一种适用聚合物驱的资源开发方法与流程

本发明涉及石油化学驱开发技术领域，具体涉及一种适用聚合物驱的资源开发方法。

背景技术：

自2014年以来，全球油气需求增速减缓、供应过剩，导致国际油价从108美元/桶跌破30美元/桶，目前长期处于低位运行。聚合物驱技术能够大幅度提高采收率，能够有效地抑制特高含水期老油田的产量递减，为产量稳定做出了显著贡献，已成为能够明显改善特高含水期老油田开发效果主体技术之一。以往的聚合物驱方案是在高油价下以规模化整体部署为主要设计思路，由于聚合物驱成本高且受油价走低的影响，开发效益变差，原聚合驱设计方案难以进入现场，导致聚合物驱产量和储量接替难度大，困扰油田发展。

原聚合驱方案存在以下技术问题：以整体设计规模化井网部署，以规则化五点法井网部署，造成新钻井数多，钻井费用高；聚驱资源筛选以单元的地层渗透率、油藏温度、地层水矿化度、钙镁离子的高低进行分类评价，未从单元、小层到分区上进行评价，也未对油藏的含水、采出程度、含油饱和度、边水等指标进行优化，造成部分井层油水边界和上倾区剩余油丰度低，造成注聚受效差、增油倍数小；注入方式方案设计简单，段塞结构组合以前缘段塞+主体段塞为主，为获得最高采收率为目的进行优化，由于注聚费用占总投资比例高，主体段塞和浓度越高驱油物费用越高，以往优化时没有未考虑低成本下开发，经济合理的注入浓度和段塞。迫切需要对聚驱资源从井网及剩余油条件首先优化，再在较高采收率时从注入方式优化经济效益高的段塞尺寸和组合驱，充分利用现有资源，对聚合物驱资源从技术及经济角度论证潜力，在不同原油价格下把聚合物驱资源充分利用并效益开发。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种适用聚合物驱的资源开发方法，用以解决现有技术在确定适合聚合物驱的油田区块时考虑不全面导致过程复杂、不易于实现且成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种适用聚合物驱的资源开发方法，包括以下步骤：

根据油藏条件确定适用聚合物驱的油田区块和储量；

根据渗透率级差、厚度和井组条件在所述油田区块和储量中选取适用的层位和储量；

根据剩余油条件从所述适用的层位和储量中选取可用油田井组和储量。

进一步的，确定所述可用油田井组和储量后，根据现有井网，以五点法的井网方式进行井网调整部署，统计各项费用，应用价格计算模型和经济分析模型确定不同油价下最高新钻井数和老井工作量，然后进行立体井网优化调整，形成不规则五点法井网和聚驱储量；

应用数值模拟方法，确定设定采收率以及设定成本条件下的组合驱段塞结构；

结合聚驱井网和储量，根据所述价格计算模型和经济分析模型计算不同油价下的采收率界限，对不同储量单元按不同油价进行资源排序，确定当前油价下对应的聚驱储量资源。

进一步的，计算油层的渗透率级差与采收率的关系、油层厚度与采收率的关系以及井组条件与采收率的关系，确定所述渗透率级差、厚度和井组条件，然后得到所述适用的层位。

进一步的，所述剩余油条件包括含油饱和度、采出程度和含水程度；根据数值模拟获取含水程度与采收率的关系以及含水程度在不同采出程度和含油饱和度时与采收率的关系，从而确定所述含油饱和度、采出程度和含水程度，然后获取对应的所述可用油田区块。

进一步的，在油层条件、注采井距和注采速度相同的条件下，根据注入井的单井承受能力，确定对应的井网条件为所述五点法；

根据价格计算模型和经济分析模型计算聚合物总投入，计算不同收益率及不同油价下的最高新钻井数；在密井网条件下通过跨层系立体调整确定最终聚驱井网；

zs＝((sd+sk+dm+∑jwt+cf+cb)×(1+12％)-rono×6％×rot)/(dz×h)×(1+12％)；

其中，zs为新钻井井数，单位为口；dz为每米进尺定额，单位为元/m；h为平均井深，单位为m；sd为封堵及补孔投资，单位为万元；dm为地面工程基面建设投资，单位为万元；sk为射孔投资，单位为万元；jwt为聚合物费用，单位为万元；cf为期间总费用，单位为万元；cb为操作成本，单位为万元；r0为产品商品率，单位为％；no为地质储量，单位为104吨；rot为产品售价，单位为元/吨。

进一步的，根据所述价格计算模型和经济分析模型，在不同段塞结构及相同段塞结构下确定采收率与段塞尺寸及组合驱的关系，然后确定设定采收率条件下的组合驱段塞结构。

进一步的，聚合物驱总投资包括开发投资、聚合物费用、操作成本、期间总费用、销售税金和附金；通过测算管理费、钻采和地面建设投资，利用所述价格计算模型计算不同油价下的采收率和吨聚增油界限，根据聚合驱与采收率关系以及经济指标，对不同储量单元按不同油价进行排序；

r＝(dz×h×zs+sd+sk+dm+∑jwt+cf+cb)×(1+12％)/ronorot

qd＝no×r/∑jwt

其中，r为提高采收率界限，qd为吨聚增油界限。

本发明的有益效果是：根据油藏条件、渗透率级差、厚度、井组条件和剩余油条件，综合考虑后确定油田区块；结合井网方式、数值模拟和经济分析，对不同储量单元按不同油价进行资源排序，从而确定当前油价下对应的聚驱储量资源。

本发明在低油价形势下，为充分发挥聚合物驱进一步提高采收率、减缓老油田递减的优势，攻关低成本聚合物驱资源井组筛选标准，利用经验公式、数值模拟法、经济分析等手段对聚驱资源从技术、经济角度进行潜力认证，实现聚合物驱效益开发。

附图说明

图1是不同渗透率级差下聚合物驱和水驱的采收率曲线图；

图2是不同井网形式下聚合物驱相对于水驱的采收率提高曲线图；

图3是不同厚度下聚合物驱相对于水驱的采收率提高曲线图；

图4是不同含水时采用聚合物驱的采收率增幅曲线图；

图5是不同采出程度下采收率增幅曲线图；

图6是不同含油饱和度时采收率曲线图；

图7是不同井网形式下采用聚合物驱和水驱的采收率柱状图；

图8是不同组合驱方案下对应的采收率的柱状图；

图9是不同组合驱方案下对应的采收率提高值的柱状图；

图10是适合聚合物驱的油田区块的动静态数据图；

图11是注聚井组井网调整工作量示意图；

图12是不同油价下注聚单元经济极限提高采收率示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明的目的是提供一种适用聚合物驱的资源开发方法，在不同油价下评价能经济有效的聚合物驱资源。

该方法的步骤如下：

1)从地层温度、原油粘度、物性等油藏条件筛选聚合物驱能动用的油田区块和储量；

2)在以上资源中从渗透率极差、厚度、井组等条件进一步优选聚驱能动用的油田层位和储量；

3)从剩余油(含油饱和度、采出程度、含水)条件进一步评价聚合物驱可动用的油田井组和储量；

4)应用数值模拟方法，针对油藏特点优化出较高采收率条件下最经济的组合驱段塞结构，降低聚合物成本，实现聚合物驱效益开发；

5)利用现有井网，以五点法井网形式进行井网调整部署，通过测算钻采、地面、采油、驱剂等费用，应用经验公式和经济分析法优化不同油价下最高钻井数和老井工作量，再进行井网优化调整，最终形成经济的不规则五点法井网和聚驱储量；

6)对已形成的聚驱井网和储量，应用经验公式和经济评价法计算不同油价下经济提高采收率界限，对不同储量单元按不同油价进行资源排序，在目前油价下推荐能效益开发的聚驱储量资源。

步骤2)中，随着油层的渗透率级差的增大，采收率增值在一定级差范围内表现出先增后降的趋势。当渗透率级差增加到3倍时，聚合物驱比水驱的采收率增值最高；在筛选聚合物驱资源时，尽量选择渗透率级差小的单层组合在一起。

表1不同渗透率级差聚驱提高采收率预测

表1中所示为在不同渗透率级差下聚合物驱相对于水驱的采收率提升情况。图1中为不同渗透率级差下，聚合物驱、水驱的采收率曲线图。

聚合物驱随着储量规模增加，提高采收率值增大。在保证中心受效井越多，聚驱储量井组最低达到4个井组；因此聚合物驱资源优选井组储量规模大的注采井组。表2为不同井网形式下聚合物驱相对于水驱的采收率提升情况，图2为不同井网形式下，聚合物驱相对于水驱的采收率提高曲线图。

表2非均质油藏不同井组提高采收率表

油层越厚，化学驱效果越明显，随着厚度增大采收率增值越来越大,油藏越厚越有利于化学驱。当油层厚度小于3m,采收率下降幅度增大。因此在聚驱资源筛选时，油层厚度要大于3m。

表3不同厚度提高采收率表

表3为不同厚度下聚合物驱相对于水驱的采收率提升情况，图3为不同厚度下，聚合物驱相对于水驱的采收率提高曲线图。

步骤3)中，根据室内实验和数值模拟研究成果：含水越早注聚，提高采收率幅度越高，从节约成本上考虑，注聚前含水越低越好，聚合物利用率越高，节省水量(包括产出水和注入水量)越多，操作成本越少。因此，优选注聚含水越低越好，含水最高不大于97％。表4为不同含水注聚时机非均质岩心驱油实验结果。图4为不同含水时采用聚驱的采收率增幅曲线。

表4不同含水注聚时机非均质岩心驱油实验结果

根据室内实验和数值模拟研究成果，高含水后期油藏在不同采出程度和含油饱和度时注聚，均能显著的提高采收率；但是，油藏采出程度越低、含油饱和度越高时实施注聚，累积增油量越多，吨聚增油大,采收率提高值越高。因此，聚驱资源优选高含油饱和度、低采出程度的储量。图5为不同采出程度时采收率增幅曲线；图6为不同含油饱和度时采收率曲线。

步骤4)中，在油层条件、注采井距和注采速度相同的条件下，聚驱效果好的井网为反九点法和五点法井网，为了保证聚合驱驱油体系的顺利注入，考虑到注入井的单井承受能力，优选注采井数比为1:1的五点法的井网条件，如表5所示。图7为不同井网形式下采用聚驱和水驱的采收率柱状图，以及采用聚驱相对于水驱的采收率提高曲线。

表5不同形式井网水驱、聚驱采收率计算结果

新井和井网优化：在室内实验和矿场试验的成功经验显示，聚合物驱能提高采收率6-8％，应用经验公式和经济分析法测算聚合物总投入，按内部收益率12％时计算不同油价下最高新钻井数。在密井网条件下通过跨层系立体调整优化最终聚驱井网，以降低新钻投入费用，进一步效益化井网调整部署。

zs＝((sd+sk+dm+∑jwt+cf+cb)×(1+12％)-rono×6％×rot)/(dz×h)×(1+12％)；

其中，zs为新钻井井数，单位为口；dz为每米进尺定额，单位为元/m；h为平均井深，单位为m；sd为封堵及补孔投资，单位为万元；dm为地面工程基面建设投资，单位为万元；sk为射孔投资，单位为万元；jwt为聚合物费用，单位为万元；cf为期间总费用，单位为万元；cb为操作成本，单位为万元；r0为产品商品率，单位为％；no为地质储量，单位为10⁴吨；rot为产品售价，单位为元/吨。

步骤5)中，利用经验公式、经济评价对不同段塞结构及相同段塞结构下组合驱进行效益开发评价优选，优化出较高采收率下经济段塞尺寸及组合驱，以降低注入费用，实现效益最大化。

1、经济段塞优化

在注入浓度一定下，为保证矿场实施经济效益最大化，计算不同注入段塞下投入产出比，优化出经济段塞。

投入＝聚合物费用+不同注入时间操作成本+地面建设费用+钻井投资+采油投资；产出＝油价×增油量。

2、经济组合驱段塞结构优化

针对非均质大孔道油藏，为了改善非均质油层聚驱效果，开展驱油段塞组合“前置段塞+主体段塞+后置段塞”优化，同时对主体段塞又开展混合驱优化，以降低注入成本。多种混合驱方案中聚合物与交联剂多次的交替注入都能有效控制聚窜，合理的交替周期和段塞尺寸能够有效改善非均质，在保证聚驱效果同时，降低聚合物用量,也降低了注入成本，最高可节约成本17％，如表6和表7所示，图8为表6与表7中不同方案对应的采收率的柱状图；图9为表6与表7中不同方案对应的采收率提高值的柱状图。

表6以聚合物为主驱的不同组合驱方案

表7纵向非均质不同组合驱方案提高采收率

步骤6)中，聚合物驱总投资由开发投资、聚合物费用、操作成本、期间总费用、销售税金及附金等组成，通过测算管理费、钻采、地面建设投资，利用经验公式计算不同油价下经济提高采收率和吨聚增油界限，最终按聚合驱提高采收率技术和经济指标，对不同储量单元按不同油价进行排序。

r＝dz×h×zs+sd+sk+dm+∑jwt+cf+cb)×(1+12％)/ronorot；

qd＝no×r/∑jwt；

其中，r为提高采收率界限；qd为吨聚增油界限。

本发明的一个应用实例，河南东部12个油田，地质储量2.47亿万吨。其中化学驱控制储量5264×10⁴t，剩余未聚驱储量17230.37×10⁴t，从油藏条件(地层温度、地层原油粘度、油层物性、非均质性、厚度、层数、叠合状况)、剩余油条件(含油饱和度、采出程度、含水)、动态条件(井网条件、边水条件、注入和采液强度及压力)进行聚合物驱资源优化评价，最终优选出有利井组，降低效益风险，实现效益开发。

最终选出能进一步开展聚合物驱单元17个，注采井组174个，油层53个，控制地质储量1803.3×10⁴t。同时对选出的聚合物资源按不同油价进行排序，在目前油价下，推荐最优储量。如图10所示为适合聚合物驱单元的井组动静态数据图。

对优选出的17个单元，应用经验公式、经济评价，开展井网调整(采用不规则井网，尽可能利用老井、跨层系、网转化进行立体调整)，调整后能进一步开展化学驱17个单元，174注聚井组，优化部署油井49口，注聚井23口，老井工作量102口，预计钻井进尺11.5万米，如图11所示。

采用成熟三采地面技术，在原有的设备基础上以接替、利旧、更新、撬装、不征地为原则对17个储量单元、井组通过注入工艺进行优化，降低建设成本。应用经验公式、经济评价，当npv＝0时计算聚合物驱不同油价下经济极限提高采收率、吨聚合物增油界限，对不同油价下井组、单元进行排序，如图12所示。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式，例如对计算模型的等效变换，或者增加或减少参数的数量或类型，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。