水驱效率较高,位于低渗区的转注井,驱替效率较低。对于具有井间物性结构差的非均质模型,驱油效率受渗透率的影响。加密前渗透率越好的区域驱油效率越高,驱油效率增长率也越大;排状加密后,在一定渗透率范围内,由于水窜的影响渗透率越好的区域驱油效率反而越差。同时,加密后物性越好的区域,其水驱受效越快,并且物性差的区域受效良好。参考文献1 M a r t i nJC,W o oPT,W a g n e rRE.F a i l u r eo f s t r e a mt u b em e t h o d s t op r e d i c tw a t e r f l o o dp e r f o r m a n c eo fa ni s o l a t e di n v e r t e df i v e-s p o ta tf a v o r a b l e m o b i l i t yr a t i o sJ.J o u r n a lo fP e t r o l e u mT e c h n o l o g y,1 9 7 3,2 5(2):1 5 1-1 5 3.2 B l a n cJLL.S t r e a m l i n es i m u l a t i o nm o d e l f o rp r e d i c t i n gt h es e c o n d a r yr e c o v e r yo fo i lD.U.S.A.:U n i vo f t e x a sA u s t i nT x,1 9 7 1.3 T a n a k aS,D u t t a-G u p a tA,K i n g M J.An o v e l a p p r o a c hf o r i n c o r p o r a t i o no f c a p i l l a r ya n dg r a v i t y i n t os t r e a m l i n es i m u l a t i o nu s i n go r t h o g o n a lp r o j e c t i o 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