一種分段注水井中注水層段合理劃分方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及注水開(kāi)發(fā)油藏綜合調(diào)整技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種油藏進(jìn)入高含水期 之后，有效改善層間動(dòng)用程度差異，提高水驅(qū)油藏采收率的多層合采合注油藏中分段注水 井中注水層段的合理劃分方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)東部油田以陸相沉積為主，含油層系多，層間物性差異大，層間非均質(zhì)性強(qiáng)， 導(dǎo)致油藏進(jìn)入高含水期之后，層間動(dòng)用程度差異大，層間矛盾比較突出。進(jìn)入高含水期后油 藏層系井網(wǎng)已經(jīng)固定，而且縱向上的層系劃分也很細(xì)致，無(wú)法繼續(xù)細(xì)分;大幅度的層系調(diào)整 將帶來(lái)井網(wǎng)相應(yīng)的改變，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)成本耗費(fèi)巨大。分段注水技術(shù)是改善層間動(dòng)用程度差異 的經(jīng)濟(jì)有效的重要措施，而注水層段的合理劃分是提高分段注水效果的關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)外 對(duì)注水層段劃分方法的研究較少，現(xiàn)場(chǎng)施工中只是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分段，缺少分段的依據(jù)指 標(biāo)和界限。因此，本專利提出將滲流阻力作為注水層段劃分的依據(jù)指標(biāo)，并提出了注水層段 劃分依據(jù)指標(biāo)的政策界限，建立了一套分段注水井合理層段的三級(jí)劃分方法，以提高分段 注水井的開(kāi)發(fā)效果，降低層間動(dòng)用程度差異，提高水驅(qū)油藏采收率，使油田獲得最大的經(jīng)濟(jì) 效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種可以實(shí)現(xiàn)注水開(kāi)發(fā)油藏層間最大程度均衡驅(qū)替的方法， 即水驅(qū)油藏分段注水井中注水層段的合理劃分方法。針對(duì)層間動(dòng)用不均衡的水驅(qū)油藏，以 小層的滲流阻力為依據(jù)指標(biāo)，在滿足滲流阻力級(jí)差相應(yīng)的政策界限的前提下，通過(guò)三級(jí)篩 選確定合理的注水層段。
[0004] 本發(fā)明可以通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0005] 步驟(1):假設(shè)某油藏有M個(gè)小層，根據(jù)各小層的靜態(tài)參數(shù):滲透率、原油粘度、油層 寬度、油層厚度、含油條帶長(zhǎng)度和動(dòng)態(tài)參數(shù)-剩余油飽和度計(jì)算各個(gè)小層的滲流阻力R 1G = 1，· · ·，M)(其中，Ri為第i層的滲流阻力）；
[0006] 步驟(2):注水層段初步劃分及段內(nèi)滲流阻力級(jí)差計(jì)算。初步確定注水層段數(shù)N = 2。按照在同一注水層段內(nèi)層與層相鄰的原則，將油藏內(nèi)所有小層從上到下看作是有序排列 的隊(duì)列，除首尾兩個(gè)元素外，隊(duì)列中每?jī)蓚€(gè)元素間均存在一個(gè)空格用于插空。M層油層劃分 為N段進(jìn)行注水時(shí)，則有M-I個(gè)空格用于插空，插空元素共有N-1，即共有種分段方案。分 別計(jì)算各方案中N個(gè)注水層段的段內(nèi)滲流阻力級(jí)差
心為第j段的段內(nèi)滲流阻力級(jí)差，無(wú)因次;分別為段內(nèi)最大滲流阻力、段內(nèi)最小滲流 阻力，MPa · s/cm3);
[0007] 步驟(3): -級(jí)篩選，篩選出滿足層段劃分政策界限&<4.2(」=1，...，《的方案， 進(jìn)入下一步篩選。若無(wú)滿足條件的方案，則增加劃分段數(shù)N=N+1，回到步驟(2);
[0008] 步驟(4):二級(jí)篩選，在一級(jí)篩選出的方案的基礎(chǔ)上，篩選出相鄰小層間隔層厚度 大于2m的方案，進(jìn)入下一步篩選；
[0009] 步驟(5):三級(jí)篩選，在二級(jí)篩選出方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)各方案中各段內(nèi)滲流阻力 級(jí)差，計(jì)算各個(gè)方案段內(nèi)滲流阻力級(jí)差的方差
（其中為各方案中N段的 平均滲流阻力級(jí)差，無(wú)因次），方差最小者為最優(yōu)方案。
[0010] 關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)包括：
[0011] 1.注水層段劃分依據(jù)指標(biāo)確定
[0012] 由于隔層的存在，同一層系的儲(chǔ)層被劃分為若干個(gè)小層，斷塊油田儲(chǔ)層沉積條件 復(fù)雜，因此各小層物性有一定的物性差異。不同小層由于儲(chǔ)層物性差異和動(dòng)用程度差異，各 層的滲流阻力均不相同，導(dǎo)致各層吸水能力不同進(jìn)而導(dǎo)致各層注入水驅(qū)替的不均衡。因此， 提出把滲流阻力相近的油層組合在一起來(lái)達(dá)到提高采收率的目的。
[0013] 對(duì)于存在邊水的油藏，從注水井到生產(chǎn)井可劃分為兩個(gè)滲流阻力區(qū)，即純水區(qū)和 油水兩相區(qū)，其中一小層的吸水量為
[0021] 其中，Q為小層的吸水量，cm3/s; Δρ為油水井井底壓差，MPa;R、Rw和Rw。分別為小層 總滲流阻力、純水區(qū)滲流阻力和油水兩相區(qū)的滲流阻力，MPa · s/cm3;K為小層絕對(duì)滲透率， μπι2; Kr。和Krw分別為原油相對(duì)滲透率和水相對(duì)滲透率，無(wú)因次;L為注采井距，cm; L。為小層油 水兩相區(qū)的長(zhǎng)度，即含油條帶長(zhǎng)度，cm;y。和別為原油粘度和水粘度，mPa · S;h為有效地 層厚度，cm; B為油藏寬度，cm〇
[0022] 滲流阻力項(xiàng)中既包含了影響吸水量的靜態(tài)因素:滲透率、流體粘度、有效地厚度、 含油條帶長(zhǎng)度，也包含了動(dòng)態(tài)因素:剩余油飽和度。因此將其作為劃分注水層段的綜合依據(jù) 指標(biāo)。
[0023] 實(shí)際油藏層段劃分所依據(jù)指標(biāo)的計(jì)算方法如下：
[0024] ( 1)對(duì)于M層邊水油藏，根據(jù)井距和水區(qū)寬度，計(jì)算各層水區(qū)滲流阻力
[0025] (2)根據(jù)各層地質(zhì)儲(chǔ)量和累積產(chǎn)油量，計(jì)算得到各層油區(qū)的平均含水飽和度 (i = 1, . . . , Μ)；

[0026] (3)根據(jù)各層油區(qū)平均含水飽和度;^和相對(duì)滲透率曲線得到每個(gè)小層的油、水的相 對(duì)滲透率K rcil、Krwl，計(jì)算各層油區(qū)滲流阻力
[0027] (4)根據(jù)公式
(i == 1，...，#)計(jì)算得到各層總的滲流阻力。
[0028] 其中，H1和Rw。^別為第i小層總滲流阻力、純水區(qū)滲流阻力和油水兩相區(qū)的滲 流阻力，MPa · s/cm3;：^；為第i小層油區(qū)的平均含水飽和度，無(wú)因次;K1為第i小層絕對(duì)滲透 率，Mi 2;KrcidPKrwl分別為第i小層原油相對(duì)滲透率和水相對(duì)滲透率，無(wú)因次;L為注采井距， cm;Ui為第i小層油水兩相區(qū)的長(zhǎng)度，即含油條帶長(zhǎng)度，cm;μ。和以》分別為原油粘度和水粘 度，mPa · S;hi為有效地層厚度，cm;Bi為油藏寬度，cm。
[0029] 2.指標(biāo)政策界限的確定
[0030] 在注水層段劃分時(shí)，為了保證同一層段內(nèi)各小層均能取得較好的開(kāi)發(fā)效果，需要 確定層段劃分的政策界限，在確保各段內(nèi)滲流阻力級(jí)差均小于該政策界限下劃分注水層 段。
[0031] 層段劃分政策界限根據(jù)油藏的數(shù)值模擬由采出程度與滲流阻力級(jí)差之間的關(guān)系 給出。
[0032] 采用油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)建立了一個(gè)注水層段內(nèi)滲流阻力級(jí)差的上限值。建立多層 非均質(zhì)模型，采用五點(diǎn)法井網(wǎng)合注合采至含水85%，根據(jù)各小層的剩余油飽和度計(jì)算各小 層滲流阻力。然后，采用分段注水。根據(jù)不同的分段方法，計(jì)算得到不同分段方案下采出程 度與段內(nèi)滲流阻力級(jí)差的關(guān)系曲線，如圖1所示。
[0033] 由圖1可以看出，在同一注水層段內(nèi)隨著層間滲流阻力極差增大，油藏采出程度總 體呈下降趨勢(shì)。滲流阻力級(jí)差小于4.2時(shí)，隨滲流阻力級(jí)差增大，油藏采出程度緩慢減??；當(dāng) 級(jí)差大于4.2后，采出程度下降速度迅速增加，說(shuō)明層間干擾較為嚴(yán)重，分段效果變差。因此 將4.2作為分段注水段內(nèi)滲流阻力級(jí)差的界限，超出這個(gè)界限的相鄰的層不可以劃分到同 一段內(nèi)。
[0034] 3.基于指標(biāo)政策界限的一級(jí)篩選
[0035]由于段內(nèi)滲流阻力級(jí)差小于滲流阻力級(jí)差界限4.2時(shí)，注入水的縱向驅(qū)替相對(duì)均衡 從而采出程度也較高，因此若要使油藏整體采出程度較高則必須使N個(gè)注水層段的段內(nèi)滲流 阻力均滿足層段劃分的滲流阻力級(jí)差政策界限，
中，Xj為第j段的段內(nèi)滲流阻力級(jí)差，無(wú)因次;Rmax、R_分別為段內(nèi)最大滲流阻力、段內(nèi)最小 滲流阻力，MPa · s/cm3)。根據(jù)層段劃分的滲流阻力政策界限優(yōu)選出符合條件的方案。
[0036] 4.基于工藝因素的二級(jí)篩選
[0037]在一級(jí)篩選出分段方案之后，還要根據(jù)隔層情況進(jìn)行優(yōu)選。分段注水時(shí)各段之間 應(yīng)具有相當(dāng)穩(wěn)定的隔層，隔層不穩(wěn)定分布會(huì)導(dǎo)致分段注水開(kāi)采效果較差，而且措施的有效 期較短;分段注水要求段間隔層的厚度不能太小，基于工藝技術(shù)要求優(yōu)選隔層厚度大于2m 的分段方案。
[0038] 5.基于方差最小化的三級(jí)篩選
[0039] 基于各段內(nèi)滲流阻力級(jí)差的方差最小化的原則需要對(duì)通過(guò)一級(jí)篩選和二級(jí)篩選 所選出的方案選出最佳方案。根據(jù)各方案中各段內(nèi)滲流阻力級(jí)差，計(jì)算各個(gè)方案中段內(nèi)滲 流阻力級(jí)差的方差
方差最小者為最優(yōu)方案。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 圖1為本發(fā)明的分段注水井中注水層