专利名称：一种用于底水油藏堵水的决策方法
技术领域：
本发明涉及一种油田调剖堵水决策方法，即一种用于底水油藏堵水的决策方法，它为底水油田开发方案的制定实施提供一种行之有效的决策方法。
背景技术：
底水油藏中最常见的现象是底水锥进问题，底水锥进是指在有底水的油藏中，在油藏开采以前，水位于油藏下部，油位于油藏上部。如果在含油部分钻一口生产井进行采油以后，在打开段下面将形成半球状的势分布，由于垂相势梯度的影响，油水接触面会发生变形，在沿井轴方向势梯度达到最大，其接触面变形也达到最大。因而，此时的接触界面形成喇叭状，这种现象即为底水锥进。
关于底水锥进预测模型国内外有很多人进行了研究K.H.Coats建立了底水驱动油藏底水流模型；D.R Allard，S.M.Chen建立了底水流模型数值模拟解；Guo Boyun，E.Molinard研究了水平井气/水锥进问题的通解；朱圣举研究了低渗透无隔板底水油藏油井见水时间预测及带隔板底水油藏油井见水时间预报公式的改进；李传亮研究了带隔板底水油藏油井见水时间预报公式、及油井临界产量计算公式；朱中谦和程林松研究了砂岩油藏高含水期底水锥进的几个动态问题，包括底水锥形态计算研究及水淹体积计算。
范子菲和林志芳研究了底水驱动油藏水平井临界产量公式及其变化规律研究。
国内外的底水锥进预测模型研究，都是通过建立数学模型对水锥形态进行描述，没有见到将水锥形态的研究作为底水油藏治理依据的报导。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于底水油藏堵水的决策方法。
本发明的目的是这样实现的，将油井按含水上升规律进行分类，研究油藏含水的变化规律，根据底水锥进预测模型计算出底水锥进高度、锥进半径及水锥体积，以水锥形态的研究为依据，研究油藏的水淹程度及剩余油潜力，并确定了底水治理原则和解决以下9个方面的问题①油井类型划分；②油藏水淹程度评价；③油藏剩余油潜力分析；④底水治理方法的选择原则；⑤底水治理井的选择条件；⑥人工隔板法隔板位置的确定原则；⑦建立隔板用封堵剂的筛选标准与组合原则；⑧建立隔板时堵剂用量的设计方法；⑨底水治理的效果评价及经济效益预测。
具体实施例方式下面将结合实际操作来具体描述本发明。
在实际操作和实施中，发明者是按如下步骤实现底水油藏治理的，即1.油井的分类按照油井的初始含水量可将油井分为三类I类油井初期含水低(含水率小于30％)，且含水率上升至80％的生产时间大于150天。该类油井为典型的底水油藏开发井，也是最具有治理潜力的油井。该类油井的治理可采用建立隔板、压水锥和消水锥的方法。
II类油井初始含水率在30％-80％之间，且含水率上升至90％的生产时间大于100天，或初期含水率小于30％但含水率上升至90％的生产时间小于150天。该类油井通常为射开部分水层的底水油藏开发井，治理方法以封堵后重射或建立隔板为主。
III类油井初始含水率高于80％或初期含水率小于80％但含水率上升至90％的时间小于100天，该类油井的射开部分主要在油水界面以下，治理方法以封堵后重射为主。
2.油藏水淹程度的评价根据底水锥进预测模型计算出底水锥进高度，水锥高度大于或接近油层有效厚度，强水淹，特高含水；水锥高度大于未射开油层有效厚度，小于油层有效厚度，中等程度水淹，实际生产时水多油少，高含水；水锥高度小于未射开油层有效厚度，油层未水淹或弱水淹。
3.油藏剩余油潜力分析不考虑油水过渡带的大小，油井水淹体积等于水锥体积。根据底水锥进预测模型计算到决策时为止的每口井的水淹体积，将每口井的水淹体积累加可得到油田的总水淹体积，并计算总水淹体积百分数kw，它反应了底水油藏的体积波及系数，根据此值可以判断剩余油潜力的大小。认为kw≤0.2时，未水淹或弱水淹；0.2＜kw＜0.5时，中等程度水淹；kw≥0.5时，强水淹。
底水油藏油水界面的变化动向，最直接地反映了油田地下油水界面的推进情况和油田开发趋势的好坏。油水界面的变化包括两部分，一个是对于整个区块来讲的平均油水界面的变化，它反应了整个油藏的剩余油潜力；另一个则是单井油水界面的变化，它反应了单井的挖潜能力。油水界面的变化反应了水淹程度的高低，油水界面变化越小，水淹程度越低，剩余油富集程度越大。
4.底水治理方法的选择原则4.1建立人工隔板的选井原则抑制水锥的最好办法是建立人工隔板。但人工隔板要取得好的效果必须满足如下条件(1)油藏有明确的油水界面，且油层含水饱和度低；(2)射孔开发部位在油水界面以上；(3)油层倾角小于3°；(4)隔板应在开发初期建立，含水率大于80％后隔板的效果不明显；(5)底水水体越小、活跃程度越低效果越好。
4.2油井压水锥法的选井原则(一)自然压水锥法的选井原则(1)裂缝性碳酸盐岩底水油藏在中低含水期，进行多井同期自然压水锥，可明显提高油藏可采储量，改善了开发效果；(2)油藏含水愈低效果愈显著，表明早压比晚压好；(3)压产及压锥幅度要适当，采油速度需合理控制，使油藏油水界面均衡上升，故在顶部的油井幅度可以大一些，边腰部的井可以小一些，方可取得较好效果；
(4)尽管压产和压锥在中底含水期行之有效，但在提高采收率的同时需适当降低采油速度；(5)属裂缝或高渗透油藏；(6)地下原油粘度低(小于10mPa.s)。
(二)人工压水锥法的选井原则(1)油藏有明确的油水界面，且油层含水饱和度低；(2)油井含水率小于80％；(3)处于高部位的油井效果较好；(4)油藏埋深小、地层压力低的油井效果较好；(5)属裂缝或高渗透油藏；(6)地下原油粘度低(小于10mPa.s)。
4.3采水消锥法的选井原则(1)含水率小于60％的油井；(2)油层为正韵律时，亲油地层，效果好，反韵律油层，润湿性为亲水，效果好；(3)垂直渗透率与水平渗透率之比越小效果越差；(4)底水水体越小、活跃程度越低效果越好。
5.底水治理井的选择条件5.1底水治理井选择的必要条件(1)初期低含水(含水率小于40％)；(2)对高含水井，由低含水上升至高含水(含水率大于等于90％)的时间大于150天；(3)油层射开顶界至原始油水界面的距离大于4m；(4)原始油水界面明确。
5.2底水治理井选择的充分条件(1)射开底界高于原始油水界面；(2)原始含油饱和度大于50％；(3)垂向渗透率小于水平渗透率；(4)底水锥进体积与油层体积的比值小于0.3；(5)油井含水小于80％；
(6)底水水体越小、活跃程度越低。
5.3底水治理选井的地质原则(1)由于底水锥进而水淹的油井位于构造高部位；(2)油层厚度大、物性好；(3)原始含油饱和度较高；(4)初期生产能力较强；(5)累计采出油量较少，井区剩余油富集。
6.人工隔板法隔板位置的确定原则(1)对新投产井，隔板位置一般应在油水界面上部1m-2m的位置。若油层厚度小于6m时隔板位置可在油水界面处或油水界面下部1m-2m的位置。
(2)当底水锥顶界上升至射开层，且油井含水率小于80％时，隔板位置应在油水界面上部水锥半径小于8m的位置。
(3)当底水顶界上升至射开层顶界时，隔板位置应在射开层顶界3m-5m以下的位置。
7.建立隔板用封堵剂的筛选与组合标准7.1堵剂筛选标准(1)是整体性堵剂，即堵剂是整体固化或胶凝；(2)所使用的堵水剂最好为分子或离子分散的形式，反应时间应足够长；(3)堵剂应是组合型的，堵剂强度应尽量高；(4)近井使用的堵剂必须保证在大生产压差下不产出；(5)堵水剂的配置和施工应简单易操作，且施工危险性小；(6)堵剂的成本低、来源广。
7.2堵剂组合原则(1)当隔板位置与生产层顶界之间的距离小于0.8倍的封堵半径时，建立隔板时应在生产层同时注入暂堵剂(泡沫或活性树脂)。
(2)建立隔板的堵剂远井可使用强度弱的堵剂，近井使用强度高的堵剂。
8.建立隔板时堵剂用量计算方法建立隔板时的堵剂用量可按下式计算q＝π(2r)2hφ
式中q-堵剂的总用量，m3；r-封堵半径，m；φ-油层孔隙度，小数；h-隔板设计厚度(取2m)，m。
9.评价底水治理的效果9.1建立人工隔板的效果评价通过油井和区块的采油曲线(日产液、综合含水、日产油)进行效果评价。日产油量的增加及综合含水的降低值越大，效果越好。
9.2油井压锥法的效果评价见水井(含水生产不足三月)压锥效果的评价指标新增无水采油期和增产无水采油量；含水井压锥效果评价主要以油井可采油量的增加为标志，即油井的总累计采油量的增值。
9.3采水消锥法的效果评价见水井(含水生产不足三月)压锥效果的评价指标新增无水采油期和增产无水采油量；含水井压锥效果评价主要以油井可采油量的增加为标志，即油井的总累计采油量的增值。
权利要求
1.一种用于底水油藏堵水的决策方法，它主要是根据底水锥进预测模型计算出底水锥进高度、锥进半径及水锥体积，其特征是将油井按含水上升规律进行分类，研究油藏含水的变化规律；以水锥形态的研究为依据，研究油藏的水淹程度及剩余油潜力，确定了一套底水治理原则和解决以下9个方面的问题①油井类型划分；②油藏水淹程度评价；③油藏剩余油潜力分析；④底水治理方法的选择原则；⑤底水治理井的选择条件；⑥人工隔板法隔板位置的确定原则；⑦建立隔板用封堵剂的筛选与组合标准；⑧建立隔板时堵剂用量的设计方法；⑨底水治理的效果评价及经济效益预测。
2.根据权利要求1所述的用于底水油藏堵水的决策方法，其特征是所说的油井分类是按以下方法划分为三类I类油井——初期含水低，含水率小于30％，且含水率上升至80％的生产时间大于150天；II类油井——初始含水率在30％-80％，且含水率上升至90％的生产时间大于100天，或初期含水率小于30％但含水上升至90％的生产时间小于150天；III类油井——初始含水率高于80％或初期含水率小于80％但含水率上升至90％的时间小于100天。
3.根据权利要求1或2所述的用于底水油藏堵水的决策方法，其特征是所说的三类油井的治理方法分别是工类油井可采用建立隔板、压水锥和消水锥的方法；II类油井以封堵后重射或建立隔板为主；III类油井以封堵后重射为主。
4.根据权利要求1所述的用于底水油藏堵水的决策方法，其特征是所说的油藏水淹程度评价是根据底水锥进高度进行评价，当水锥高度大于或接近油层有效厚度，为强水淹，特高含水；当水锥高度大于未射开油层有效厚度，小于油层有效厚度，为中等程度水淹，高含水；当水锥高度小于未射开油层有效厚度，油层未水淹或弱水淹。
5.根据权利要求1所述的用于底水油藏堵水的决策方法，其特征是所说的油藏剩余油潜力分析是依据总水淹体积百分数kw的大小和油水界面的变化来判断剩余油潜力的大小当kw≤0.2时，未水淹或弱水淹；0.2＜kw＜0.5时，中等程度水淹；kw≥0.5时，强水淹；油水界面变化越小，水淹程度越低，剩余油富集程度越大。
6.根据权利要求1所述的用于底水油藏堵水的决策方法，其特征是所说的底水治理方法的选择原则是①当油藏有明确的油水界面，且油层含水饱和度低、射孔开发部位在油水界面以上、油层倾角小于3°、处于开发初期、底水水体小、活跃程度低，选择建立人工隔板；②当裂缝性碳酸盐岩底水油藏或高渗透油藏在中低含水期、地下原油粘度小于10mPa.s，采用多井同期自然压水锥；③当油藏有明确的油水界面，且油层含水饱和度低、油井含水率小于80％、油井处于高部位、油藏埋深小、地层压力低、属裂缝或高渗透油藏、地下原油粘度小于10mPa.s时，采用人工压水锥法；④当油井含水率小于60％、油层为正韵律、亲油地层、反韵律油层、润湿性为亲水、垂直渗透率与水平渗透率之比大、底水水体越小、活跃程度低，采用采水消锥法。
7.根据权利要求1所述的用于底水油藏堵水的决策方法，其特征是所说的底水治理井的选择条件为A.必要条件①初期含水率小于40％；②对高含水井，由含水率小于40％上升至含水率大于等于90％的时间大于150天；③油层射开顶界至原始油水界面的距离大于4m；④原始油水界面明确。B.充分条件①射开底界高于原始油水界面；②原始含油饱和度大于50％；③垂向渗透率小于水平渗透率；④底水锥进体积与油层体积的比值小于0.3；⑤油井含水小于80％；⑥底水水体越小、活跃程度越低。C.地质原则①由于底水锥进而水淹的油井位于构造高部位；②油层厚度大、物性好；③原始含油饱和度较高；④初期生产能力较强；⑤累计采出油量较少，井区剩余油富集。
8.根据权利要求1所述的用于底水油藏堵水的决策方法，其特征是所说的人工隔板法隔板位置的确定原则为①对新投产井，隔板位置一般应在油水界面上部1m-2m的位置；若油层厚度小于6m时隔板位置可在油水界面处或油水界面下部1m-2m的位置；②当底水锥顶界上升至射开层，且油井含水率小于80％时，隔板位置应在油水界面上部水锥半径小于8m的位置；③当底水顶界上升至射开层顶界时，隔板位置应在射开层顶界3m-5m以下的位置。
9.根据权利要求1所述的用于底水油藏堵水的决策方法，其特征是所说的建立隔板用封堵剂的筛选标准与组合原则为A.堵剂筛选标准①是整体性堵剂，即堵剂是整体固化或胶凝；②所使用的堵水剂最好为分子或离子分散的形式，反应时间应足够长；③堵剂应是组合型的，堵剂强度应尽量高；④近井使用的堵剂必须保证在大生产压差下不产出；⑤堵水剂的配置和施工应简单易操作，且施工危险性小；⑥堵剂的成本低、来源广。B.堵剂组合原则①当隔板位置与生产层顶界之间的距离小于0.8倍的封堵半径时，建立隔板时应在生产层同时注入泡沫或活性树脂作暂堵剂；②建立隔板的堵剂远井可使用强度弱的堵剂，近井使用强度高的堵剂。
10.根据权利要求1所述的用于底水油藏堵水的决策方法，其特征是所说的建立隔板时堵剂用量计算方法为q＝π(2r)2hφ式中q-堵剂的总用量，m3；r-封堵半径，m；φ-油层孔隙度，小数；h-隔板设计厚度，m。
11.根据权利要求1所述的用于底水油藏堵水的决策方法，其特征是所说的评价底水治理的效果是按如下指标进行①建立人工隔板的效果评价通过油井和区块的采油曲线，包括日产液、综合含水、日产油，进行效果评价，日产油量的增加及综合含水的降低值越大，效果越好；②油井压锥法的效果评价含水生产不足三月时，压锥效果评价以新增无水采油期和增产无水采油量为指标；含水井压锥效果评价主要以油井可采油量的增加为标志，即油井的总累计采油量的增值；③采水消锥法的效果评价含水生产不足三月时，压锥效果的评价以新增无水采油期和增产无水采油量为指标；含水井压锥效果评价主要以油井可采油量的增加为标志，即油井的总累计采油量的增值。
全文摘要
本发明提供了一种适用于底水油藏治理的决策方法，该方法主要是根据底水锥进预测模型计算出底水锥进高度、锥进半径及水锥体积，以水锥形态为依据研究油藏的水淹程度及剩余油潜力，并将油井按含水上升规律进行分类，研究油藏含水的变化规律；确定了一套底水治理原则和解决以下9个方面的问题①油井类型划分；②油藏水淹程度评价；③油藏剩余油潜力分析；④底水治理方法的选择原则；⑤底水治理井的选择条件；⑥人工隔板法隔板位置的确定原则；⑦建立隔板用封堵剂的筛选标准与组合原则；⑧建立隔板时堵剂用量的设计方法；⑨底水治理的效果评价及经济效益预测。本发明可操作性强，决策面宽，适用于底水油藏油井堵水。
文档编号E21B33/13GK1560428SQ200410023490
公开日2005年1月5日 申请日期2004年2月25日 优先权日2004年2月25日
发明者张贵才, 殷艳玲, 葛际江, 孙铭勤 申请人:石油大学(华东)