一种裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法与流程

文档序号:17474867发布日期:2019-04-20 06:03阅读:266来源:国知局
一种裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法与流程

本发明属于油气井开采技术领域,涉及一种裂缝性油气藏油气井开采方法,特别是涉及一种裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法



背景技术:

裂缝性油气藏普遍存在,约占现有在产油气藏的半数左右。裂缝性油气藏大多采用水驱开发方式,包括底水驱、边水驱,以及注入井的注入水驱等。由于裂缝存在,水驱开发过程中水的窜流量大,使油气井提前见水,导致油井含水率非常高,产油量也大幅度降低。实际生产过程表明,裂缝展布尺度越大,窜流能力越强。高角度裂缝,更容易导致底水窜流到生产井。例如,某水平井尽管油层厚度达到几十米,但是由于裂缝存在,导致投产当天油井含水率就高达50%。长水平距离的裂缝容易导致边水和注入井注入水窜流到生产井,例如,某油藏注水井和生产井的井距为700米,仅用7天时间水就从注水井窜流到生产井;裂缝在油气藏中大量存在的原因包括两方面,一是油气藏及周边地层在地应力作用下产生的撕裂、剪切等运动,因此形成的裂缝具有较大的裂缝面积尺度;二是由于溶蚀作用,进一步加大了裂缝的宽度。溶蚀缝、溶蚀通道的存在,使即使存在上覆地层压力,裂缝也存在很强的导流能力。

实践证明,裂缝在油气井中存在多种结构样式:有的裂缝在井壁位置完全打开(即有口缝),具有较大的开度;有的裂缝的两侧面部分接触,开度很小;还有的裂缝在地层压力的作用下,裂缝开口在井壁处几乎完全闭合,但是该类裂缝在井内压力的作用下,仍存在开口的可能性(即无口缝);还有的有口缝被钻井泥浆或粗的钻井岩屑堵塞,开口呈封闭状态。

裂缝在油气开采过程中导致的问题之一,是产液的含水量非常高。究其原因,一方面是由于裂缝具有极强的导流能力,例如1mm宽的裂缝的导流能力,便相当于400米0.2达西基质渗透率的井生产段的导流能力;另一方面是由于生产后很短时间,裂缝中的油就被水顶替了,因为油水粘度比大,导致裂缝出水进一步加剧,例如油藏条件下水的粘度通常小于0.8毫帕秒,而油的粘度通常为几十毫帕秒,油水粘度比达到十几乃至数百。若不采取技术措施进行控制,裂缝性油气藏含水率可达到90%以上,导致产油量大幅度下降。裂缝在油气开采过程中导致的问题之二,是油气藏基质的采收率降低。其原因在于,由于裂缝的存在,裂缝段内的压力梯度很低,进而导致裂缝周围的基质压力梯度也很低,从而导致油气井采收率也很低;不仅有口缝存在该现象,无口缝也同样存在该现象。

综上,在裂缝性油气藏的开采过程中,必须采取特殊技术措施对生产段的裂缝进行封堵控水来增油。现有技术包括凝胶封堵法和化学试剂封堵法等。其中,凝胶封堵法使用最为广泛,但是在实际应用时难以确定合适的凝胶强度,若凝胶强度太高,则难以注入裂缝;反之若强度太低,则生产过程中很容易将凝胶回采出来,导致封堵失效;凝胶和化学试剂封堵法可采用增稠剂等作为封堵介质,凝胶和化学试剂封堵法但是受地下高温、高盐等恶劣环境影响,封堵介质容易产生降解失效,其寿命很难超过3个月。wo2011/069339公开了一种采用封隔体颗粒防止油气井生产段窜流的技术方案,但是该专利并未直接给出将该封隔颗粒应用于裂缝性油气藏油气井,对其生产段井筒裂缝进行封堵的技术启示。基于上述原因,裂缝性油气藏油气井出水问题至今仍没有得到有效解决。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种操作过程简便易行、裂缝封堵效果好、持续时间长久、投入产出比高的裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法。

为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

一种裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法,包括以下步骤:(a1)通过井口将携带封隔体颗粒的充填液注入井筒及裂缝;直至达到或超过地层破裂/裂缝延伸压力,或者直至达到单位注入压力下的注入量接近零,或者直至达到预设的封隔体颗粒充填量;(a2)投产。

进一步,所述步骤(a2)中,投产之前还包括以下步骤:下入冲管,将井筒内的封隔体颗粒返排干净。

进一步,所述地层破裂/裂缝延伸压力的测定方法包括以下步骤:(s1)通过井口向井筒内部持续注入充填液,注入速率逐步加大;(s2)持续测量井内压力,直至井内压力出现一次快速跌落;(s3)出现快速跌落前的最高压力值,即为井内的地层破裂/裂缝延伸压力。

进一步,所述预设的封隔体颗粒充填量的确定方法为:v≥ρ·l0;其中,v为预设的封隔体颗粒充填量,l0为生产段井筒总长度;ρ为充填密度,当油气井为水平井时,ρ取值为0.01-1.0立方米/每米,当油气井为直井时,ρ取值为0.01-5.0立方米/每米。

进一步,所述封隔体颗粒的粒径为0.05-5毫米。

进一步,所述封隔体颗粒的密度为0.7-1.4克/立方厘米(真实密度)。

进一步,所述封隔体颗粒的密度为0.9-1.08克/立方厘米(真实密度)。

进一步,所述封隔体颗粒为聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯,或苯乙烯二乙烯苯交联共聚物材质。

进一步,所述封隔体颗粒为球型结构。

进一步,所述充填液中封隔体颗粒的浓度为1-20%(以体积计)。

为实现上述目的,本发明还采用了如下技术方案:

一种裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法,所述油气井的井筒内设有筛管,所述筛管顶部设有封隔器,所述封隔器设有用于注入充填液的充填通道;所述方法包括以下步骤:(b1)通过设置在封隔器上的充填通道,将携带封隔体颗粒的充填液持续注入环空及裂缝;直至达到或超过地层破裂/裂缝延伸压力,或者直至达到单位注入压力下的注入量接近零,或者直至达到预设的封隔体颗粒充填量;(b2)减小充填液注入速率,使充填压力小于地层破裂/裂缝延伸压力,持续注入携带封隔体颗粒的充填液,直至封隔体颗粒充满环空,或者直至达到预设的封隔体颗粒充填量;(b3)关闭充填通道,投产。

进一步,所述筛管为控水筛管。

进一步,步骤(b2)中所述充填液的注入速率,小于投产阶段产液速率。

进一步,所述地层破裂/裂缝延伸压力的测定方法包括以下步骤:(s1)通过井口向井筒内部持续注入充填液,注入速率逐步加大;(s2)持续测量井内压力,直至井内压力出现一次快速跌落;(s3)出现快速跌落前的最高压力值,即为地层破裂/裂缝延伸压力。

进一步,所述预设的封隔体颗粒充填量的确定方法为:v≥ρ·l0;其中,v为预设的封隔体颗粒充填量,l0为生产段井筒总长度;ρ为充填密度,当油气井为水平井时,ρ取值为0.01-1.0立方米/每米,当油气井为直井时,ρ取值为0.01-5.0立方米/每米。

进一步,所述封隔体颗粒充满环空的判定方法为:以恒定速率注入充填液时,持续测量井内压力,直至井内压力上升至设定压力,即判定所述封隔体颗粒已经充满环空;或者以恒定压力注入充填液时,持续测量充填液流动速率,直至速率下降至设定流量,即判定所述封隔体颗粒已经充满环空。

进一步,所述封隔体颗粒为球型结构,粒径为0.05-5毫米。

进一步,所述封隔体颗粒的密度为0.7-1.4克/立方厘米(真实密度)。

进一步,所述封隔体颗粒的密度为0.9-1.08克/立方厘米(真实密度)。

进一步,所述封隔体颗粒为聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯,或苯乙烯二乙烯苯交联共聚物材质。

进一步,所述充填液中封隔体颗粒的浓度为1-20%(以体积计)。

为实现上述目的,本发明还采用了如下技术方案:

一种裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法,所述油气井包括一口或多口生产井,以及与生产井配合使用的一口或多口注水井;所述方法包括以下步骤:(c1)通过注水井的井口,将携带封隔体颗粒的充填液注入注水井井筒及裂缝,直至达到预设的封隔体颗粒充填量;(c2)生产井投产或正常生产。

进一步,所述生产井设有筛管或者控水筛管。

进一步,所述封隔体颗粒为球型结构,粒径为0.05-5毫米。

进一步,所述封隔体颗粒的密度为0.7-1.4克/立方厘米(真实密度)。

进一步,所述封隔体颗粒的密度为0.9-1.08克/立方厘米(真实密度)。

进一步,所述封隔体颗粒为聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯,或苯乙烯二乙烯苯交联共聚物材质。

进一步,所述充填液中封隔体颗粒的浓度为1-10%(以体积计)。

为实现上述目的,本发明还采用了如下技术方案:

一种裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法,包括以下步骤:(d1)通过井口将携带封隔体颗粒的充填液注入井筒及裂缝;(d2)投产。所述步骤(d1)中充填液注入的速率,小于步骤(d2)中投产后产液的速率。

进一步,所述步骤(d2)中,在投产之前还包括以下步骤:通过设置在井筒中的泵抽取井筒中的液体,所述通过泵抽取液体的速率大于充填液注入速率。

进一步,所述抽取的井筒中液体的体积,大于充填液的注入体积。

进一步,所述步骤(d2)中,在投产之前还包括以下步骤:采用人工举升方法产出井筒中的液体,所述产液速率大于充填液注入速率。

进一步,所述产出的井筒中液体的体积,大于充填液的注入体积。

进一步,所述步骤(d1)中,注入封隔体颗粒的体积为环空体积的1-12倍。

进一步,所述井筒内设有筛管或控水筛管,所述筛管顶部设有封隔器,所述封隔器设有用于注入充填液的充填通道;所述充填液通过设置在封隔器上的充填通道注入环空及裂缝。

进一步,所述封隔体颗粒的粒径为0.05-5毫米。

进一步,所述封隔体颗粒的密度为0.7-1.4克/立方厘米(真实密度)。

进一步,所述封隔体颗粒的密度为0.9-1.08克/立方厘米(真实密度)。

进一步,所述封隔体颗粒为聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯,或苯乙烯二乙烯苯交联共聚物材质。

进一步,所述封隔体颗粒为球型结构。

进一步,所述充填液中封隔体颗粒的浓度为1-20%(以体积计)。

本发明一种裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法,通过采用封隔体颗粒对裂缝进行直接充填和回采充填、对环空进行直接充填和裂缝中封隔体颗粒从裂缝回流到环空充填,以及从注水井向生产井充填,可以有效解决各种类型的裂缝存在的窜流产水的问题,特别是采用两压力阶段式加压充填方式和回采充填方式,使封隔体颗粒顺利进入窄口缝和无口缝,有效提高了裂缝的封堵效果,降低了各种裂缝的导流能力,降低了井的出水;同时,也进一步提高了基质生产时的压力梯度,提高了基质油气的动用程度,提高了采收率。

附图说明

图1是一种裂缝性油气藏油气井的结构示意图;

图2是采用实施例1所述裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法对图1所示裂缝性油气藏油气井的裂缝进行充填后的结构示意图;

图3是采用实施例2所述裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法对图1所示裂缝性油气藏油气井的环空和裂缝进行充填后的结构示意图;

图4是采用实施例3所述裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法对图1所示裂缝性油气藏油气井的环空和裂缝进行充填后的结构示意图.

附图标记说明:1-采油树,2-油井套管,3-生产段井壁,4-裂缝a,5-裂缝b,6-无口裂缝c,7-近水平裂缝d,8-地面,9-上覆地层,10-油区(裂缝性油气藏),11-底水,12-封隔体颗粒,13-封隔器,14-环空,15-筛管,16-控水筛管。

具体实施方式

以下结合附图1至4,进一步说明本发明一种裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法的具体实施方式。本发明一种裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法不限于以下实施例的描述。

本专利中采用的术语释义如下:筛管,行业内也称为井下过滤器,或者防砂管;控水筛管,行业内也称为井下控流过滤器,或者控流防砂管、控流筛管或控水防砂管;相对于油来讲,对水有额外附加流动阻力功能的控水筛管称为aicd,对水无额外附加流动阻力功能的控水筛管称为icd,aicd和icd都属于控水筛管的范畴;环空,是指筛管(或控水筛管)和井壁之间的环形空间。本专利中,所述筛管(或控水筛管)的端部均为封闭结构,例如采用丝堵等部件将其端部进行封闭;所述充填压力、井内压力、地层破裂/裂缝延伸压力等,均指折算到地层的压力;所述封隔体颗粒的密度或体积,均指真实密度或体积,而非堆积密度或体积;文中所述的充填液的充填速率、产液速率以及通过泵抽取井筒中液体的速率,其中所述速率均是指单位时间内充填液流经井口的体积;所述井筒连续封隔体控水技术是指采用井筒内控水筛管加环空连续封隔体共同作用进行控水的技术。

如图1所示,是一种典型的裂缝性油气藏油气井,所述油区10为裂缝性油气藏,具有复杂的裂缝结构,具体的,裂缝a、裂缝b直接连通底水与井筒生产段,裂缝a的开口宽度小于封隔体颗粒粒径,裂缝b的开口宽度大于封隔体颗粒粒径,裂缝c为无口裂缝,且通过近水平裂缝d与裂缝b连通。

实施例1:

本实施例给出一种裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法,该方法直接向井筒及裂缝中充填封隔体颗粒,实现对裂缝的封堵,具体包括以下步骤:(a1)通过井口将携带封隔体颗粒的充填液注入井筒及裂缝;直至达到或超过地层破裂/裂缝延伸压力,或者直至达到单位注入压力下的注入量接近零,或者直至达到预设的封隔体颗粒充填量;(a2.1)下入冲管,将井筒内的封隔体颗粒返排干净;(a2.2)投产。

上述步骤(a1)中,注入充填液充填终止的标准有三条,分别对应不同结构及不同裂缝的生产段井筒,在实际应用中,达到任意一个标准,即可停止充填液的充填。具体的,第一种情况,若以稳定的速度(但是不限于“恒定的速度”,该速度可以在一定的范围内缓慢变化)充填,如果裂缝即环空充填满封隔体颗粒且能够实现对裂缝的封堵,则压力逐步上升,直至达到或超过地层破裂/裂缝延伸压力,则达到终止充填的标准;第二种情况,若以稳定的压力持续注入充填液,如果裂缝即环空充填满封隔体颗粒且能够实现对裂缝的完全封堵或近乎完全封堵,则单位注入压力下的注入流量会逐渐减小,直至接近零或趋近于一个较小的值并保持稳定(例如,小于初始注入压力的五分之一或十分之一),则达到终止充填的标准;第三种情况,若将预设的封隔体颗粒完全充填后,仍无法达到过地层破裂/裂缝延伸压力,单位注入压力下的注入量依旧较大或减小不明显,则存在较大的、且无法直接封堵的裂缝,则裂缝可以通过下文中所述的“回采充填”的方式进行封堵。

上述步骤(a1)中,采用稳定的速度注入充填液,直至其最终压力(或终止压力)等于或大于地层破裂/裂缝延伸压力,是一种最为有效的充填方法;更加优选的,当充填压力达到或超过地层破裂/裂缝延伸压力后,还可以再持续充填一段时间,使封隔体颗粒充分进入裂缝。其原因在于,地层破裂/裂缝延伸压力即为原始裂缝的扩展压力,一方面该压力可以使裂缝的开度进一步变大,从而向裂缝中注入更多的封隔体颗粒,实现更好地封堵效果(例如,原始裂缝宽度只有0.3毫米,通过提高充填压力使裂缝略微扩张,则可以使0.5毫米颗粒的封隔体颗粒能够大量进入该裂缝);另一方面,在该压力作用下,有些无口缝会出现开口,从而允许封隔体颗粒进入裂缝,从而实现对无口缝的封堵。

具体的,判断所述地层破裂/裂缝延伸压力的工作需提前进行,其测定方法包括以下步骤:(s1)在井口接压力计和流量计,通过井口向井筒内部持续注入充填液(不含封隔体颗粒的充填液),注入速率逐步加大,井内压力持续增加;(s2)持续测量井内压力,直至井内压力出现一次快速跌落,该跌落具有较大较明显的断崖式落差,较为容易识别;出现该落差的原因在于,地下与井筒连通的地层或裂缝被压力撑开,地层的吸入能力会明显增加,井筒中的充填液快速流失;也就是说,该压力可以使得地层破裂,并使得裂缝破裂并延伸;(s3)出现快速跌落前的最高压力值,即为地层破裂/裂缝延伸压力。

上述步骤(a1)中,可根据裂缝开度,选择粒径大小相匹配的封隔体颗粒进行封堵。然而对于有些开度较大、裂缝空间容积很大、连接无口裂缝及近水平裂缝,或者直接连接底水的裂缝,注入的封隔体颗粒有可能存在漏失现象,从而很难将其完全封堵,井内压力也很难达到地层破裂/裂缝延伸压力,这是可以将“达到预设的封隔体颗粒充填量”作为充填结束的标志。

充填结束后,进行步骤(a2.1),将井筒内的封隔体颗粒返排干净,并对返排的封隔体颗粒进行回收。此时,井内压力下降,裂缝开度减小,裂缝中的封隔体颗粒会产生“回采充填”现象,即裂缝中封隔体颗粒随着流体的运动方向,反向向生产段井筒运动(显然,撤除充填压力并投产之后,“回采充填”现象现象会更加明显)。但是由于裂缝开度减小,部分封隔体颗粒仍然会堵塞留置在裂缝中,实现对裂缝的封堵。如图2所示,步骤(a2.1)结束后,裂缝a和裂缝b中均已被封隔体颗粒封堵;更优的,采用本方法甚至可以将近水平裂缝d和无口裂缝c封堵(图2至4中均未画出)。在之后的步骤(a2.2)的生产过程中,由于裂缝已经被封隔体颗粒有效封堵,产液含水率会显著降低,生产效率显著提升。

本方法中,步骤(a1)中所述预设的封隔体颗粒充填量的确定方法为:v≥ρ·l0,其中,v为预设的封隔体颗粒充填量,l0为生产段井筒总长度;ρ为充填密度,是指单位长度生产段井筒的封隔体颗粒充填体积量,当油气井为水平井时,ρ取值为0.01-1.0立方米/每米,当油气井为直井时,ρ取值为0.01-5.0立方米/每米,具体施工时,可根据裂缝的实际大小和受压时的裂缝的发育程度预设合适的封隔体颗粒充填量数值。作为一种具体的实施方式,所述封隔体颗粒优选为球型结构,以具有较好的流动性;当然也可以是其他异形结构,如金字塔形、正方形、正十二面体形等,其粒径(即不同方向的最大尺寸)为0.05-5毫米;所述封隔体颗粒为聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯,或苯乙烯二乙烯苯交联共聚物材质,其密度为0.7-1.4克/立方厘米,更优选的范围为0.9-1.08克/立方厘米;应选用具有光滑表面的封隔体颗粒以提高其流动性。所述充填液中封隔体颗粒的浓度为1-20%(以体积计),所述充填液应具有较好的润滑性。采用上述封隔体颗粒和充填液配置,可以使得封隔体颗粒更易于随着充填液流动到裂缝中。

实施例2:

实施例2是对实施例1的进一步优化。根据实施例1所述的技术方案,当油气井投产后,由于裂缝中的流体从裂缝向井筒流动,流体会带动部分颗粒回采到井筒并产出,由此带来如下问题:一是部分裂缝中的封隔体颗粒回采后,裂缝封隔体充填度下降,控水阻碍水流动的能力下降;特别是一些较宽的溶蚀性裂缝,进入裂缝中的封隔体颗粒在投产后会大量回采至井筒中,从而无法保持裂缝的封堵与控水效果;二是封隔体颗粒的产出会对井下电泵的运行造成一定的影响,例如存在卡泵的风险;三是封隔体颗粒有可能进入输液管线沉积,存在影响输液的风险。

对此,实施例2采用预先在油气井安装防砂管柱的方法,以解决上述问题。具体的,如图3所示,所述防砂管柱包括筛管,所述筛管的顶部(即靠近井口的端部)设有封隔器,所述封隔器设有用于注入充填液的充填通道;所述筛管的另一端采用丝堵等部件进行封闭。更详细的内容,可参考中国实用新型专利“可提高降水增油能力的油气井完井结构(201621200386.1)”中所公开的技术方案。

本实施例给出的一种裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法,包括以下步骤:(b1)打开设置在封隔器上的充填通道,通过充填通道将携带封隔体颗粒的充填液持续注入环空及裂缝;直至达到或超过地层破裂/裂缝延伸压力,或者达到预设的封隔体颗粒充填量;(b2)减小充填液注入速率,使充填液的注入速率小于投产阶段之后产液速率,并使充填压力小于地层破裂/裂缝延伸压力,持续注入携带封隔体颗粒的充填液,直至封隔体颗粒充满环空,或者直至达到预设的封隔体颗粒充填量;(b3)关闭充填通道,投产。

其中,可将步骤(b1)和(b2)分别定义为第一阶段充填和第二阶段充填。第一阶段充填的充填压力大于地层破裂/裂缝延伸压力(即原始裂缝的扩展压力),其目的主要在于使裂缝尽量扩张,以便于封隔体颗粒进入裂缝中;第二阶段充填的充填压力小于原始裂缝的扩展压力,其目的主要在于充填较大的裂缝和环空空间。通过第二阶段将封隔体颗粒充填满环空空间,不仅可抑制生产过程中裂缝中的封隔体颗粒产生回采现象,还可具有回采充填功能(回吐现象发生时,裂缝中的封隔体颗粒在流体的带动下反向运动,但是受到环空中封隔体颗粒的阻挡,无法进入环空,便会聚集在裂缝中接近环空的附近,因此可产生更好的封堵效果),因此可以具有更好的控水性能。采用两阶段充填的原因在于:一是充填过程中既要给裂缝比较多的充填量,又不能无限量的充填,否则成本太高,作业时间太长;二是裂缝充填的封隔体颗粒的粒径和环空充填的封隔体颗粒的粒径有不同的要求;三是裂缝充填的封隔体颗粒的材料和环空充填的封隔体颗粒的材料有不同的要求。需要说明的是,上文中所述的“两阶段充填”,并非狭义的限定为“两次充填”,而是指每阶段可采用多个压力进行多次充填。例如,总计进行m+n次充填(m、n均为自然数),其中前m次的充填压力均大于地层破裂/裂缝延伸压力,后n次的充填压力均小于地层破裂/裂缝延伸压力,仍属于本方法所限定的范围。

步骤(b2)中,将充填液的注入速率设置为小于投产阶段之后产液速率,其目的在于:步骤(b2)会对较宽的开口缝进一步充填,然而对于容积较大、根本无法填满的较宽的开口缝,最终还是要通过“回采充填”的方式将其近井处填满,从而对其进行封堵控水。因此,若将步骤(b2)充填液注入速率设置过大,裂缝中流体速度也过大,封隔体颗粒将会被冲入裂缝较远的位置,而投产之后裂缝中流体速度过小,则有可能无法将远端的封隔体颗粒回采至环空附近;反之,若投产之后裂缝中流体速度大于充填时流体的速度,则可将大多数或近乎全部封隔体颗粒回采至环空附近,从而可以产生更好的“回采充填”效果。

步骤(b2)中,所述封隔体颗粒充满环空的判定方法为:以恒定速率注入充填液时,持续测量井内压力,直至井内压力上升至设定压力,即判定所述封隔体颗粒已经充满环空;或者以恒定压力注入充填液时,持续测量充填液流动速率,直至速率下降至设定流量,即判定所述封隔体颗粒已经充满环空。所述设定压力优选为充填压力的3-5倍,所述设定流量优选为充填流量的三分之一至五分之一。由于封隔体颗粒优先充填到裂缝中,有可能存在较大的裂缝无法充填满,那么环空也就无法充填满,则以达到预设的封隔体颗粒充填量为充填的终止条件。

本实施例采用的充填液、封隔体颗粒参数,以及未作出具体说明的步骤等,均与实施例1相同。

本实施例给出的技术方案,一是由于环空也被完全充填,可有效防止裂缝中的封隔体颗粒发生回流到环空中,而导致裂缝的导流能力回升、控水效果下降;二是可避免封隔体颗粒对电泵运行造成影响;三是可避免封隔体颗粒在地面管线沉积,影响地面管线的输液;四是封隔体颗粒可以进入裂缝缝宽小于颗粒粒径的裂缝,提高了封隔体对裂缝的封堵能力;五是采用回采充填的技术效果,在使用较少封隔体颗粒的前提下,可以获得更好的裂缝封堵效果。

实施例3:

实施例3是对实施例2的进一步优化。采用实施例2所述的技术方案存在以下问题:一是裂缝充填封隔体颗粒后,虽然导流能力相对充填前大幅度降低,但相对于基质而言,其渗透率仍高于基质渗透率(几倍至上百倍),仍然有一定的水产出,需要进一步降低裂缝的产水量;二是沿井筒生产段,出水的原因很多,有的是局部高渗透的基质出水导致的,仅在裂缝中控水效果不一定很理想。

对此,实施例3采用了控水筛管以进一步提高控水能力。如图4所示,本实施例和实施例2的区别仅在于,本实施例采用的筛管为控水筛管,其他实施方式与实施例2相同。

本方法实现了双重控水作用,即一是裂缝控水;二是井筒内的控水(该控水效果是通过井筒内的连续封隔体及控水筛管共同作用实现的)。双重控水的优点在于:一是在井筒内控水筛管及连续封隔体的共同控水作用下,裂缝渗流出来的水会进一步减少;二是井筒环空内充满的连续封隔体,可以阻止裂缝中的封隔体颗粒被裂缝中的流体大量带出,从而保证了裂缝的封堵效果;三是回采过程中,从裂缝带到环空的封隔体颗粒,提高了环空中封隔体颗粒堆积的紧实度,从而本实施例“采用环空封隔体颗粒加控水筛管控水的技术方案”可以获得更好的控水效果。另一方面,双重控水还对井筒生产段附近高渗透基质具有较好的的控水效果,从而实现了多方面协同增效的技术效果。

实施例4:

本实施例给出一种裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法,该方法适用于同时具备生产井和注水井的应用场景。所述油气井包括一口或多口生产井,以及与生产井配合使用的一口或多口注水井,本方法包括以下步骤:(c1)通过注水井的井口,将携带封隔体颗粒的充填液持续注入注水井井筒及裂缝,直至达到预设的封隔体颗粒充填量;(c2)生产井投产或正常生产。

本方法的原理在于:对于某些裂缝性油气藏,采用设置注水井向油区注水的方式,可以显著提高产液量。然而,对于裂缝性油气藏,由于裂缝的存在,注入的水有可能直接通过裂缝窜到生产井,无法有效驱替基质中的油;特别严重的是,有的裂缝网直接连通注水井和生产井,从而将水直接从注水井引流至生产井,很难使水渗入基质。通过采用本方法,向存在裂缝的注水井注水的同时,在水中混入一定浓度和数量的封隔体颗粒,从而可对注水井连通的裂缝进行封堵,从而有益于注入的水渗入基质,以提高油气开采效率。

优选的,为防止从注水井注入的封隔体颗粒直接沿裂缝流动到生产井,对生产井中的泵体造成影响,所述生产井的生产段采用设有筛管或者控水筛管的结构,从而通过筛管或者控水筛管对生产井内的封隔体进行隔离。对于设置了筛管或控水筛管的生产井,如果通过本方法可以充填满环空及近井裂缝,则同样可以实现实施例2和3中所述的技术效果。具体的,所述封隔体颗粒为球型结构,粒径为0.05-5毫米,密度为0.7-1.4克/立方厘米(真实密度)材质为聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯,或苯乙烯二乙烯苯交联共聚物;所述封隔体颗粒在水中的浓度为1-10%(以体积计);所述封隔体颗粒的注入量应满足生产井环空体积、裂缝体积(或生产井近井裂缝体积)、与生产井之间的沿途损失的要求,也可根据生产井控水效果(可通过产液的含水量的变化趋势动态监控确定控水效果),逐量向注入的水中添加封隔体颗粒。

本实施例给出的技术方案,一是作业成本低,直接在注水井的注水中添加封隔体颗粒即可;二是相对于直接在生产井进行充填的技术方案,节省了在生产井专门设置充填泵的步骤,不会干扰生产井的正常生产,从而进一步提高了生产效率;三是可有效降低产液含水率、提高产油量。

实施例5:

现有技术中的井筒内连续封隔体控水技术,同样采用了向环空充填封隔体颗粒的步骤。然而,该技术只能够填满开口的连通容积很小的裂缝,无法有效充填闭口缝、隐蔽缝及无边缝。其中,闭口缝、隐蔽缝分别是指该裂缝在井壁的开口太窄或根本没有开口,颗粒根本无法进入;而无边缝是指裂缝在井壁开口很宽,连通的裂缝很远,连通的裂缝体积巨大,充填时封隔体颗粒会随着充填液流动到远离井筒的位置,无法在近井处停留下来,因而也就无法充填满近井处。要把无边缝填满,成本太高,无法实施。无边缝还带来环空无法填满的问题,原因是在有裂缝存在的情况下,颗粒优先往裂缝流动,裂缝填满后,才充填环空,裂缝无法填满,环空就无法填满。此时,若环空不填满,井筒封隔体控水功能将完全失效或一定程度失效。这三种裂缝也是水窜流的重要通道,迫切需要用封隔体颗粒将其填充封堵。另一方面,由于隐蔽缝的存在,水通过隐蔽缝可以近乎无阻碍地从远离井筒的位置流动到裂缝近井一端,再通过短距离的基质渗流到井筒,从而导致水窜流的问题非常严重。

针对近井闭口缝,可采用实施例1至4所示的技术方案,在充填压力达到或超过地层破裂/裂缝延伸压力的条件下,通过充填液向井筒及裂缝,或者环空及裂缝中充填一定体积的封隔体颗粒。优选的,充填的封隔体体积为环空体积的1-12倍。

针对近井无边缝和部分近井隐蔽缝及部分闭口缝,本实施例给出一种裂缝性油气藏油气井充填封隔体颗粒降水增油方法,可以使充填到裂缝中且离井筒一定距离的封隔体颗粒通过回采汇集到生产井,实现回采充填,具体实施步骤如下:(d1)通过井口将携带封隔体颗粒的充填液注入井筒及裂缝;(d2)投产。其中,所述步骤(d1)中充填液注入的速率,小于步骤(d2)中投产后产液的速率。通过将充填液注入速率设置为小于产液速率,可以避免将裂缝中的封隔体颗粒被充填液带的太远,从而在回采过程中可以确保大多数的封隔体颗粒能够回采充填到环空和近井裂缝。回采充填过程中,隐蔽缝和闭口缝可以通过地层内部连通的裂缝网络接受到封隔体颗粒,有可能被填满或者部分填满。优选的,充填的封隔体体积为环空体积的1-12倍。

优选的,所述步骤(d2)中,在投产之前还包括以下步骤:通过设置在井筒中的泵抽取井筒中的液体,所述通过泵抽取液体的速率大于充填液注入速率,所述抽取出的液体体积大于充填液注入体积;或者,采用人工举升方法产出井筒中的液体,所述产液速率大于充填液注入速率,所述产出液体的体积大于充填液注入体积。通过泵抽或其它人工举升方法,快速抽取或产出井筒中液体的目的在于,进一步提高封隔体颗粒在近井处裂缝中的回采流速,提高回采率,加大回采后颗粒的紧实度。对于自喷井可以通过提高自喷产量来实现回采速率大于充填速率。

本方法不仅适用于一般的油气井,还可以更好地适用于设有筛管或控水筛管的油气井,所述井筒内设有筛管,所述的筛管可以是控水筛管,所述筛管顶部设有封隔器,所述封隔器设有用于注入充填液的充填通道;所述充填液通过设置在封隔器上的充填通道注入环空及裂缝。

本实施例采用的充填液、封隔体颗粒等参数,均与实施例1相同。

实施例6:

本实施例给出一种实施例1所述技术方案的实际应用。

某裂缝性油气藏油气井为硬质裂缝砂岩地层,基质渗透率0.1达西,经测量原始裂缝延伸压力为10兆帕。井筒水平段长400米,井径8.5英寸,预计充填封隔体颗粒体积为15立方米。直接投产,日产油量30立方米,产液含水率为80%。采用实施例1所述技术方案进行裂缝充填,施工过程中使用球形封隔体颗粒的粒径0.1毫米,材质为聚乙烯,密度为0.9克/立方厘米,充填量为12立方米,充填液为生产井产出水,充填液浓度为3%,(最大)充填压力为12兆帕,充填结束时相同充填压力下的注入流量下降开始时的至五分之一。充填结束后投产,日产油量56方/天,产液含水率为63%。

实施例7:

本实施例给出一种实施例2所述技术方案的实际应用。

某裂缝性油气藏油气井为灰岩地层,基质渗透率0.2达西,经测量原始裂缝延伸压力为20兆帕。井筒水平段长300米,井径8.5英寸,下入5.5英寸复合防砂管,环空体积为5立方米。直接投产,日产油量5立方米,产液含水率为89%。采用实施例2所述技术方案进行环空和裂缝充填,施工过程中使用球形封隔体颗粒的粒径0.3毫米,材质为聚氯乙烯,密度为1.4克/立方厘米,充填液为海水,充填液浓度为5%,第一阶段(最大)充填压力为25兆帕,充填封隔体颗粒量为10立方米;第二阶段(最大)充填压力为5兆帕,充填量为4立方米。充填结束时相同充填压力下的注入量下降至开始时的五分之一。充填结束后投产,日产油量23立方米,产液含水率为50%。

实施例8:

本实施例给出一种实施例3所述技术方案的实际应用。

某裂缝性油气藏油气井为生物礁灰岩地层,存在大量的应力性裂缝和溶蚀性裂缝,并存在大量的较宽的开口缝,基质渗透率1达西,经测量原始裂缝延伸压力为15兆帕。井筒水平段长700米,井径8.5英寸,下入5.5英寸控水筛管,环空体积为9.4立方米。直接投产,日产油量11立方米,产液含水率为95%。采用实施例3所述技术方案进行环空和裂缝充填,施工过程中使用球形封隔体颗粒的粒径0.2毫米,材质为苯乙烯二乙烯苯交联共聚物,密度1.05克/立方厘米,充填量为27立方米,充填液为海水,充填液浓度为2%,第一阶段(最大)充填压力为18兆帕,充填量为5立方米;第二阶段(最大)充填压力为10兆帕,并逐渐减小至2兆帕,充填量为22立方米;此时已经达到了封隔体颗粒预设充填量27立方米,环空仍未填满,结束充填。本实施例中,预设的油井投产的产液量为110立方米/天,因此第二阶段充填的22立方米封隔体颗粒,其中携带前2立方米封隔体颗粒的充填液的充填速率为80立方米/天以上,携带后20立方米封隔体颗粒的充填液的充填速率控制在80立方米/天以下(小于预设的产液量110立方米/天),这样可以保证投产之后,能把充入裂缝中的该20立方米封隔体颗粒中的大部分进行回采充填。充填结束后投产,日产油量100立方米,产液含水率为10%。

实施例9:

本实施例给出一种实施例4所述技术方案的实际应用。

某裂缝性油气藏油气井为地层,存在较多的宽溶融性裂缝,基质渗透率0.2达西,经测量原始裂缝延伸压力为10兆帕。井筒水平段长400米,井径8.5英寸,预计充填封隔体颗粒的体积为100立方米。直接投产,日产油量8方,产液含水率为87%。采用实施例1所述技术方案进行裂缝充填,施工过程中使用球形封隔体颗粒的粒径0.2毫米,材质为聚丙烯,密度为0.9克/立方厘米,充填量为110立方米,充填液为生产井井口产出水,充填液浓度为1%,(最大)充填压力为8兆帕。充填结束后投产,生产井日产油量26立方米,产液含水率为60%。

实施例10:

本实施例给出一种实施例5所述技术方案的实际应用。

某裂缝性油气藏油气井为裂缝灰岩地层,基质渗透率0.15达西,经测量原始裂缝延伸压力为12兆帕。井筒水平段长500米,井径8.5英寸,下入5.5英寸控水筛管,环空体积为6.7立方米,预计充填封隔体颗粒体积为42立方米。直接投产,日产油量15立方米,产液含水率为92%。采用实施例5所述技术方案进行裂缝充填,施工过程中使用球形封隔体颗粒的粒径0.15毫米,材质为聚乙烯,密度为0.9克/立方厘米,充填量为42立方米,充填液为生产井产出水,充填液浓度为3%,充填流量为150立方米/天,充填颗粒量达到42立方米,未出现环空充填满的标识,但是已经达到预计充填封隔体颗粒的体积量,所以结束充填。充填结束后投产,产液量为375方/天,产液量大于充填流量;日产油量300方/天,产液含水率为20%。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。例如,对于以产气为主的裂缝性油气藏,以及仅产气的裂缝性油气藏,本发明所公开的技术方案仍然适用,可以达到增气降水的效果。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

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