注水开发井合理配注技术

注水开发井合理配注技术

由于油藏的非均质性，如果设定一定的注采时间，油藏将不可避免地导致产油量、地层压力急剧上升等问题。在这一点上，合理的注水配置非常重要。目前现场普遍采用KH法或H法劈分注水量,这两种方法考虑因素较单一,不能完全反映地下实际状况。因此在分析注水系统、采油系统动态平衡的基础上,提出把劈分系数法做为注水井合理配注水量的计算方法。劈分系数包括注水井与连通油井之间的平面劈分和纵向劈分,注水井到采油井之间的平面劈分系数可以根据压力波在油水井间的位置来计算,纵向劈分可以根据各层位的吸水指示曲线进行动态劈分。1分散系数的确定1.1油水相对渗透率计算如图1所示,注水井与采油井之间有一平衡位置。假设均质油藏中两口油水井相距d(m),分别以Qw(m3/d)产水,Qi(m3/d)注水进行稳定生产,油水井间的地层渗透率为:Κ=μB1.842×10-3(pwi-pwf)[QiΚrw(1)h1+QwΚrw(fw)h2]lndrw(1)K=μB1.842×10−3(pwi−pwf)[QiKrw(1)h1+QwKrw(fw)h2]lndrw(1)式中:μ——原油粘度,MPa·s;B——原油体积系数,f;pwi——注水井井底流压,MPa;pwf——采油井井底流压,MPa;h1——注水井地层有效厚度,m;h2——采油井地层有效厚度,m;rw——井半径,m。则油水井之间连线上压力分布曲线的压力表达式为:p=pwf-μB1.842×10-3Κ[QiΚrw(1)h1lnrrw-QwΚrw(fw)h2lnd-rd](2)p=pwf−μB1.842×10−3K[QiKrw(1)h1lnrrw−QwKrw(fw)h2lnd−rd](2)由(2)式所表示曲线的拐点位置即为油水井的供给边缘压力位置,因此,对上式求二阶导数并整理,便得到供给边缘到水井的距离为:re=d1+√QwΚrw(1)h1QiΚrw(fw)h2(3)式中:Krw(1)——产水率等于1时地层水的相对渗透率[可取残余油饱和度下的水相相对渗透率Krw(Sor)];Krw(fw)——任一产水率条件下地层水的相对渗透率,可用如下方法确定。根据达西定律和含水率的定义可得:fw=qwqw+qo=11+μwμokrokrw(4)而油水相对渗透率的比值与含水饱和度满足如下关系式:将(5)式代入(4)式,得:fw=qwqw+qo=11+μwμoCe-aSw(6)解出Sw得:Sw=-1a[ln(μoCμw)+ln1-fwfw](7)首先,利用油藏的相对渗透率测试数据,根据(5)式进行回归,得到油藏相对渗透率曲线特征参数a、c值,然后由(7)式根据油井的产水率求得相应的含水饱和度,最后再由油藏的相对渗透率测试数据进行插值,即可求得该产水率下的水相相对渗透率。当油水井同时生产时,由均质油藏平面径向流规律,水井井底流压为:pwi=pe-QiμwBw1.842×10-3ΚΚrw(1)hwlnrerw(8)式中:pe——供给边缘的压力,MPa;re——油井的供油半径,m;μw——地层水粘度,mPa·s;Bw——地层水体积系数,f;K——岩石绝对渗透率,10-3μm2。由(8)式可以看出,在同一井组、地层压力相等、产层均质等厚的情况下,Qi与ln(re/rw)成反比,注水井与连通的采油井之间,在相同的注水压差下,劈分的水量越多,平衡点的位置离注水井越小,因此,可以根据平衡点的位置大小确定注水井到采油井间的劈分系数。1.2确定注矿井到平衡距离假设一口注水井与n口采油井连通,注水井与第i口采油井间的距离为di,注水井到平衡点的距离为ri,产层均质等厚的情况下,劈分水量与ln(re/rw)成反比,可以用如下表达式计算劈分系数:Cwi=1/lnrirwn∑i=11/lnrirw(9)其中注水井到平衡点的距离ri可由(3)式确定。以注水井A为中心的劈分系数满足关系式:n∑i=1Cwi=1;以采油井B为中心的劈分系数满足关系式:n∑i=1Cwi≠1。以采油井B为中心的产液量来自各注水井劈分的水量,由于以采油井为中心的劈分系数不等于1,将其归一化处理。以一口采油井为中心,其与m口注水井相连,则以采油井为中心的劈分系数的表达式为:Coj=Cwjm∑j=1Cwj(10)以注水井为中心的注水量来自n口采油井劈分的产液量的表达式为:Qi=n∑i=1Coi(Qw+QoBo/ρo)×ΙΡR(11)式中:Qw——采油井日产水量,m3/d;Qo——采油井日产油量,t/d;ρo——原油地面密度,g/cm3;IPR——注采比,f。2垂直过载系数的确定2.1小层国土开放系值基于渗流力学原理,通过对影响注水的动静态因素分析,提出了如下动态劈分方程:Cj=Yi∑Yi(12)式中,Yi——小层劈分条件值,由下式计算:Yi=ΚiΗiΖiGiΚsh,iΝiln(Di)(13)式中:K——各注水井小层有效渗透率值,10-3μm2;H——各注水井小层有效厚度值,m;Z——油水井连通系数;G——由渗透率级差确定的层间干扰系数;Ksh——沉积微相影响系数;N——水井对应油井数;D——油水井井距,m。2.2井点+井点井点(1)小层有效渗透率Ki,根据区块的渗透率模型求取。(2)小层有效厚度值Hi,该值指的是对吸水有贡献的小层厚度值。(3)油水井连通系数Zi,对于井组单元内非均质严重的情况,位于河道砂部位的水井,其连通系数Zi约为1.3;而在油水井间有变差储层遮挡的情况下,其小范围(可以绕流)Zi=0.3,其大范围(全部遮挡)或对应油井相应层未射开,Zi=0。除上述情况外,油井井点的KH值也反映了油水井间的连通状况,Zi=1。对于井组单元内小层比较均质的情况,各井点Zi=1。(4)层间干扰系数Gi,它反映了不同渗透率小层同注时的层间干扰情况。对于严重非均质油藏来说,该参数尤其重要。根据李伯虎等人(1994年)的研究表明,渗透率级差与不吸水厚度成正比,渗透率级差越大,则不吸水厚度越大,说明层间干扰越严重。(5)沉积微相影响系数Ksh,i,研究表明,沉积储层的泥质含量越高,注入水渗流阻力越大,水层吸水量越低;因为砂体或储层中的泥质含量是由储层的沉积微相决定,所以将泥质含量对地层吸水的影响定义为沉积相影响系数。根据泥质含量与沉积微相的关系,在考虑实际资料的应用效果后,制定了由泥质含量确定沉积相影响系数的标准,见表1。(6)水井对应的油井数Ni,即注入水流动的方向数。注入水沿单一方向或多个方向流动,会极大地影响小层的注水能力。(7)水井与对应油井井间距Di,小层的吸水量与油水井井间距成反比,井间距越大,在同一注水条件下,小层的吸水量越小,反之亦然。2.3小层配注水量计算根据单井配注水量与小层纵向劈分系数,由下式计算小层配注水量:式中:Qj——