聚合物驱注入方案编制.docx
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聚合物驱注入方案编制.docx
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聚合物驱注入方案编制
聚合物驱注入方案编制
摘要:
目前我国各大油田,大部分都已进入高采出程度、高含水期,开展新采油技术十分必要。
聚合物驱油技术机理相对简单,增油效果较为明显,聚合物驱现在已经成为老油田增产挖潜主要技术。
在聚合物驱实施过程中,影响其增油幅度因素很多,聚合物驱注入方案合理及否就是一个重要影响因素。
本文就将对聚合物驱注入方案科学编制做以介绍。
关键字:
物驱;注入方案;注入段塞;注入浓度;分子量
前言
并非所有油藏都适合聚合物驱,即使是适合聚合物驱油藏,其增产幅度也有很大差别。
其原因主要有两个,一方面是地质条件,油气水性质;另一方面是聚合物产品性能、水驱开发状况、聚合物驱地质油藏工程方案等。
而聚合物驱注入方案有在聚合物地质油藏工程方案中占有首要位置。
可见,聚合物驱注入方案研究具有举足轻重作用。
下面就简要介绍一下聚合物驱注入方案编制。
在筛选出适合聚合物驱油藏以后,就要着手编制聚合物驱注入方案,该方案包括聚合物相对分子质量、聚合物用量、注入段塞和浓度及注入方式等各项指标,主要利用室内驱油试验、数值模拟和经济评价等手段,对比指标为技术指标和经济指标两种。
筛选过程是首先进行室内驱油试验,初步确定聚合物溶液浓度、段塞大小和用量,然后设计不同注入用量、浓度和注入方式,利用数值模拟进行计算,确定各项技术指标和经济指标。
最终综合室内研究试验、数值模拟和经济优化结果,考虑现场实际,选取提高采收率幅度和经济效益两者都相对较高时各项参数作为最佳注入方案。
编制方案是在充分认识油层状况和分析目前生产状况基础上,综合考虑各种因素,并有针对性研究过程。
其内容应包括如下几个方面。
一、油藏地质开发简况:
其中包括地质概况和油藏开采简史。
1、地质开发简况
通过研究开发区块油藏地质特征,认清油层发育状况,油层连通性,油层非均质性,油层物理性质及油层流体性质。
主要内容包括:
油藏构造形态,断层发育和分布情况,油层砂体发育状况及其变化规律,油层平面和纵向上非均质性描述,油层温度等。
2、油层开采历史
通过油层开发历史,能够使我们进一步了解该区块开发状况,对分析油层水淹状况和剩余油分布有很大帮助。
内容包括:
该区块开发初始时间,开发层系,基础井网类型,开采方法,开发过程中采取调整手段、时间、目,特别要分析聚合物驱油目层开发过程和当前开发状况。
二、油藏描述
深刻地描述油层及分析水淹特点是认识油层及开发现状关键,做好该项工作有助于准确认识经长期开发过程至今油层中剩余油分布状况。
1、油层发育情况
描述油层沉积环境,统计有代表性取心井岩心分析资料,分析油层非均质性和油层类型。
描述油层砂体分布,分析油层厚度和渗透率分布状况,统计油层平均物理参数。
2、沉积单元划分
叙述油层从沉积时间上划分为几个时间单元。
描述各时间单元油层发育情况,砂体分布及油层物理性质等。
3、水淹情况划分
利用单井水淹层测井解释资料统计分析油层水淹状况,分析并描述单井和区块平面及纵向上水淹状况和水淹特点。
三、聚合物驱层系组合及井网部署
1、层系组合
油田油水井往往穿越是多个油层,这些油层之间性质差异很大,这种差异导致了油田开发层间矛盾,及高渗透层开发效果明显好于低渗透层。
在开发过程中一般把邻近层作为一个层系来组合开采,以减少层间矛盾。
2、井网部署
聚合物驱是在水驱基础上采用开发方式,其井网是在水驱井网基础之上调整形成。
因此既要尽可能地减少钻井投资,又要取得好开发效果,这两者成为我们进行井网部署主要考虑问题。
井网部署原则:
(1)充分考虑及及原井网衔接,充分利用老井;
(2)油水井数比控制在1:
1左右;(3)同时充分考虑对聚合物驱油层系更换。
井网部署最终效果是在综合考虑各种因素后确定所采用井网类型和井距大小。
四、注聚合物前油水井生产状况
聚合物驱开发区块内有老井也有新井,而且新井多分布在老井之间,因此,分析新井资料可使我们对油层有一个进一步认识。
通过分析开发区块内油水井生产状况我们可以从宏观上认清各井生产能力和注入能力,为方案编制提供指导性依据。
大量实验、矿场试验和数值模拟研究表明,除油层条件外,聚合物驱注入参数所采用注采方式对聚合物驱油效果具有不同程度影响。
在编制聚合物驱方案时应结合室内试验、矿场试验和数值模拟研究结果,充分论证所选注入参数和注采方式。
五、聚合物驱注入参数及注采方式确定
1、注入参数选择
(1)聚合物相对分子量优选
由于聚合物分子纤维特性,加上它延伸和缠绕能力,使得相对分子质量成为其性能重要影响因素,相对分子质量越大,分子间作用越强,增粘效果越好。
当然相对分子质量过大,对油层注入带来困难;相对分子质量太小,聚合物增粘效果又会大大降低。
因此,在进行聚合物矿场设计时,必须事先研究聚合物相对分子质量及油层渗透率匹配关系。
根据大量试验研究得出油层渗透率及聚合物相对分子质量匹配关系。
图1聚合物相对分子质量及岩心渗透率匹配关系
室内试验表明,在相同剪切速率下,虽然聚合物相对分子质量越大,其溶液通过炮眼剪切降粘损失越大,但其保留粘度仍比低相对分子质量高。
另外,由于在相同浓度下,高分子质量聚合物增粘效果好于低相对分子质量聚合物。
因此,要达到相同驱油效果所需聚合物量,高相对分子质量聚合物要少于低相对分子质量聚合物。
因此,在注入能力允许情况下,只要聚合物相对分子质量及油层渗透率匹配,就应该采用高相对分子质量聚合物。
(2)聚合物合理用量
聚合物用量确定是聚合物驱中一个比较重要问题。
聚合物用量一般用聚合物溶液注入油层空隙体积倍数和注入质量浓度乘积来表示。
在确定用量时不仅要考虑到增油效果,还要考查整个项目经济效益。
聚合物用量确定比较早方法是前苏联一种方法,即采用采收率增值及吨聚合物增油量乘积作为综合指标,来衡量聚合物合理用量。
在一定油层条件和聚合物增粘效果下,聚合物用量越大,提高采收率越高。
但当用量达到一定程度之后,提高采收率幅度随用量增加变化不大。
虽然吨聚合物增油始终是降低,但是综合指标呈现出上升,后下降过程,在390
时候出现峰值。
由于上述方法所确定聚合物用量只能反映聚合物用量本身技术效果,没有全面反映聚合物驱油经济消息,因此,近年来人们主要使用经济评价方法来优化合理用量。
主要是因为,在进行聚合物驱时,化学剂消耗只是总投入中一部分,总投入中还包括地面建设投资、前期井网调整费、各项税收及其其它费用。
经济评价表明,聚合物驱项目具有前期投入高,后期产出多特点:
在聚合物驱初期,增油量很少,但各项费用已经支出,累计净现金流量为负值;随着增油量增加,累计净现金流量逐步达到最高。
(3)聚合物溶液注入质量浓度
室内研究表明,随着质量浓度增加,聚合物溶液粘度增大,流度比改善程度越大,聚合物驱波及体积越大,提高采收率幅度越大。
特别是油层渗透率变异系数越大,即油层非均质越严重,采用高质量浓度聚合物溶液,对扩大波及体积作用就越大,驱油效果就越好。
室内试验和数值模拟研究结果都表明,随着聚合物溶液注入质量浓度提高,采收率增加幅度增大,当达到某一质量浓度后,再增加质量浓度采收率增加幅度变小。
在相同用量下,随着聚合物质量浓度提高,聚合物驱提高采收率值增加。
当聚合物溶液质量浓度超过2000mg/L时,聚合物驱提高采收率值增幅减缓。
这主要是由于聚合物质量浓度较低时,提高聚合物质量浓度,可以大大增加驱替相粘度,改善水油流度比,从而提高聚合物驱效果。
当聚合物质量浓度为2000mg/L时,水油流度比达到最佳值,因此再提高聚合物溶液质量浓度,提高采收率幅度不大。
(4)聚合物溶液注入段塞设计
聚合物溶液注入段塞设计主要包括段塞尺寸和注入方式。
段塞尺寸设计主要考虑聚合物滞留和段塞前后粘度指进现象。
段塞大小可有多种选择:
一种是聚合物再油井突破后再注入顶替水,可避免粘性指进对聚合物溶液段塞破坏,但这可能就需要较多聚合物量,影响经济效益;另一种调节段塞大小,使得在聚合物溶液前缘混合带在油井突破之后顶替水也随后到达,这就大大减少了聚合物段塞尺寸。
通常在矿场实施中,都采用“阶梯型”段塞结构注入方式,即聚合物溶液分几个连续段塞,其浓度依次降低。
主要基于随聚合物溶液浓度增加,提高采收率随之增大这一观点。
其设计方法是:
第一级段塞为主力段塞,它浓度略高于同量下优化整体段塞质量浓度,其后各级段塞质量浓度为前级段塞质量浓度50%~80%。
由于注聚合物段塞过程中,段塞前缘聚合物吸附和稀释,是质量浓度降低,而减弱驱替效果,因此可以考虑增设前缘段塞。
前缘段塞用量占总用量20%~30%,质量浓度取同等用量下优化整体用量60%左右,其质量浓度及优化质量浓度相当;其余用量作为流度保护段塞,其质量浓度为主题段塞50%左右,用量为总用量10%~20%。
当然各个油田具体条件不同,可采用不同段塞结构形式,但都以取得最佳效果和好经济效益为前提。
数值模拟研究结果表明,优化聚合物“三阶梯”段塞驱油效果优于相同条件下聚合物整体段塞。
在聚合物用量增加到500
时,不同注入方式影响不大。
这样就可根据矿场具体情况进行注入方式设计,从中优选出最佳段塞结构设计方案。
在聚合物驱注入方案中,还应该考虑到地层水矿化度问题。
为了防止地层水矿化度引起聚合物溶液粘度下降,应该在聚合物溶液段塞前后加入低矿化度水预冲洗段塞和聚合物溶液段塞后加入低矿化度水保护段塞。
另外,由于地层发育、流体分布等原因,需要对注入井分类设计不同注入参数,方法是一样。
2、确定注采方式
(1)分层注入方式
分层注入是指在注入井中同一层系上下段渗透率极差较大,在笼统注入情况下高渗透率层段注进多,低渗透率层段注进少、甚至不注进,因而采取上下层段分别注入开采方式。
其作用就是使同一层系内油层条件差异较大层段都能注进,达到各层段驱替液均匀推进,最大限度地提高采收率。
在方案编制中应对符合分层注入条件井应用数值模拟方法进行效果计算,根据计算结果确定是否选择分层注入开采方式。
(2)分步射孔方式
分部射孔是指对于在同一层段内上下部位水淹状况差异较大,在该层段全部射开情况下,高水淹部位产出液会严重影响该井含水时,采用只射开低水淹层开采方式。
其作用是抑制产出液含水,尽可能多地采出油层中低渗透且含油较多部位剩余油,从而最大限度提高采收率。
同分层注入方式一样,采用数值模拟确定是否选择分步射孔方式及分步射孔井补孔时机。
(3)聚合物段塞注入方式
数值模拟表明,当聚合物用量大于500
时,应采用单一整体段塞注入方式。
当聚合物用量小于500
时,应采用优化聚合物段塞组合注入方式。
六、聚合物驱实验方案
1、油、水井配产配注
(1)注入井配注
首先要搞清开发区块内每口注入井注入能力,即在一定注入压力下其可能注入量。
在确定了注入速度时,则以注入井为中心井组为单元,根据区块注入速度要求,按碾平厚度为注入井进行单井配注。
结合单井注入能力,调整确定聚合物驱注入井单井配注量。
(2)生产井配产
在注入井配注量基础上,计算生产井单井配产量,并结合井间关系及生产井生产能力进行局部调整,从而确定生产井配产量。
(3)有断层区块配产配注
如聚合物驱开发区内有多条断层,且断层可把区块分隔成若干小区块,则应对断层分隔小区块分别进行配产配注。
2、开采指标预测
(1)建立油藏地质模型
所建立地质模型尽量包含整个开发区,各井工作制度及油层条件尽可能符合实际。
地质模型框架是由各井点参数形成,井点之间关系是通过插值方法建立,为了使所建模型具有一定真实性,在形成井间关系时要着重考虑井间连通情况,如有断层则对断层两侧各油层参数分别考虑。
(2)确定预测初始条件
初始条件主要考虑是综合含水率、油层压力、采出程度这三个参数。
所确定初始条件是整个预测工作动态基础。
确定初始条件关键是看这三个参数能否真实反映开发区情况。
在确定初始含水条件时要考虑区块内生产井全部开井情况。
(3)水驱开发效果预测
水驱预测即在所建地质模型上,以相同工作制度,计算只注水驱油过程,其结果就是在及聚合物驱同样工作制度下水驱开发效果预测效果。
该结果用于评价聚合物驱开发效果。
3、聚合物驱开发效果预测
在所建地质模型基础上,按所确定工作制度和注采方式计算注聚合物驱油全过程,所得结果是在及水驱相同工作制度下,在确定注采方式下,聚合物驱开发效果预测结果。
通过聚合物驱开发效果预测,可以看出所确定聚合物驱油效果技术效果如何。
4、经济效果预测
在肯定聚合物驱技术效果后,分析确定聚合物驱方案投入指标和效益指标,使我们了解其资金投入、生产成本、投资回收期及现金流情况。
七、方案实施要求
1、聚合物溶液浓度要求
2、聚合物溶液粘度要求
3、聚合物注入过程连续性要求
4、分层注入方式要求
5、分部射孔方式要求
6、其它要求
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