[科普中国]-改变液流方向

研究背景

油田的注水开发是目前世界上应用最普遍的一种方法, 此方法的最大优点是注入水容易得到, 且注水的成本最低, 操作和处理最简单, 但由于油藏地质构造的复杂性, 储油层均存在不同程度的非均质性, 又由于油水粘度比的差异, 使注水前缘存在不同程度的指进, 致使部分油被水绕流而残留于地下。即使是较均质的油层, 由于注水井和采油井之间主流线上流体前进速度较快, 因此在各种井网系统中当采油井已经高含水时, 仍存在不少注入水触及不到的死角, 为了使注入水波及面积遍布整个油层, 人们尝试了多种方法, 其中改变液流方向就是较为有效又便于实施的方法。

美国和前苏联通过理论分析现场实践证明了处在开发后期的非均质油层中残留下的原油储量是相当大的, 可通过改变液流方向的方法来改善其开发效果。1

驱油机理改变液流方向是改善高含水期油田注水驱油效果较有效的一种方法, 它主要通过分析原有方法导致的残余油的分布、存在形态, 使用改变工作制度、改变井网或是改变井别的方法来引起油、水渗流方向的改变, 在油层中造成新的压力分布, 使新的注入水的主流线进入未触动的残油区, 从而使油层中动用差和未动用的剩余储量投入开发, 使宏观非均质油层的开采状况和微观非均质的驱油状况得到改善, 达到扩大面积波及系数, 提高原油采收率的目的。

分析国内外所进行的改变液流方向的理论和实践可以看出:

(1) 改变液流方向注水可以提高采出程度, 降低含水量和减少注水油田的单位耗水量。

(2) 改变液流方向注水基本上是将强化程度低的注水系统转化为强化程度高的注水系统。

(3) 改变压力分布和渗流速度大小可使原油产量增加的主要因素:

①当邻近井的压力梯度发生有利的变化时( 改变渗流方向) , 在流入生产井的液量中增加了来自附近高含油饱和度区的原油;

②在纵向非均质地层中渗流速度降低时, 产生相的重力分离和逆流毛细管渗吸作用;

③当水淹层的地层压力降至饱和压力时, 在总液流中增加了流动的油量。

适宜条件①油藏已经全面完成钻井工作;

②对油藏的地质、开发状况已进行了详细的研究;

③已形成了可改变注水量或注采井别的活跃的注水系统;

④油藏具有低强化程度的注水系统;

⑤油层具有严重的区域非均质性;

⑥改变液流方向注水法不仅可用于行列注水系统,

也可用于面积注水系统;

⑦在陆源和碳酸盐岩储层中采用改变液流方向法注水均能奏效。1

及对开发效果的影响我国对改变液流方向改善水驱效果进行了大量的物理模拟实验和数值模拟试验研究,从其研究成果, 可得到如下初步认识:

(1) 在模拟均质五点井网平面地层模型时, 通过不同综合含水下改变为九点井网注水物理模拟试验表明, 在不同时机改变液流方向都能改善注水波及面积, 改善注水开发效果, 且存在最佳的转网时机。

(2) 在非均质反九点井网系统中, 当注水井位于高渗条带时, 不管地层润湿性如何,注水效果都很差, 相比之下, 亲水模型的采出程度最高, 中性次之, 亲油模型采出程度最差。而当原井网注水至含水为80%时从反九点井网系统调整为正九点井网系统后, 对三种润湿性模型, 改善水驱提高幅度均较大。提高幅度最大的仍是亲水模型, 中性次之, 亲油模型提高幅度最小。这表明在非均质严重的地层中通过调整井网, 改变注入水的渗流方向, 能显著提高开发效果。

(3) 在均质反九点井网系统中, 在常规注水含水率达96% 时, 通过调整井网, 关闭水淹井, 增减注水量, 在地层中造成压力波动, 以建立新的渗流场和改变液流方向, 能进一步提高原油采出程度。

(4) 五点均质井网系统中在含水率60% 时转为正九点井网系统, 原油粘度越低, 水驱改变液流方向后, 改善开发效果越明显。

(5) 对于存在于高渗带的河流相沉积油藏或确认存在高渗带的平面非均质油藏, 先期注水开发, 注水井应布在高渗透带( 或地区) 为好。

(6) 反九点井网面积注水开发油藏, 当含水率高达60% ～90%时, 如果将其转变成直线式的正九点井网系统注水, 虽然其最终采收率与原反九点井网系统的相差不大, 但在转网初期都有一个增产时期, 其增产幅度可高达21% , 有效增产时间可长达4a。

(7) 根据数值模拟, 五点井网面积注水系统在其高含水期调整井网注水系统改善注水效果时, 原油粘度大的油藏比原油粘度小的油藏相对效果要好。

(8) 通过改变液流方向普遍可降低含水率, 提高水驱波及效率, 从而提高水驱效果。对于实际非均质地层, 应很好的分析水驱残余油的分布、存在形态, 然后采取合理的调整井网方案。可采取多阶段调整, 尽可能的扩大注入水波及效率, 最大限度的提高原油采出程度。1