一种利用油藏工程手段进行注聚井剖面返转识别的方法与流程

本发明涉及一种利用油藏工程手段进行注聚井剖面返转识别的方法，属于石油开发技术领域。

背景技术：

海上油田由于储层纵向非均质性强，注采井距大，使海上聚合物驱有着更多的挑战性。在聚驱过程中，注聚井的吸液剖面变化能直观地表现储层的进一步动用情况，同时聚驱对中低渗透率层位的吸液剖面改善程度将会直接影响聚驱的效果。通过对陆上油田注聚井各个层位吸液量的统计，发现在注入聚合物之后，有的井吸液量分布更加不均匀，聚驱加剧了这一类井的层内、层间非均质性；另外虽然有些井储层的吸液量在聚驱后有所调整，但是随着聚驱的不断进行，其储层吸液量呈现周期性变化的特征。随着聚合物驱进入中后期，油藏非均质性比较严重的区块出现高渗透层吸液量增大、中低渗透层吸液量减少即所谓“吸液剖面返转”现象，这严重影响聚合物驱增油效果。

尽管目前对剖面返转现象已有一定的研究，但部分研究仅仅局限于机理分析及物理模拟实验阶段，没有形成具体量化的识别方法。物理模拟实验也只能反映聚合物驱剖面返转现象，模拟渗透率级差等因素对剖面返转影响的大小。聚驱剖面变化规律不清，没有形成一套完整的返转识别方法。吸液剖面测试是监测聚合物驱注入效果的有效手段，但是对于多层分注管柱的注聚井，需要起出管柱，分层测试吸入剖面作业工作量大，施工困难，同时停注影响油井产量，大多数海上注聚井缺少吸液剖面测试资料。因此，亟需找到一种方法对注聚井剖面返转时机进行识别，以便于油田可以实时采取相应措施减轻“吸液剖面返转”，最大化地改善聚合物驱的增产能力。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种利用油藏工程手段进行注聚井剖面返转识别的方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种利用油藏工程手段进行注聚井剖面返转识别的方法，其包括以下步骤：1)在一个连续时间段，计算注聚井与周围各采油井的连通系数值；2)根据各采油井的含水率情况，初步分析得到初次剖面返转的时间段；3)根据步骤1)中计算得到的注聚井与周围各采油井的连通系数值，选择与注聚井连通性较好的采油井进行动态响应特征分析；4)分析初次反转时间段内，各注聚井注入压力、各采油井的产油量、含水率以及连通系数的变化情况，并绘制变化关系图；5)根据注聚井注入压力变化特征，结合各采油井的产油量，含水率以及连通系数变化情况，判断初次反转时间段内是否发生剖面返转。

所述步骤1)中，在一个连续时间段，计算注聚井与周围各采油井的连通系数值的方法，包括以下步骤：1.1)根据质量守恒定律，计算得到由一口注聚井和一口采油井构成的一注一采注采系统中，产液速度、注入速度与储层压力变化的关系；1.2)根据得到的产液速度、注入速度与储层压力变化的关系，计算得到该注采系统中产、吸液指数与含水率的关系；1.3)根据步骤1.2)得到的一注一采生产系统中，产、吸液指数与含水率的关系计算得到由l口采油井和m口注聚井构成的注采系统中，连通系数值与注入速度、产液速度的关系。

所述步骤1.1)中，所述一注一采注采系统中，产液速度、注入速度与储层压力变化的关系为：

式中，ct为地层总的压缩系数，单位为1/(10^-1mpa)；vp为岩石有效孔隙体积，单位为cm³；为地层平均压力，单位为10^-1mpa；t为时间间隔，单位为s；q(t)为产液速度，单位为cm³/s；i(t)为注入速度，单位为cm³/s。

所述步骤1.2)中，所述注采系统中产、吸液指数与含水率的关系为：

式中，fw为含水率、μw为水相粘度、μo为油相粘度。

所述步骤1.3)中，由l口采油井和m口注聚井构成的注采系统中，连通系数与注入速度、产液速度的关系为：

式中，ij为第j口注聚井的注入量，单位为cm³；qi为第i口采油井的产液量，单位为cm³，λij为第i口采油井与第j口注聚井的连通系数，t1,t2,...,tn为时间。

所述步骤2)中，所述初次返转的时间段为注聚后，含水率下降至最低点以后的时间段。

所述步骤3)中，根据步骤1)中计算得到的注聚井与周围各采油井的连通系数值，选择与注聚井连通性较好的采油井进行动态响应特征分析的方法，包括以下步骤：3.1)找出注聚井的注入压力出现先上升后下降的时间段；3.2)根据步骤1)中计算得到的连通性系数，找出在步骤3.1)中相应时间段内与注聚井连通性较好的采油井，并观察确定的各采油井的产油量在对应时间段内是否出现先上升后下降的特征；3.3)观察注聚井与连通性较好的采油井间的连通系数是否出现先上升后下降特征。

所述步骤3.2)中，与注聚井连通性好坏的判断标准为：连通系数越大，连通性越好，反之越差。

所述步骤5)中，根据注聚井注入压力变化特征，结合各采油井的产油量，含水率以及连通系数变化情况，判断初次反转时间段内是否发生剖面返转的方法为：分析初次反转时间段内，注聚井注入压力、采油井的产油量变化情况是否为先上升后下降，且对应产油量下降阶段，产液量上升；如果是，则表明该段时间内出现了剖面返转，否则没有出现剖面返转。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明直接利用动态数据的波动幅度来确定剖面返转情况，既简单便捷，又能获得更准确的结果；2、由于动态数据容易获得，本发明可以实现对剖面变化的实时跟踪分析；3、本发明对注聚井剖面返转时机进行识别，便于油田可以实时采取相应措施减轻“吸液剖面返转”，最大化地改善聚合物驱的增产能力。因此，本发明可以广泛应用于对注聚井剖面返转时机进行识别。

附图说明

图1是本发明的注聚井剖面返转识别的方法过程示意图；

图2是本发明的剖面返转识别方法动态参数变化过程示意图；

图3是本发明的注聚井组井位图；

图4是本发明的注聚井j注入压力与注入量变化示意图；

图5是本发明的注聚井j周围三口采油井产油量变化示意图；

图6是本发明的注聚井j周围三口采油井产液量变化示意图；

图7是本发明的注聚井j周围三口采油井连通系数变化示意图；

图8是本发明的注聚井j吸液剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提出一种利用油藏工程手段进行注聚井剖面返转识别的方法，包括以下步骤：

1)在一个连续时间段内，计算注聚井与周围各采油井的连通系数值，具体包括以下步骤：

1.1)根据质量守恒定律，计算得到由一口注聚井和一口采油井构成的注采系统中，产液速度、注入速度与储层压力变化的关系：

式中，ct为地层总的压缩系数，单位为1/(10^-1mpa)；vp为岩石有效孔隙体积，单位为cm³；为地层平均压力，单位为10^-1mpa；t为时间间隔，单位为s；q(t)为产液速度，单位为cm³/s；i(t)为注入速度，单位为cm³/s。

1.2)根据得到的产液速度、注入速度与储层压力变化的关系，计算得到该注采系统中产、吸液指数与含水率的关系。

产液速度和注入速度的表达式分别为：

式中，j为采液指数，cm³/s·10^-1mpa；pwfp(t)为采油井井底压力，10^-1mpa；i为吸液指数，cm³/s·10^-1mpa；pwfi(t)为注聚井井底压力，10^-1mpa。

将式(2)代入式(1)得：

将式(3)代入(1)得

联立式(4)、(5)得

将(6)式左端的第二项与第四项合成一项得

将式(7)代入式(6)，化简得

油和水作为采油井的流动介质，此时用含水率的加权平均值取代其粘度，得到产、吸液指数与含水率的关系为：

式中，fw为含水率、μw为水相粘度、μo为油相粘度。

1.3)根据步骤1.2)得到的一注一采生产系统中，产、吸液指数与含水率的关系计算得到由l口采油井和m口注聚井构成的注采系统中，连通系数与注入速度、产液速度的关系。

根据式(9)，通过引入连通系数得到：

式中，λij为连通系数，i为采油井序号，j为注聚井序号。

对式(10)求解并化简，得到l口采油井和m口注聚井构成的注采系统中产、吸液指数与含水率的关系如下：

式中，ij为第j口注聚井的注入量，单位为cm³；qi为第i口采油井的产液量，单位为cm³；cj为附加常数项，单位为cm³；λij为第i口采油井与第j口注聚井的连通系数，且：

式中，fwj为第j口采油井的含水率，％。

根据式(11)可以得到，当时间为t1,t2,...,tn时，l口采油井和m口注聚井呈现如下矩阵形式的连通关系式，采用最小二乘法即可求解注聚井与采油井的连通系数值。

2)根据各采油井的含水率情况初步分析初次返转的时间段，初次返转点应在注聚后，含水率下降至最低点以后。

3)根据步骤1)中计算得到的注聚井与周围各采油井的连通系数值，选择与注聚井连通性较好的采油井进行动态响应特征分析，具体步骤如下：

3.1)找出注聚井的注入压力出现先上升后下降的时间段；

3.2)根据步骤1)中计算得到的连通性系数，找出在步骤3.1)中相应时间段内与注聚井连通性较好的采油井，连通系数越大，连通性越好，反之越差，并观察确定的各采油井的产油量在对应时间段内是否出现先上升后下降的特征；

3.3)观察注聚井与连通性较好的采油井间的连通系数是否出现先上升后下降特征。

4)分析初次反转时间段内，各注聚井注入压力、各采油井的产油量、含水率以及连通系数的变化情况，并绘制变化关系图。

5)根据注聚井注入压力变化特征，结合各采油井的产油量，含水率以及连通系数变化情况，判断初次反转时间段内是否发生剖面返转。

如图2所示，具体判断方法为：分析该时间段内，注聚井注入压力、采油井的产油量变化情况是否为先上升后下降，且对应产油量下降阶段，产液量上升；如果是，则表明该段时间内出现了剖面返转，否则没有出现剖面返转。

下面列举具体实施例：

实施例一

如图3所示，实例数据取自某注聚井组，注聚井j与采油井p1、p2、p3属于一个井组，再无其他井受注聚井的影响。若注聚井j发生剖面返转现象，则在注聚井j的注入压力，采油井p1、p2、p3的产油量及产液量上会有动态响应特征。

如图4～图7所示，分别为注聚井注入压力、注聚井j周围三口采油井产油量、产液量、连通系数变化图，由注入压力与注入量关系图可知，在2012年10月-2012年12月期间，注入压力达到最大并且随后，随着注入量上升注入压力反而下降，继而分析连通系数，发现这段时间内，与注入井连通最好的采油井是p1，且连通系数出现先上升后下降特征，对应采油井p1产油量也出现了明显的先上升后下降特征，对应采油井p1，当产油量下降时，产液量反而上升，说明这段时间发生过剖面返转。如图8所示，根据实测吸液剖面资料同样证实这一现象。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。