论文部分内容阅读
[摘 要]高含水期的油田开发中存在一定的难度，主要是因为复杂的地质条件、过高的残留以及技术缺陷，周期注水能有效提升采收率，本文主要是从周期注水提升采收率的实验和结果来分析其作用机理，对影响因素及提升对策展开探讨。
[关键词]周期注水 采收率 机理
中图分类号：TQ678 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0385-01
人工注水是当今世界石油工业提高采收率的一种主要方法，在有利的地质，注水可保证原油采收率达60%～ 65%或更高。目前，我们对注水开发油田的了解多限于稳定注水的方法。当注入层系的非均质性增强时，注入水的波及程度就会降低，而提高油田的产量和采收率始终是最核心的问题。在注水开采的条件下，波及系数和驱替效率是最关键的两个因素，因此，采用某种方法提高波及系数和驱替效率，就可以提高原油采收率。用水动力学方法改善油田注水效果已受到人们重视，并在油田开发中得到广泛的应用，取得了显著的效果。
1、周期注水提升采收率机理
周期注水是依靠现有井网，有规律的改变油水井工作制度的一种注水开发方式，它以井组为单元，轮流改变其注入方式，在油层中建立不稳定的压力降，促使原来未被水波及到的储层、层带和区段投入开发，从而提高非均质储层的波及系数和扫油效率，提高原油采收率，是非均质储层提高原油采收率的有效方法。
油田进入高含水开发期后，常规的注水方式难以有效提高采收率，依据渗流力学的原理，通过交替注水、交替注采、间歇注水、间歇注采、间歇注水后间歇注采的方法改变地下流体的流动方向，从而达到扩大水驱波及体积提高采收率的目的。
1.1 周期注水實验
交替注水：交替注水是指井组的两口注水井不同时生产，一停一注，采油井持续生产。实验时选取同物性参数的两个模型进行实验。模型：选取均质、亲水平面模型作实验。在常规注水开发时，井组综合含水97.8% ，实验时1水井和2水井交替注水，周期为15天，采油井持续生产。统计三个周期的开发指标表明：第一周期采收率提高幅度高达3.15个百分点，第二、第三周期的幅度逐渐降低；核磁共振资料表明：第三实验区的采收率提高幅度较大，第一实验区、第二实验区增幅较小。
交替注采：交替注采是指注水井停生产井开，生产井停注水井开，相互交替。选取非均质平面模型， ，在综合含水达97%时，2号油井只采而1号水井不注；当压力降至原来的一半时，1号水井只注而2号油井不采，当压力升至原来的1.5倍时2号油井只采而1号水井不注。
间歇注采：间歇注采是指注水井采油井同时生产或同时关闭，注采同步间歇。采用亲水长条形平面模型，用均质砂岩岩心和双层非均质人造岩心重复上述实验。
间歇注水后间歇注采：在常规注水开发综合含水达100%时，先间歇注水，即注水井周期性停或开，采油井持续生产；随后交替注采，即只采不注或只注不采。采用亲水均质砂岩岩芯、双层非均质人造岩芯和裂缝砂岩岩芯3种岩芯重复上述实验。
1.2 实验效果
采用不同的物理模型模拟结果均表明：周期注水开发的最终采收率都比常规注水更高出1.2%～10.1% ，无一例外，是高含水开发期提高注水开发效果、提高水驱可采储量的有效手段。周期注水每个周期提高采收率的幅度越往后越小；非均质油藏的效果高于均质油藏，非均质程度越严重，周期注水效果越好；周期注水开始越早提高采收率幅度越高。
2、周期注水影响因素
周期注水的影响因素主要包括以地层非均质性、层间连通性、润湿性、原油粘度、周期注水时机、周期注水的注水量等。
物理模拟实验结果表明非均质模型的效果普遍好于均质模型，上下两层渗透率不同时，渗透率差别越大、非均质越严重周期注水效果越好，和渗流理论计算结果相吻合。藏渗透率太低时周期注水效果不好变差。实验和渗流理论计算结果均表明，层间连通程度越大周期注水效果越好，在连通程度>50%时效果好。物理模拟结果说明亲水亲油都有效，亲水油藏效果更好。周期注水对各种粘度原油都有效，粘度越小效果越好。周期注水时机：渗流理论计算结果，开始周期注水时间-越早越好，当前产量更高有效时间更长，累积产油量和采收率越高。周期注水平均注水量为常规注水平均注水量的60～70%时增产效果好。
3、周期注水提高采收率机理级应用
所谓周期注水就是注水井按规定的程序改变注水方式，在油层中建立不稳定压力降，从而使原来未被水波及到的低渗储层和低渗透区投入开发。高渗透层因为渗透率大，因而导压系数较大，反之，低渗透层导压系数较小；如果含水饱和度越大，毛管压力梯度越大，在油水界面上，毛管压力梯度最大。在升压阶段，高水淹层水多油少水压系数小，压力传导快，形成高压层；低渗透层油多水少，油压系数大，压力传导慢，形成低压层。在层间压差作用下，高渗透层的水大量流入低渗透层（因接触面大，距离小，根据达西定律，即使压差不大，交渗流量也会很大），并将低渗透层的油排入高渗水淹层，直到压力平衡。在降压阶段，高渗水淹层导压系数大，压力下降快，高渗层首先变为低压层，相反，低渗层变为高压层。这样，在层间压差和毛管压力梯度的作用下，将低渗层的油排入高渗层，并被水驱走，直到压力平衡。上述2个过程不断循环，最终使低渗层的油不断进入高渗层并被水驱走。由此可以看出，进行不稳定注水，可有效采出低渗层的原油，并提高水驱体积。2016年对5个注水井井组，进行了周期注水实验。实施后， 4个井组均见到了明显的增油效果 ，保持了区块较好的开发形势。
根据渗流力学的理论计算和物理模型实验结果，周期注水是高含水期提高水驱采收率的有效手段。注水量的波动幅度应尽可能大，以增加油层中压力的不稳定性，有利于更深层的毛管渗流作用和流体间的交渗流动。注水周期应根据不同的地质、物理特点和水淹特点来确定；另外，还要结合开采过程中各项开采指标（如地层压力、油井流压等）进行适当的调节。
参考文献
[1] 姜瑞忠，卫喜辉，王世朝，姜宇，单理军，王睿恒.考虑毛管滞后的周期注水作用机理数值模拟[J].油气地质与采收率，2013，20（04）：49-52+114.
[2] 雷登生，杜志敏，付玉，张勇. 周期注水吸入过程机理研究[J].西南石油大学学报（自然科学版），2010，32（01）：101-104+198-199.
[3] 张继春，柏松章，张亚娟，斑颜红.周期注水实验及增油机理研究[J].石油学报，2003，（02）：76-80.
[关键词]周期注水 采收率 机理
中图分类号：TQ678 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0385-01
人工注水是当今世界石油工业提高采收率的一种主要方法，在有利的地质，注水可保证原油采收率达60%～ 65%或更高。目前，我们对注水开发油田的了解多限于稳定注水的方法。当注入层系的非均质性增强时，注入水的波及程度就会降低，而提高油田的产量和采收率始终是最核心的问题。在注水开采的条件下，波及系数和驱替效率是最关键的两个因素，因此，采用某种方法提高波及系数和驱替效率，就可以提高原油采收率。用水动力学方法改善油田注水效果已受到人们重视，并在油田开发中得到广泛的应用，取得了显著的效果。
1、周期注水提升采收率机理
周期注水是依靠现有井网，有规律的改变油水井工作制度的一种注水开发方式，它以井组为单元，轮流改变其注入方式，在油层中建立不稳定的压力降，促使原来未被水波及到的储层、层带和区段投入开发，从而提高非均质储层的波及系数和扫油效率，提高原油采收率，是非均质储层提高原油采收率的有效方法。
油田进入高含水开发期后，常规的注水方式难以有效提高采收率，依据渗流力学的原理，通过交替注水、交替注采、间歇注水、间歇注采、间歇注水后间歇注采的方法改变地下流体的流动方向，从而达到扩大水驱波及体积提高采收率的目的。
1.1 周期注水實验
交替注水：交替注水是指井组的两口注水井不同时生产，一停一注，采油井持续生产。实验时选取同物性参数的两个模型进行实验。模型：选取均质、亲水平面模型作实验。在常规注水开发时，井组综合含水97.8% ，实验时1水井和2水井交替注水，周期为15天，采油井持续生产。统计三个周期的开发指标表明：第一周期采收率提高幅度高达3.15个百分点，第二、第三周期的幅度逐渐降低；核磁共振资料表明：第三实验区的采收率提高幅度较大，第一实验区、第二实验区增幅较小。
交替注采：交替注采是指注水井停生产井开，生产井停注水井开，相互交替。选取非均质平面模型， ，在综合含水达97%时，2号油井只采而1号水井不注；当压力降至原来的一半时，1号水井只注而2号油井不采，当压力升至原来的1.5倍时2号油井只采而1号水井不注。
间歇注采：间歇注采是指注水井采油井同时生产或同时关闭，注采同步间歇。采用亲水长条形平面模型，用均质砂岩岩心和双层非均质人造岩心重复上述实验。
间歇注水后间歇注采：在常规注水开发综合含水达100%时，先间歇注水，即注水井周期性停或开，采油井持续生产；随后交替注采，即只采不注或只注不采。采用亲水均质砂岩岩芯、双层非均质人造岩芯和裂缝砂岩岩芯3种岩芯重复上述实验。
1.2 实验效果
采用不同的物理模型模拟结果均表明：周期注水开发的最终采收率都比常规注水更高出1.2%～10.1% ，无一例外，是高含水开发期提高注水开发效果、提高水驱可采储量的有效手段。周期注水每个周期提高采收率的幅度越往后越小；非均质油藏的效果高于均质油藏，非均质程度越严重，周期注水效果越好；周期注水开始越早提高采收率幅度越高。
2、周期注水影响因素
周期注水的影响因素主要包括以地层非均质性、层间连通性、润湿性、原油粘度、周期注水时机、周期注水的注水量等。
物理模拟实验结果表明非均质模型的效果普遍好于均质模型，上下两层渗透率不同时，渗透率差别越大、非均质越严重周期注水效果越好，和渗流理论计算结果相吻合。藏渗透率太低时周期注水效果不好变差。实验和渗流理论计算结果均表明，层间连通程度越大周期注水效果越好，在连通程度>50%时效果好。物理模拟结果说明亲水亲油都有效，亲水油藏效果更好。周期注水对各种粘度原油都有效，粘度越小效果越好。周期注水时机：渗流理论计算结果，开始周期注水时间-越早越好，当前产量更高有效时间更长，累积产油量和采收率越高。周期注水平均注水量为常规注水平均注水量的60～70%时增产效果好。
3、周期注水提高采收率机理级应用
所谓周期注水就是注水井按规定的程序改变注水方式，在油层中建立不稳定压力降，从而使原来未被水波及到的低渗储层和低渗透区投入开发。高渗透层因为渗透率大，因而导压系数较大，反之，低渗透层导压系数较小；如果含水饱和度越大，毛管压力梯度越大，在油水界面上，毛管压力梯度最大。在升压阶段，高水淹层水多油少水压系数小，压力传导快，形成高压层；低渗透层油多水少，油压系数大，压力传导慢，形成低压层。在层间压差作用下，高渗透层的水大量流入低渗透层（因接触面大，距离小，根据达西定律，即使压差不大，交渗流量也会很大），并将低渗透层的油排入高渗水淹层，直到压力平衡。在降压阶段，高渗水淹层导压系数大，压力下降快，高渗层首先变为低压层，相反，低渗层变为高压层。这样，在层间压差和毛管压力梯度的作用下，将低渗层的油排入高渗层，并被水驱走，直到压力平衡。上述2个过程不断循环，最终使低渗层的油不断进入高渗层并被水驱走。由此可以看出，进行不稳定注水，可有效采出低渗层的原油，并提高水驱体积。2016年对5个注水井井组，进行了周期注水实验。实施后， 4个井组均见到了明显的增油效果 ，保持了区块较好的开发形势。
根据渗流力学的理论计算和物理模型实验结果，周期注水是高含水期提高水驱采收率的有效手段。注水量的波动幅度应尽可能大，以增加油层中压力的不稳定性，有利于更深层的毛管渗流作用和流体间的交渗流动。注水周期应根据不同的地质、物理特点和水淹特点来确定；另外，还要结合开采过程中各项开采指标（如地层压力、油井流压等）进行适当的调节。
参考文献
[1] 姜瑞忠，卫喜辉，王世朝，姜宇，单理军，王睿恒.考虑毛管滞后的周期注水作用机理数值模拟[J].油气地质与采收率，2013，20（04）：49-52+114.
[2] 雷登生，杜志敏，付玉，张勇. 周期注水吸入过程机理研究[J].西南石油大学学报（自然科学版），2010，32（01）：101-104+198-199.
[3] 张继春，柏松章，张亚娟，斑颜红.周期注水实验及增油机理研究[J].石油学报，2003，（02）：76-80.