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基于油藏开发难点主要矛盾突破方向的开发实验设计方法 

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申请/专利权人:西南石油大学

摘要:本发明公开了基于油藏开发难点主要矛盾突破方向的开发实验设计方法,包括以下步骤:S1、针对目标油藏,分析该油藏的早期实验数据;S2、根据早期实验数据分析,找到目标油藏的开发难点;S3、根据目标油藏的开发难点,依据油藏渗流模式,用取心井所获得的岩心代表油藏的岩石性质展布,模拟目标油藏中流体在油藏中的渗流模式,描述油田调整阶段所存在的主要问题,针对性的设计油田开发实验;本发明根据目标油藏的特征针对性的设计开发实验,在减少不必要的实验成本的同时,更节约时间,通过开发实验结果,指导油田解决相应的问题,更快的投入生产,同时也为油田后期调整方案提供实验设计参考。

主权项:1.基于油藏开发难点主要矛盾突破方向的开发实验设计方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、针对目标油藏,分析该油藏的早期实验数据;S2、根据早期实验数据分析,找到目标油藏的开发难点;S3、根据目标油藏的开发难点,依据油藏渗流模式,用取心井所获得的岩心代表油藏的岩石性质展布,模拟目标油藏流体在油藏中的渗流模式,描述油田调整阶段所存在的主要问题,针对性的设计油田开发实验;所述开发实验包括:a、在纵向上选取相同长度的岩心并联,根据目标油藏相应的开发难点进行不同的实验,在相同井距的条件下,根据岩心截面积、长度、渗透率、流体黏度,设计对驱替规律影响的实验;b、选取不等长岩心进行岩心驱替实验,模拟不同的井距条件下,获得其驱替剖面和产液量变化的实验;c、针对存在断层的油藏,设计平行于或垂直于断层的不同布井方式的实验;d、针对存在微裂缝和存在多套油水系统的地层,设计注采井网、井距实验、边底水模拟实验及流场调整实验;e、针对油藏流度差异大问题,设计溶解气驱、不同注水时机效果、不同提高采收率方法效果实验。

全文数据:基于油藏开发难点主要矛盾突破方向的开发实验设计方法技术领域本发明涉及油田开发研究领域,具体的涉及基于油藏开发难点主要矛盾突破方向的开发实验设计方法。背景技术油气储层的沉积过程、成岩过程以及地质构造作用等漫长地质演化使得储层在物性孔隙结构、渗透率,储层岩性和厚度、表面属性,所含流体性质,夹层等各个属性都存在不均匀的变化即为储层非均质性。油藏油、气、水渗流及采收率直接影响并反映着油气藏的开发效果,其中储层非均质性是其主要影响因素。油藏开发的难点主要来源于两个方面,一个是油藏流体导致油藏开发困难,另一个为油藏岩石物性导致其开发困难。其中油藏流体开发难点主要体现在流体饱和压力低、黏度高容易在流动过程中发生相变或者难于流动,油藏岩石物性是由岩石结构和展布,以及在开发过程中导致岩石结构发生改变,致使油藏流体流动模式发生改变。储层纵向跨度大是指储层在地层中分布厚度超过200m;储层非均质性严重程度以渗透率级差渗透率级差超过3.5-4.5时,储层非均质性严重作为标准,储层流体流度差异大是指流体流度比大于10。在具有上述条件的油藏其开发的主要难点在于产注水驱替产生层间矛盾即此类油藏开发的主要矛盾,注水驱替会导致纵向动用不均衡,形成优势渗流通道,无效注水循环。针对油藏纵向跨度大,储层非均质性严重,储层流体流度差异大的孔隙型储层,由于三者之间相辅相成,亦是动态变化的。现有技术中,已有油藏早期的基础性实验,而没有针对油藏开发调整期的开发实验,随着油藏的开采,油藏所存在的开发难点将显现出来,因此,需要对油藏开发的调整期出现的难点进行开发实验设计,用于分析开发存在的难点,不断提高对上述油藏的认识和了解,才能做好油田开发的各项决策。发明内容针对上述问题,本发明提供基于油藏开发难点主要矛盾突破方向的开发实验设计方法,目的在于提供在一种油藏纵向跨度大,储层非均质性严重,储层流体流度差异大的孔隙型储层。针对其开发调整期提出的一种选择性开发实验设计及分析方法。利用开发实验结果分析指导生产,较大的提高油田产量。本发明采用下述的技术方案:基于油藏开发难点主要矛盾突破方向的开发实验设计方法,所述方法如下:S1、针对目标油藏,分析该油藏的早期实验数据;S2、根据早期实验数据分析,找到目标油藏的开发难点;S3、根据目标油藏的开发难点,依据油藏渗流模式,用取心井所获得的岩心代表油藏的岩石性质展布,模拟目标油藏中流体在油藏中的渗流模式,描述油田调整阶段所存在的主要问题,针对性的设计油田开发实验;所述开发实验包括:a、在纵向上选取相同长度的岩心并联,根据目标油藏相应的开发难点进行不同的实验,在相同井距的条件下,根据岩心截面积、长度、渗透率、流体黏度,设计对驱替规律影响的实验;b、选取不等长岩心进行岩心驱替实验,模拟不同的井距条件下,获得其驱替剖面和产液量变化的实验;c、针对存在断层的油藏,设计平行于或垂直于断层的不同布井方式的实验;d、针对存在微裂缝和存在多套油水系统的地层,设计注采井网、井距实验、边底水模拟实验及流场调整实验;e、针对油藏流度差异大问题,设计溶解气驱、不同注水时机效果、不同提高采收率方法效果实验。优选的,所述S1中的早期实验数据分析包括:储层间的渗透率级差分析、启动压力与注采井网的有效性分析、纵向动用程度作数据分析。优选的,所述S2中的开发难点为:生产数据变化情况、油藏流体性质、油藏岩石性质。本发明的有益效果本发明公开了基于油藏开发难点主要矛盾突破方向的开发实验设计方法,该方法提出了在油藏调整阶段,根据目标油藏的特征针对性的设计开发实验,在减少不必要的实验成本的同时,更节约时间,通过开发实验结果,指导油田解决相应的问题,更快的投入生产,同时也为油田后期调整方案提供实验设计参考。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例,而非对本发明的限制。图1为本发明中目标油藏纵向剖面示意图;图2为本发明中目标油藏各小层厚度统计示意图;图3为本发明中目标油藏主力产油区黏度分布示意图;图4为本发明中目标油藏主力产油区地层渗透率分布示意图;图5为本发明中目标油藏主力产油区主力黏度分布示意图;图6为本发明中目标油藏不同注采压差下的极限注采井距示意图;图7为本发明中目标油藏注采井距与动用程度关系示意图;图8为本发明中目标油藏注采压差与动用程度关系示意图;图9为本发明中目标油藏生产数据示意图;图10为本发明并联岩心驱替实验结构示意图;图11为本发明断层对注水开发影响的实验结构示意图;图12为本发明底水模拟实验结构示意图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。基于油藏开发难点主要矛盾突破方向的开发实验设计方法,所述方法如下:S1、针对目标油藏,分析该油藏的早期实验数据;所述实验数据分析包括储层间的渗透率级差分析、启动压力与注采井网的有效性分析、纵向动用程度作数据分析;渗透率级差分析:地层岩心最大渗透率于最小渗透率之比Kmn=KmaxKmin,该值在一定程度上体现了油藏的非均质程度,当Kmn越接近于1,地层越均质。注采井网有效性分析:指注水开发过程中生产井是否受效的分析,随着注采压差的增加其注采井的极限注采井距井就越大,这可以给井网设计提供参考。纵向动用程度分析:指油井中产液厚度或者注水井中吸水厚度占总射开厚度之比。储层间的渗透率级差分析:如图1至图2所示,该图为目标油藏的地质剖面图及各小层厚度统计图纵向大跨度、47个疏松砂泥岩互层发育,其纵向厚度为300m,薄厚互层较为发育,钻井显示穿过多个油层,其各小层厚度不均一,差异明显,同时平面连通性差,合注合采一套井网开采不合理;以该油藏主力产油区为例,其各生产层黏度分布如图3所示,分析可以得出某些层段在纵向上的黏度差异较大,同时生产时其流动能力不一样,其各层渗透率如图4所示,其反映出纵向储层的非均质性较强,据此得出其流度在纵向的分布如图5所示,其最大流度差异达到48mDmPa.s,计算其渗透率级差如表1所示,其值远远大于3.5-4.5,不满足合注合采标准,如果采用合注合采,容易导致纵向动用不均。表1目标油藏渗透率变异系数及渗透率级差统计结果表启动压力与注采井网有效性分析:通过罗波宪公式其中罗宪波公式如下G=0.1231Kμ-0.8688,K:地层渗透率,μ:地层流体黏度该公式用于计算启动压力梯度。计算该主力产油层段,考虑启动压力梯度与极限注采井距随生产压力的变化如图6所示,根据计算所得的启动压力梯度,计算其极限注采井距,极限注采井距=生产压差启动压力梯度,其意义在于考虑液体启动压力梯度的情况下,一定注采压差条件下最大的注采井距,现有生产压差下的注采井距往往大于其极限注采井距如:A组上部中的L60井和L100L井的极限注采井距为218m和279m,现有井距300m不满足井距要求,故其注水受效较弱,导致某些层段的原油无法动用。纵向动用程度分析:根据早期实验数据统计结果分析,目标油藏的纵向动用程度结果如图7和图8所示,较大的注采压差将降低纵向动用程度,同时注采井距越小,容易更快见水,也将导致纵向动用程度较低,故注采压差与注采距离对纵向动用程度均有较大影响纵向动用程度随注采压差增大和注采井距减小而增大不考虑连通性。由此可知,该类油藏的纵向动用程度较低的主要问题在于合注合采下纵向动用不均匀,高产量容易导致见水突破较快,如图9所示,形成无效注水循环,其主要体现开发井初始产量高、含水上升快、产量递减快等方面。S2、根据早期实验数据分析,找到目标油藏的开发难点,所述开发难点包括:生产数据变化情况、油藏流体性质、油藏岩石性质。其开发难点可以从其生产数据变化情况表现出的特征进行分析,如产油量下降快慢、早期产量递减规律、见水后产量递减规律和累计产出程度。导致其产量变化的原因主要分为面油藏流体性质影响和岩石性质影响两个方面,油藏流体性质影响是指流体的饱和压力、黏度、溶解汽油比、边底水能量等的影响,油藏岩石性质的影响是指岩石的渗透率、岩石的骨架结构、岩石的驱替特性、岩石空间展布等的影响。而这些不同的影响将导致不同的开发难点。S3、根据目标油藏的开发难点,依据油藏渗流模式,用取心井岩心代表目标油藏的岩石性质,并按其钻遇顺序获得其空间展布,模拟目标油藏中流体在油藏中的渗流模式,描述油田调整阶段所存在的主要问题,针对性的设计油田开发实验;所述开发实验包括:a、在纵向上选取相同长度的岩心并联,根据目标油藏相应的开发难点进行不同的实验,在相同井距的条件下岩心等长,驱替两端距离相同,根据岩心截面积、长度、渗透率、流体黏度,设计对驱替规律影响的实验;将从取心井所获得的纵向相同长度的岩心制取成标准岩心,放入并联岩心驱替装置中,如图10所示其中,1—地层水,2—泵,3—阀门,4—压力表,5—岩心夹持器,6—量筒,为研究不同的影响参数,可根据步骤S2中的不同的开发难点情况进行如下实验:选取纵向不同位置的岩心,纵向不同位置的岩心在纵向上可代表不同的目标油藏中储层岩石性质渗透率、孔隙度、孔喉结构等;根据目标油藏地层流体不同,使用目标油藏纵向上不同储层的流体对岩心进行饱和,可以模拟地层的流体;调节阀门的开度大小,可以控制驱替速度。设计此实验,是为了模拟地层在合注合采的条件的开发效果。进行此实验可以得出,流体黏度不同、岩石渗透率不同、以及驱替速度不同对驱替效果的影响,通过实验结果找到导致目标油藏开发难点的原因。b、选取不等长岩心进行岩心驱替实验,模拟不同的井距条件下,获得其驱替剖面和产液量变化的实验;该实验仍使用实验方法1中所使用的实验仪器如图10所示,选取同一储层的岩心,制取成不同长度的岩心,将驱替装置进行并联,其采出端各自独立,这样可以模拟同一储层不同注采井距的动用程度的强弱,同时也可以模拟不同注采压差对驱替效果的影响。设计此实验,是为了模拟在同层开发过程中井距对开发效果影响。c、针对存在断层的油藏,设计平行于或垂直于断层不同的布井方式;如图11所示31—量筒,32—水平采出管,33—垂直采出管,34—隔板,35—注水管,36—泵,37—水,38—透明箱体,在透明箱体38内,根据目标油藏的岩石性质和流体性质,进行固相介质填充和液相饱和,在容器内放置阻隔体,用于模拟断层,阻隔体放置位置根据断层在目标油藏中的方位确定,从注水管35处注入染色后的水。从透明箱体外观察注入水和原始饱和液体目标油藏流体的流动状态流场,可以看到注采是否见效和断层对注采开发效果的影响,为后期井调整以及新的井位提供参考。这样可以描述岩性差异大的断层布展对注采开发效果的影响。d、针对存在微裂缝和存在多套油水系统的地层,设计边底水模拟实验及流场调整实验,进行井网设计的数值模拟研究;边底水实验示意图如图12所示41—量筒,42—压力表,43—阀门,44——采出端,45—底水注入口,46—泵,47—底水,48—透明箱体,透明箱体48为一个封闭的系统,透明箱体48内分别用相应目标油藏储层的固体介质作为充填物充填,并用染色后的目标油藏流体饱和,通过泵46以较慢的流速从底端泵入水,模拟底水,调节阀门43,控制液体的采出速度,同时观察压力表42的数值变化,压力值为对应地层能量的强弱,因箱体为透明,通过观察不同颜色的液体流动状态,可以知道底水能量对开发的影响。描述所模拟的油藏条件下的开发难点。e、针对油藏流度差异大的问题,设计溶解气驱、不同注水时机效果、不同提高采收率方法效果的实验采用石油行业混相驱实验标准。对从目标油藏中所获得的流体,可以进行注气混相驱实验。可以进行长岩心注气驱替和细管混相驱实验,获得相应的临界参数。设计此实验,是为了描述由于油藏流体相态的性质所导致的开发难点。综上所述,进行以上针对油田调整期开发难点所设计的开发实验,可以更清楚的解释油气藏流体与岩石骨架的相互作用或者油气藏流体之间的相互作用等油藏开发难点产生的原因,同时根据所得开发实验的结果,对目标油藏开发方案进行调整,以求更快的解决在开发过程中所遇到问题。以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

权利要求:1.基于油藏开发难点主要矛盾突破方向的开发实验设计方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、针对目标油藏,分析该油藏的早期实验数据;S2、根据早期实验数据分析,找到目标油藏的开发难点;S3、根据目标油藏的开发难点,依据油藏渗流模式,用取心井所获得的岩心代表油藏的岩石性质展布,模拟目标油藏流体在油藏中的渗流模式,描述油田调整阶段所存在的主要问题,针对性的设计油田开发实验;所述开发实验包括:a、在纵向上选取相同长度的岩心并联,根据目标油藏相应的开发难点进行不同的实验,在相同井距的条件下,根据岩心截面积、长度、渗透率、流体黏度,设计对驱替规律影响的实验;b、选取不等长岩心进行岩心驱替实验,模拟不同的井距条件下,获得其驱替剖面和产液量变化的实验;c、针对存在断层的油藏,设计平行于或垂直于断层的不同布井方式的实验;d、针对存在微裂缝和存在多套油水系统的地层,设计注采井网、井距实验、边底水模拟实验及流场调整实验;e、针对油藏流度差异大问题,设计溶解气驱、不同注水时机效果、不同提高采收率方法效果实验。2.根据权利要求1所述的基于油藏开发难点主要矛盾突破方向的开发实验设计方法,其特征在于,所述S1中的早期实验数据分析包括:储层间的渗透率级差分析、启动压力与注采井网的有效性分析、纵向动用程度作数据分析。3.根据权利要求1所述的基于油藏开发难点主要矛盾突破方向的开发实验设计方法,其特征在于,所述S2中的开发难点为:生产数据变化情况、油藏流体性质、油藏岩石性质。

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