水平井注水的应用研究翻译.docx
- 文档编号:7634350
- 上传时间:2023-01-25
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:322KB
水平井注水的应用研究翻译.docx
《水平井注水的应用研究翻译.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水平井注水的应用研究翻译.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
水平井注水的应用研究翻译
水平井注水的应用研究
(机械工程学系,IITB-印度石油天然气公司联合研究中心,印度孟买理工学院,印度乙部门化学工程,印度孟买理工学院,印度储层研究所,印度石油天然气公司,印度艾哈迈达巴德)
摘要
目前的实验进行研究探讨了当传统的垂直生产井停止石油生产时水平井的注水开发生产。
实验室已经进行的三维砂包模型实验研究。
在水平井注水开发试验中,当垂直生产井完成石油开采之后在再打开水平生产井。
实验结果表明,当传统的垂直生产井停止生产石油的时候,水平生产井的最终采收率通过大量的注水得到了提高。
此外,不管水平生成井的位置是在沙包的顶部还是底部,沙包的使用,对于最终采收率的影响都不是很大。
关键词:
水平井;垂直井;注水;物理模型
第1章简介
在石油开采过程中,人们都发现这样一个事实:
当基本的开采措施完成之后,仍然剩余大量未被开采的石油残留在地层中。
多种多样的开采措施,如:
注水、注气、热采、化学驱等等在基本的开采措施完成之后被应用于开采油藏中这部分剩余的原油。
注水采油方式,是一种以注入水为驱动力来开采石油的方法,因其操作简单,费用低廉而被广泛的应用于基本石油开采措施之后的开采过程。
而被作为注水开发应用措施的水平生产井同时被作为二次采油的注入和生产设备。
水平生产井被应用于水驱和聚合物驱动的方式来提高波及效率(乔希,1991)。
水平生产井在注水开发和提高原油采收率应用方面的优势是加强了注入和生产的能力。
水平生产井的另一个主要优点是在完全没有影响注入和生产能力的同时能够减少垂直注入井和生产井的数量(乔希,1999)。
尽管有很多的水平生产井被用于油藏的开发,但大部分的水平生产井还是被应用于提高油田的采收率措施中,如热力采油(乔希,1986年;Bagci和Gumrah,1992;Guanghul等。
,1995年),化学驱动采油和聚合物驱动采油(Bagci和Hodaie,2003;Bagci,2004年),二氧化碳蒸汽驱动采油(Gumrah和Bagci,1997年),二氧化碳和水蒸气混合驱动采油(Erdal和Bagci,2000)等等。
这些实验,大部分都证明了水平生产井现对于传统的垂直生产井来说都能提高原油的最终采收率。
很多数量的数值模拟实验是关于水平生产井的注水开发方面的应用项目。
1991年,彼得和阿勒哈利法用三维的油藏数值模拟的模型,来研究水平生产井和垂直生产井在非均值得碳酸盐储油层得应用。
这些实验表明,当水平生产井和垂直生产井开发同样石油储量的致密储层的时候,垂直生产井要穿透整个油藏。
1992年,戴克斯特拉和狄克森计算了水平生产井和垂直生产井的重力驱油效率。
他们指出,对于平面油层(在没有重力影响的情况下),其厚度小于0.85倍的井距的时候,水平井的生产效果要好于垂直生产井的效果,而当地层的厚度大于0.85倍的井距的时候垂直生产井的生产效果要好一些。
此外,对于平面地层,其厚度还影响着水平生产井和垂直生产井的流动效率之比。
但是,对于倾斜地层来说,油藏的厚度对于水平生产井和垂直生产井的流度比没有影响。
1992年,泰伯和赛瑞特证明了水平生产井和垂直生产井结合使用在注水开发方法中的优点。
他们的实验证明了水平生产井的使用能够使区域扫油效率增加25%~40%。
他们还建议,对于注水开发的方式,水平生产井在薄地层中比厚地层更加有优势。
1993年,乔希等通过二维的数值模拟实验表明,当水平生产井用于注入设备和生产设备的时候,提高的面积波及效率并不比垂直井的高。
然而,水平生产井却有着注入设备一样的生产能力和高注入能力。
另外,对于一个高渗透能力的油藏,水平生产井并没有很大的优点。
1996年,费雷拉等通过二维和三维的数值模拟实验表明:
在注水开发方式中,对于特定的流度比,垂直渗透率和水平渗透率之比、注水量和产油量之比和油层的厚度并没有太大的影响。
他们还观察到水驱开发方式与水平生产井配合使用的效果要比传统的垂直生产井效果好。
他们建立了一个相当于流度比作用的叫做体积波及效率的关系式,用来预测水驱油藏的才有效率。
1996年,加尔比等人用三维的化学驱模型,调查了在非均质油藏中用非混容驱替液的水平生产井和垂直生产井的生产效果。
他们研究了在不同的环境条件下,用不同的井组合,包括不同的水平井段的长度和不同的水平渗透率与垂直渗透率的比,看他们的驱替效果有什么不同。
他们的结果表明非均质油藏的非均质程度和地层结构对于非混相驱替的水平生产井的驱替效率有着显著的影响。
在非均质程度较高的非均质油藏中,长的水平生产井段并不能保证提高石油的采收率。
在后来的研究中,加尔比等人(在1997年)研究发现非均质油藏的渗透率变异性和空间分布关系对水平生产井提高石油采收率的方法效果有着强烈的影响。
1998年,波帕和克里皮尔研究了沿着水平生产井段的压力降和井的几何形状对于水驱替的波及效率的影响。
他们的研究表明,最好采用垂直生产井作为注入井,采用水平生产井作为生产井,而不是采用水平生产井作为注入井,采用垂直生产井作为生产井。
1999年,阿菲瑞博和埃泰克因研究了不同的水驱流体参数在一些不同的操作设计参数下的影响。
数据分析表明,应该采用一个水平生产井和一个垂直生产井的组合来代替相似的两个水平生产井的组合。
在2002年,波帕等人分析了水驱过程中不同的井型用水平的或者不同的注入和生产井在不同的配置情况下的全部影响因素。
他们的结果表明,主要的参数,如水突进时间、在水突破时的原油采收率、波及效率、注入和生产压力等等,受到不同类型的配置设计强烈影响。
最近,阿菲瑞博和加尔比于2005年,用数值模拟技术研究了在不同的配置和油藏条件下用非传统井进行水驱开发项目的效果。
他们的研究结果表明,用于水驱的非常传统生产井井型对于驱替效果有着很大的影响。
此外,长的水平生产井段多类型组合并不能保证原油采收率提高。
水平生产井对于水驱油藏的原油采收率的影响的实验研究是非常有限的。
2003年,斯瑞福特借助于实验学习的帮助下,检验了垂直的和水平的生产井和注入井的影响,发现对于水驱开采的底水油藏的情况下,使用水平生产井对于提高原油的采收率来说要比垂直生产井好一点。
从现有的文献看,可以得出这样的结论:
水平生产井在提高采收率方面要比传统的垂直生产井有优势。
本文的主要目的是通过一些实验的研究来做调查,当停止用从传统的垂直注入-垂直生产井(VI-VP)配置开采原油的最后水驱阶段的时候,水平生产井的效果。
水驱开发试验已经被应用于三维的沙体中。
最初的时候,每一个水驱油实验都被应用于垂直注入-垂直生产井的井型中,直到原油停止生产,然后水平生产井被打开用于增加原油的开采。
此外,水平生产井被放置到油藏的顶部和底部用于调查它对水平生产井开采原油的影响。
第2章实验
该实验装置原理图。
该装置由一个双缸精密注射泵、一个沙包容器和和一个用来测量通过沙体的压差转换器。
内部一个特别的设计是一个31厘米长,31厘米宽,12厘米深的容器。
垂直井和水平井的位置如图2所示。
水平井被用于沙体的顶部和底部,如图3所示。
该井是由内径为0.6厘米的不锈钢管组成的,沿着不锈钢管的方向以密度为28个孔每英寸被刺了孔。
每个穿孔的直径是0.3厘米。
该井被150网目尺寸的金属网所覆盖着,以阻止沙子进入井中。
清洁和冲洗沙子的网目尺寸在30到50ASTM(美国实验和材料协会标准),被用作包装材料。
水和沥青质原油分别被用于驱替和被驱替流体。
沥青质原油的性质如表1所示。
原油的粘度是由具有±1%精度的测量仪来测量。
被清洁和冲洗过的沙子填充到容器中,油井被放置到设计好的位置。
沙体被聚氯乙烯和钢板包裹着。
然后该钢板被用同一扭矩的扳手扭每个螺栓固定到中心容器体上。
然后,沙体要被检测是否泄漏,用高达2巴的高压氮气的肥皂泡来测试。
当这个压力能保持半个小时的时候,就可以假定沙体是密封的。
然后沙体被连接到一个真空泵用来疏散。
(真空泵有740mmHg的压力)。
当完成了这个疏散过程后,要进行饱和过程,即用水来确定沙体的空习体积(PV)。
注释:
(a)Water水管;dualcylindersyringepump双缸注射泵;waterreservoir含水油藏;oilaccumulators储油罐;pressuregage压力计;coreholder沙体容器;differentialpressuretransmitter压差测量器;fractioncollector馏分收集器
(b)verticalproduction垂直生产井;verticalinjection垂直注入井;horizontalproduction水平生产井
图1(a)实验装置示意图(虚线显示注水旁路)(b)井配置三维砂体
图2垂直注入井和生产井在三维沙体中的位置
在饱和水的过程中,水通过重力的作用进入沙体。
然后,孔隙体积就可以有沙体的吸水量来检测。
沙体的平均绝对渗透率取决于水流速恒定后并且沙体两端的压差恒定后的测量结果。
为了确保注入沙体的流体进入整个横截面,在整个沙面不同位置同时用横流向沙体进行注射。
同样,流出物的收集也是用出口处衡流流形的时候,压力测量也是在进口与出口之间是衡流是测量。
图3水平生产井在三维沙体中顶部和底部的位置
两种不同的沙体样品SP1和SP2的性能列与表2.然后,石蜡基原油被注入来驱替沙体中的饱和水。
束束缚水饱和度的确定条件是当流出物中观察不到水为之。
当驱替实验的模型准备好后,用不同的井配置来进行水驱。
所有的实验中,以300毫升/小时的速率不断地注入。
所有的实验在25±1°C的恒定的室温和大气压力条件下进行。
表1石蜡基原油的性质
流体条件参数
石蜡基原油38℃下的比重0.8545
25℃下的粘度130mPa.s
水25℃下的粘度0.97mPa.s
表2三维沙体的性质参数
样本孔隙度绝对渗透率
SP141.13125
SP244.53400
当某一个配置的水驱实验完成后,同样的沙体被用油再来驱替水,来确定束缚水饱和度,再用于其他的配置井的水驱实验。
一个恢复曲线的实验时间段需要一周的时间,这里包括二次饱和油的3天时间。
对于沙体SP1,用油饱和后,在提供水驱之前,要放置24小时。
此外,水平生产井要在垂直注入井和垂直生产井配置好后12小时打开。
对于沙体样本SP2,没有放置时间的要求。
水驱在饱和油一完成后就开始进行,水平井在垂直生产井和注入井配置好后就打开。
第3章结果与讨论
驱替实验在不同井配置下的三维沙体中进行,来调查水平生产井比传统垂直生产井多具有的优点。
实验条件下的最终采收率和突破采收率如表3所示。
第一次实验就这样进行,然后沙体再被油饱和。
然后进行第二次实验,在做第三次实验。
表3用于三维沙体的实验条件
样品实验次数So(%)Swi(%)水突破时采收率%VI-VP采收%VI-VH采率%
SP1184.115.919.259.06.1
283.716.321.159.45.3
SP2177.122.313.756.16.1
280.219.812.651.26.1
382.217.888.947.86.1
四次水驱实验用两种不同的沙体来进行。
每个沙体在一次实验结束了以后,要被重新利用。
在所有的试验中,最初的注水都是用垂直注入和垂直生产的组合来进行的。
当垂直生产井停止产油,打开水平生产井,渐渐的会观察到采油。
图四是用样品SP1进行的第一次实验得到的恢复曲线。
由恢复曲线观察到,垂直注入垂直生产井开采出了出了59%原始地质储量。
经过2.4倍孔隙体积注入后,垂直井停止生产原油,然后,水平井打开。
经过1倍孔隙体积额外注入后,水平井采出6.1%的原始地质储量。
这相当于在用垂直注入垂直生产井设备开采后,留在沙体中14.8%的剩余饱和油。
同样地进行第二次实验,在用2.4倍孔隙体积注入后,垂直注入垂直生产井产出59.4%的原始地质储量,停止生产,见图5.打开水平生产井,在1倍孔隙体积额外注入后,产出5.3%的原始地质储量。
这里必须注意的是,在实验1时,水平井在沙体的顶部,实验2时,水平井在沙体的底部。
然而,这样的实验安排是寻找对最终采收率可以忽略不计的影响。
图4首先使用垂直注入垂直生产井,然后用样品SP1进行垂直注入水平生产的第一次实验的回复曲线。
水平生产井放在顶部
图5首先使用垂直注入垂直生产井,然后用样品SP1在垂直注入水平生产井中进行第二次实验。
水平生产井在沙体的底部
用于实验1和实验2的实验采油区块在顶部相互重叠,如图6所示。
这是为了观察两个实验,最终采收率包括用垂直注入垂直生产井设备时是一样的,这表明了沙体是可以重复使用的。
此外,两个实验中,水平生产井在垂直生产井停止生产后,几乎提供相同的采油增量。
这种用水平生产井额外得到的产油增量要归功于油层与水平生产井的接触面积大于垂直生产井。
使用垂直生产井时未被波及过的面积在使用水平生产井后可能会被波及,结果采收率得到提高。
这里要注意的是,沙包要放置24小时后才能被再次使用。
图6当首先用垂直注入垂直生产井在用水平生产井进行样本1的实验1和实验2是的采油比较。
如前所述,额外的注水用于另一个样品SP2,但是在不同的放置环境下。
在实验1和实验2中对于样品SP2沙体的水平井影响见图7和图8.分开的和重叠的两条曲线见图9.这里要注意的是,实验1时水平井放到底部,而实验2时水平井被放到顶部。
实验可以观察到用垂直注入和垂直生产井成功进行实验1和实验2时原油的采收率下降大约5%。
然而,水平生产井进行的两个实验有相同的6%原油的采收率增量。
在运行实验3时,在注入2.6倍孔隙体积的水后,垂直注入垂直生产井产出47.8%的原始地质储量,如图9所示。
垂直注入垂直生产井的原油的采收率差异要归结于原生水饱和后立即开始水驱。
在每一次饱和油后,沙体趋向于变得亲油。
因此,含油饱和度在每一次在饱和后要增加。
于样品2的含油饱和度值的比较从表3可以清楚的看到,随着实验次数的增加,含油饱和度增加,沙体更加的亲油。
这样的结果改变了相对渗透率曲线,从而降低了原油的最终采收率(格莱特妮等,2000年)。
然而,据观察水平井在沙体中的位置对最终采收率的影响是不可忽略的。
图7首先用垂直注入垂直生产井,然后用垂直注入水平生产井的样品SP2的恢复曲线。
水平生产井在底部。
图8首先使用垂直注入垂直生产井,在用垂直注入水平生产井进行的样品SP2的实验。
水平井在顶部。
图9首先使用垂直注入垂直生产井,再用垂直注入水平生产井的样品2的第1、2、3次实验的采油比较。
含油饱和度和采收率每次都下降但并不保持下降。
操作步骤:
运行实验1→运行实验2→运行实验3。
第4章结论
水平生产井在水驱的后期效果,在这里做出了考察。
实验研究已经采用了三维模拟的沙体模型进行。
从目前的实验可以得出这样的结论,当原油产品从停止传统的垂直注入垂直生产井产出时,水平生产井能明显的提高原油的水驱最终采收率。
此外,考虑到沙体,水平井的位置对最终采收率的影响可以忽略不计。
另外,在沙体被油再次饱和后,若放置时间允许,沙体可被再次用于实验。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水平 注水 应用 研究 翻译