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CN103628850B - 一种注水开发油田整体调剖堵水决策方法 - Google Patents

一种注水开发油田整体调剖堵水决策方法 Download PDF

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CN103628850B
CN103628850B CN201210303586.XA CN201210303586A CN103628850B CN 103628850 B CN103628850 B CN 103628850B CN 201210303586 A CN201210303586 A CN 201210303586A CN 103628850 B CN103628850 B CN 103628850B
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刘红
谭学群
张俊法
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Exploration and Production Research Institute
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Exploration and Production Research Institute
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明提供了一种注水开发油田整体调剖堵水决策方法,属于油藏工程领域。所述方法利用油藏基本参数、油藏开发数据和油藏生产数据获得六个参数,这六个参数分别为平面非均质性决策系数A、平面非均质性系数极差RA、纵向渗透率变异系数Vk、纵向渗透率变异系数RV、吸水剖面决策系数SP和吸水剖面决策系数极差RSP,然后利用这六个参数根据判据实现注水开发油田整体调剖堵水的决策。本发明方法主要针对缺少相关技术资料的油田,尤其是海外油田和海上油田由于受到开发政策和工程特点的限制,一些资料不能完全收集的情况,本发明方法能够通过基础数据和参数进行决策。

Description

一种注水开发油田整体调剖堵水决策方法
技术领域
本发明属于油藏工程领域,具体涉及一种注水开发油田整体调剖堵水决策方法。
背景技术
复杂类型油田在注水开发过程中,由于油藏的非均质性,随着注水开发的不断深入,注入水沿高渗透层突进,造成油藏层间矛盾、平面矛盾逐渐加剧,开发效果变差,油藏含水上升速度加快,水驱动用储量和水驱可采储量降低,水驱采收率降低,严重影响了油田的整体经济效益。因此在高含水期实施注水井调剖和油井堵水是改善注水效果的主要途径。为控制油藏综合含水上升的速度,必须进行区块整体调堵治理。区块整体调堵可以提高油藏整体开发效果;可以消除零散调堵所引起的油水井矛盾转化,提高油井见效率。目前,提出了两种区块整体调堵的决策技术,一种是在油藏精细描述基础上用最优化方法进行决策的RE决策技术;另一种是在由注水井井口压力降落曲线计算所得的注水井压力指数和其它测试数据的基础上进行决策,这种技术称为PI决策技术。
但是,RE决策技术是建立在静态资料基础上的,只反映油藏静态情况,PI决策技术是建立在动态资料基础上的,只反映生产动态情况,而且只对调剖井比较适用。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题,提供一种注水开发油田整体调剖堵水决策方法——AVS决策方法(AVS是本发明创新的,AVS是三个参数,用三个主要参数判定,Aclinicheterogeneousindex(A),LongitudinalheterogeneousVariationcoefficientofpermeability(VK)andprofileofwatersopupindex(SP)),针对缺少相关技术资料的油田,尤其是海外油田和海上油田由于受到开发政策和工程特点的限制,一些资料不能完全收集,利用本发明方法能够通过基础数据和动态参数进行决策。本发明方法综合静态和动态两种因素,既能够用于注水井的调剖决策也能够用于油井堵水。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种注水开发油田整体调剖堵水决策方法,利用油藏基本参数、油藏开发数据和油藏生产数据获得六个参数,这六个参数分别为平面非均质性决策系数A、平面非均质性系数极差RA、纵向渗透率变异系数Vk、纵向渗透率变异系数RV、吸水剖面决策系数SP和吸水剖面决策系数极差RSP,然后利用这六个参数根据判据实现注水开发油田整体调剖堵水的决策。
所述油藏基本参数包括:所有井的平均渗透率k、小层渗透率Kσ、孔隙度Φ、岩石压缩系数C、地层厚度h和流体粘度μ;
所述油藏开发数据包括:理论注采比Bideal、注水井控制半径re、射孔厚度h、实际注采比Breal、细分小层数和射孔层数n
所述油藏生产数据包括:吸水指数Iw和吸水层数n
所述平面非均质性决策系数A是这样得到的:
A = WI μ 15 K ln 12.5 r e 2 ΦμC Kt - - - ( 4 ) ,
其中K为小层渗透率Kσ,t为时间;
所述平面非均质性系数极差RA是这样得到的:对于整个区块,计算出每口井的平面非均质系数Ai,得到平面非均质性系数矩阵:[A1A2......Ai......An],则
R Ai = | Ai - Σ i = 1 n Ai n | - - - ( 5 )
所述纵向渗透率变异系数Vk是这样得到的:
V K = k - K σ k - - - ( 6 ) ,
所述纵向渗透率变异系数RV是这样得到的:
R V = | V ki - Σ i = 1 n V ki n | - - - ( 7 ) ;
所述计算吸水剖面决策系数SP是这样得到的:
ΔB=Bideal-Breal(9),
(8)式中的h是指吸水层厚度;
所述吸水剖面决策系数极差(RSP)是这样得到的:
R SP = | SP i - Σ i = 1 n S P i n | - - - ( 10 ) .
所述判据包括区块调堵判别标准、调堵井选择标准、油水井连通关系的判断标准和区块影响因素判断标准。
所述区块调堵判别标准如下:
对于中、低渗透油藏,如果A>0.04,则需要调堵,对于高渗透油藏,如果A>10,则需要调堵;
对于中、低渗透油藏,如果RA>0.05,则需要调堵,对于高渗透油藏,如果RA>20,则需要调堵;
如果Vk>0.3,则需要调堵;
如果RV>0.5,则需要调堵;
如果SP>60,则高强度调剖;
如果20<SP<60,则适度调堵;
如果SP<20时,则不需调剖。
所述调堵井选择标准如下:
对于中、低渗透油藏,如果A>0.05,则需要调堵;
对于高渗透油藏,如果A>3或则需要调堵;指A的平均值;
如果Vk>0.6或则需要调堵;
如果SP>20或则需要调堵。
所述油水井连通关系的判断标准如下:
将水井对应所有油井的A值排序,A越大的方向即注水井注入水的主流向;将油井对应所有水井的A值排序,A值越大的水井方向即油井产出水的主供水源,这样得到该油水连通关系,用来判断串流方向;
所述区块影响因素判断标准如下:
将各水井或油井对应的平面非均质性决策系数A、纵向渗透率变异系数Vk和吸水剖面决策系数SP列入行列式Aij中,通过归一化的极差分析方法来确定影响各个井的因素排序,最后确定调剖堵水的主要方向:
A ij = A 1 A 2 . . . . . . A n V 1 V 2 . . . . . . V n S P 1 SP 2 . . . . . . SP n - - - ( 11 )
用Xij为矩阵Aij的i水平j次指标的平均值,令Bij=|Aij-Xij|,则
B ij = B 11 B 12 . . . . . . B 1 n B 21 B 22 . . . . . . B 2 n B 31 B 32 . . . . . . B 3 n - - - ( 12 )
用Yij为矩阵Bij的j竖列i次指标的平均值,用Πij代表矩阵Bij的平均值,用Xi表示极差,则Xi=|Πij-Yij|,则
Xi=[X1X2......Xn](13)
用Xi *代表归一化后的级差,则
X i * = Xi Σ i = 1 n X i ; X i * = X 1 * X 2 * . . . . . . X n * - - - ( 14 )
通过比较Xi *的大小能够看出各井对区块影响的程度;
用Cij为矩阵Bij的i次j竖列指标的平均值,用Πij代表矩阵Bij的平均值,用ζi表示极差,则ζi=|Πij-Cij|,则
ζi=[ζ1ζ2ζ3](15)
用ζi *代表归一化后的级差,则
ζ i * = ζ i Σ i = 1 3 ζ i ; ζ i * = ζ 1 ζ 2 ζ 3 - - - ( 16 )
通过比较ζi *的大小能够确定对整个区块影响最大的因素。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明方法是利用平面非均质性决策系数(A)及其极差、纵向渗透率变异系数(Vk)及其极差和吸水剖面决策系数(SP)及其极差六个判别参数解决了以下问题:
(1)调堵井位的选择;
(2)确定油水井的连通关系;
(3)判断影响整个区块因素程度;
(4)各井对整体区块的影响程度;
本发明能够在高含水油藏调剖堵水决策中进行应用,尤其是针对缺少相关技术资料的油田,如海外油田和海上油田由于受到开发政策和工程特点的限制,一些资料不能完全收集,该技术能够通过基础数据和参数进行决策。
附图说明
图1是本发明注水开发油田整体调剖堵水决策方法的步骤框图。
图2是本发明实施例中的维宪层决策部分的选择图。
图3是本发明实施例中的W层小层分布图。
图4是本发明实施例中的331井的生产动态曲线图。
图5是本发明实施例中的3U井的生产动态曲线图。
图6是本发明实施例中的330井的生产动态曲线图。
图7是本发明实施例中的334井的生产动态曲线图。
图8是本发明实施例中的331井的产液剖面情况图。
图9是本发明实施例中的334井的产液剖面情况图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述:
本发明方法如图1所示包括以下步骤:
1)计算平面非均质性决策系数(A):
该参数用来评价区块平面非均质性对调剖堵水措施的适应程度。
由PI决策技术可知, PI - P m = qμ 15 Kh ln 12.5 r e 2 ΦμC Kt - - - ( 1 ) ;
将PI-Pm进行换算成单位地层产量的压力指数变化,
PI - P m q h = μ 15 K ln 12.5 re 2 ΦμC Kt - - - ( 2 ) ;
A = WI ( PI - P m ) h q (3);其中 WI = 1 I w ;
将(2)代入(3)得到 A = WI μ 15 K ln 12.5 r e 2 ΦμC Kt - - - ( 4 ) .
其中WI为注水井单位注水量的压差,单位是MPa/(m3/d.m);Iw为吸水指数,单位是(m3/d.m)/MPa;PI为压力指数,单位是MPa;Pm为地层吸水启动压力(井口),单位是MPa;q为注水井日注水量,单位是m3/d;μ为流体粘度,单位是mPa.S;K为地层渗透率,单位是μm2;h为地层厚度(h已经在式(2)中约分掉了,但是为了表述所有的字母含义,还是在此处列出),单位是m;re为注水井控制半径,单位是m;Φ为孔隙度,单位是%;C为岩石压缩系数,单位是Pa-1;K为地层渗透率,即小层渗透率Kσ,t是时间。
平面非均质性系数极差(RA):对于整个区块,计算出每口井的平面非均质系数Ai(就是用(4)式计算每口井的该系数),得到平面非均质性系数矩阵:[A1A2......Ai......An],则
R Ai = | Ai - Σ i = 1 n Ai n | - - - ( 5 )
2)计算纵向渗透率变异系数(Vk):该参数用来评价油层的纵向非均质性。
V K = k - K σ k - - - ( 6 ) ;
其中k为所有井的平均渗透率,单位是μm2;Kσ为某一井的地层渗透率(就是指图1中的小层渗透率)。
纵向渗透率变异系数(Rv):
R V = | V ki - Σ i = 1 n V ki n | - - - ( 7 )
3)计算吸水剖面决策系数(SP)
吸水剖面资料在一定程度上反映了储层的非均质性,它是渗透率变异系数在宏观上的一种表现。
ΔB=Bideal-Breal(9);
其中,Bideal为理论注采比(即为开发方案中的注采比);Breal为实际注采比;h为吸水厚度,单位是m;n为吸水层数,单位是个;h为射孔厚度,单位是m;n为射孔层数,单位是个。
吸水剖面决策系数极差(RSP):
R SP = | SP i - Σ i = 1 n SP i n | - - - ( 10 )
4)区块调堵判别标准如表1所示:
表1
5)调堵井选择标准如表2所示:
表2
6)油水井连通关系的判断
将水井对应所有油井(“对应”是指具有连通性的井)的A值排序,A越大的方向即注水井注入水的主流向;将油井对应所有水井的A值排序,A值越大的水井方向即油井产出水的主供水源,得到该连通关系用来判断串流方向。
7)区块影响因素判断
将各水井或油井对应的平面非均质性决策系数(A)、纵向渗透率变异系数(Vk)和吸水剖面决策系数(SP)列入行列式(Aij)中,通过归一化的极差分析方法来确定影响各个井的因素排序,最后确定调剖堵水的主要方向。
A ij = A 1 A 2 . . . . . . A n V 1 V 2 . . . . . . V n S P 1 SP 2 . . . . . . SP n - - - ( 11 )
用Xij为矩阵Aij的i水平j次指标的平均值,令Bij=|Aij-Xij|,则
B ij = B 11 B 12 . . . . . . B 1 n B 21 B 22 . . . . . . B 2 n B 31 B 32 . . . . . . B 3 n - - - ( 12 )
用Yij为矩阵Bij的j竖列i次指标的平均值,用Πij代表矩阵Bij的平均值,用Xi表示极差,则Xi=|Πij-Yij|,则
Xi=[X1X2......Xn](13)
用Xi *代表归一化后的级差,则
X i * = Xi Σ i = 1 n X i ; X i * = X 1 * X 2 * . . . . . . X n * - - - ( 14 )
通过比较Xi *的大小可以看出各井对区块影响的程度(这个值越大,影响越大)。用Cij为矩阵Bij的i次j竖列指标的平均值,用Πij代表矩阵Bij的平均值,用ζi表示极差,则ζi=|Πij-Cij|,则
ζi=[ζ1ζ2ζ3](15)
用ζi *代表归一化后的级差,则
ζ i * = ζ i Σ i = 1 3 ζ i ; ζ i * = ζ 1 ζ 2 ζ 3 - - - ( 16 )
通过比较ζi*的大小可以确定对整个区块影响最大的因素(这个值最大就是影响最大的因素)。表1、表2、油水井连通关系和ζi*四者一起构成所述的判据。
利用本发明的具体实施例如下:
Z油田的W层属于高含水阶段,目前该层位综合含水比较高,该层位需要进行整体调剖堵水。利用本发明方法对该层位的调剖堵水措施进行决策,具体步骤如下:
(1)决策参数计算
1)平面非均质性决策系数(A)计算
选择含水相对较高的部位进行应用,维宪层决策部分的选择如图2所示,图2中颜色深的地方是含水较高的部位。
根据本发明方法中的三个参数技术公式及相应参数(式(4)、(6)、(9)),并结合本发明的判别标准进行该部位(即上述含水相对较高的部位)的油田整体调剖堵水决策。
平面非均质性决策系数(A)计算后得到的A值计算结果与排序如表3所示,
井号 A A值排序
332 0.02074876 9
1U 0.003730114 11
327 0.063679058 7
330 0.125845737 4
328 0.090836101 5
301 0.051420839 8
348 0.013567885 10
3U 0.281691475 2
331 0.306720794 1
2U 0.071458732 6
334 0.137637734 3
表3
从表3中可以得到A值排序为:
331>3U>334>330>328>2U>327>301
根据A值判断标准,排序为9、10、11的井不需要调堵,而该部位需要调剖堵水的井共为8口,急需进行的为排在前面的4口井。
对331井进行单井分析,将331井周围的油井的A值进行排序,如表4所示:
表4
ζ i * = ζ 3 U ζ 330 ζ 2 U = 0.019 0.626 0.355
从表4可以得到A值排序结果为330>2U>1U,则可以判断出331主要窜流的方向是331朝着330方向。从归一化级差来看,330对该部位影响最大(数值越大,影响越大)。
2)纵向渗透率变异系数(Vk)计算
W层小层VK值计算结果与排序如表5所示:
层位 Vk 排序
C1-II 0.39 6
C1-III-1 3.63 2
C1-III-2 1.64 4
C1-IV-1 2.73 3
C1-IV-2 0.69 5
C1-V 4.26 1
C1-VI 0.13 7
表5
VK排序结果为C1-V>C1-III-1>C1-IV-1>C1-III-2>C1-IV-2。根据VK的判断标准,排序为6和7的井不需要调堵,而维宪层的6个小层需要调堵。维宪层分布如图3所示,图3给出了四口井分别对应的7个小层的Vk值,从图3中的水层变化也能够看出该种情况。
3)剖面决策系数(SP)计算结果
维宪层SP值计算结果与排序如表6所示:
井号 SP 调堵强度
332 18.22 不需
1U 5.16 不需
327 21.15 适度
330 62.98 适度
328 29.35 适度
301 20.65 适度
348 10.86 不需
3U 72.64 高强度
331 97.81 高强度
2U 22.53 适度
334 67.24 适度
表6
根据表6计算的结果,SP值排序:331>3U>334>330,331和>3U需要高强度的调堵,而1U、332、328三口井,目前不需要调堵。其余的井需要适度调堵。
(2)决策结果:
根据维宪层决策参数A、VK、SP的计算结果,利用AVS调剖堵水决策技术判断标准,得到以下结果(根据判据得到的。一个是数值大小,一个是排列先后,大于判据的适合调堵,数值较大的适合高强度调堵。):
1)331、3U、334、330对该层位的整体影响比较大;
2)C1-V、C1-III-1、C1-IV-1小层对区块整体影响比较大;
3)331和3U采用高强度调堵措施,334和330采用适度调堵措施;
4)332、348、1U不需采取调堵措施。
(3)结果分析
1)动态分析
通过331、3U、330、334井的生产动态(分别如图4、图5、图6和图7所示。)分析可知,331和3U含水已经超过95%基本接近100%,产液量不断增加,产油量下降明显,说明这两口井确实需要进行高强度的调剖堵水。334和330含水在90%-95%之间,在产液量上升的同时,产油明显下降,所以这两口井也应该进行适度的调堵措施。与利用本发明方法进行决策得到的结果相一致。
2)产液剖面分析
从图8可以看出331井的产业剖面情况,C1-V小层产液量占100%,其余的三个射开的小层均不产液,所以需要对331井的C1-V小层进行堵水措施。与利用本发明方法进行决策得到的结果相一致。
从图9可以看出334井的产业剖面情况,C1-III-2小层产液量占20%,C1-IV-1小层产液量占80%,其余的三个射开的小层均不产液,所以需要对334的C1-III-1、C1-IV-2和C1-V小层进行堵水措施。与利用本发明方法进行决策得到的结果相一致。
上述技术方案只是本发明的一种实施方式,对于本领域内的技术人员而言,在本发明公开了应用方法和原理的基础上,很容易做出各种类型的改进或变形,而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法,因此前面描述的方式只是优选的,而并不具有限制性的意义。

Claims (6)

1.一种注水开发油田整体调剖堵水决策方法,其特征在于:所述方法利用油藏基本参数、油藏开发数据和油藏生产数据获得六个参数,这六个参数分别为平面非均质性决策系数A、平面非均质性系数极差RA、纵向渗透率变异系数Vk、纵向渗透率变异系数RV、吸水剖面决策系数SP和吸水剖面决策系数极差RSP,然后利用这六个参数根据判据实现注水开发油田整体调剖堵水的决策;
所述油藏基本参数包括:所有井的平均渗透率k、小层渗透率Kσ、孔隙度Φ、岩石压缩系数C、地层厚度h和流体粘度μ;
所述油藏开发数据包括:理论注采比Bideal、注水井控制半径re、射孔厚度h、实际注采比Breal、细分小层数和射孔层数n
所述油藏生产数据包括:吸水指数Iw和吸水层数n
所述平面非均质性决策系数A是这样得到的:
A = W I μ 15 K l n 12.5 r e 2 Φ μ C K t - - - ( 4 ) ,
其中K为小层渗透率Kσ,t为时间;
所述平面非均质性系数极差RA是这样得到的:对于整个区块,计算出每口井的平面非均质系数Ai,得到平面非均质性系数矩阵:[A1A2......Ai......An],则
R A i = | A i - Σ i = 1 n A i n | - - - ( 5 )
所述纵向渗透率变异系数Vk是这样得到的:
V k = k - K σ k - - - ( 6 ) ;
所述纵向渗透率变异系数RV是这样得到的:
R V = | V k i - Σ i = 1 n V k i n | - - - ( 7 ) ;
所述计算吸水剖面决策系数SP是这样得到的:
ΔB=Bideal-Breal(9),
(8)式中的h是指吸水层厚度;
所述吸水剖面决策系数极差(RSP)是这样得到的:
R S P = | SP i - Σ i = 1 n SP i n | - - - ( 10 ) .
2.根据权利要求1所述的注水开发油田整体调剖堵水决策方法,其特征在于:所述判据包括区块调堵判别标准、调堵井选择标准、油水井连通关系的判断标准和区块影响因素判断标准。
3.根据权利要求2所述的注水开发油田整体调剖堵水决策方法,其特征在于:所述区块调堵判别标准如下:
对于中、低渗透油藏,如果A>0.04,则需要调堵,对于高渗透油藏,如果A>10,则需要调堵;
对于中、低渗透油藏,如果RA>0.05,需要调堵,对于高渗透油藏,如果RA>20,则需要调堵;
如果Vk>0.3,则需要调堵;
如果RV>0.5,则需要调堵;
如果SP>60,则高强度调剖;
如果20<SP<60,则适度调堵;
如果SP<20时,则不需调剖。
4.根据权利要求2所述的注水开发油田整体调剖堵水决策方法,其特征在于:所述调堵井选择标准如下:
对于中、低渗透油藏,如果A>0.05,则需要调堵;
对于高渗透油藏,如果A>3或则需要调堵;指A的平均值;
如果Vk>0.6或则需要调堵;
如果SP>20或则需要调堵。
5.根据权利要求2所述的注水开发油田整体调剖堵水决策方法,其特征在于:所述油水井连通关系的判断标准如下:
将水井对应所有油井的A值排序,A越大的方向即注水井注入水的主流向;将油井对应所有水井的A值排序,A值越大的水井方向即油井产出水的主供水源,这样得到该油水连通关系,用来判断串流方向。
6.根据权利要求2所述的注水开发油田整体调剖堵水决策方法,其特征在于:所述油水井连通关系的判断标准如下:所述区块影响因素判断标准如下:
将各水井或油井对应的平面非均质性决策系数A、纵向渗透率变异系数Vk和吸水剖面决策系数SP列入行列式Aij中,通过归一化的极差分析方法来确定影响各个井的因素排序,最后确定调剖堵水的主要方向:
A i j = A 1 A 2 ... ... A n V 1 V 2 ... ... V n SP 1 SP 2 ... ... SP n - - - ( 11 )
用Xij为矩阵Aij的i水平j次指标的平均值,令Bij=|Aij–Xij|,则
B i j = B 11 B 12 ... ... B 1 n B 21 B 22 ... ... B 2 n B 31 B 32 ... ... B 3 n - - - ( 12 )
用Yij为矩阵Bij的j竖列i次指标的平均值,用Пij代表矩阵Bij的平均值,用Xi表示极差,则Xi=|Пij-Yij|,则
Xi=[X1X2......Xn](13)
用Xi *代表归一化后的级差,则
X i * = X i Σ i = 1 n X i ; X i * = [ X 1 * X 2 * ...... X n * ] - - - ( 14 )
通过比较Xi *的大小能够看出各井对区块影响的程度;
用Cij为矩阵Bij的i次j竖列指标的平均值,用Пij代表矩阵Bij的平均值,用ζi表示极差,则ζi=|Пij-Cij|,则
ζi=[ζ1ζ2ζ3](15)
用ζi *代表归一化后的级差,则
ζ i * = ζ i Σ i = 1 3 ζ i ; ζ i * = [ ζ 1 ζ 2 ζ 3 ] - - - ( 16 )
通过比较ζi *的大小能够确定对整个区块影响最大的因素。
CN201210303586.XA 2012-08-23 2012-08-23 一种注水开发油田整体调剖堵水决策方法 Active CN103628850B (zh)

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