低渗透油田超前注水技术应用研究.doc

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低渗透油田超前注水技术应用研究
低渗透油田超前注水技术应用研究

摘要：低渗透油田存在启动压力梯度和介质变形的特点，超前注水机理的研究及现场试验表明，在低渗透油藏中建立有效的驱替压力系统，降低了因地层压力下降造成的地层伤害和油井的初始含水率，因而提高了投产初期油田的产量，降低了递减率。？

关键词：低渗透油田超前注水启动压力梯度采收率
为了改善低渗透油田开发效果，提高最终采收率，必须采取保持压力的开发方式。我国大多数低渗透油田弹性能量小，渗流阻力大，油井投产后，压力下降快，产量递减大，而且压力、产量降低之后，恢复起来十分困难。为避免产生这种情况，对天然能量小的低渗透油田，宜实行超前注水，保持地层压力的开发原则。
一、超前注水增产机理
超前注水是指注水井在采油井投产前投注，油井投产时其泄油面积内含油饱和度不低于原始含油饱和度，地层压力高于原始地层压力，并建立起有效驱替压力系统的一种注采方式。
1.建立了有效的压力驱替系统减小了启动压力梯度的影响
低渗透油藏中，描述具有启动压力梯度的渗流规律为：
其中：
V—渗流速度，cin/s；
K—油层渗透率，×103um2；
U—液体粘度，mPa.S；
入—启动压力梯度；
由上式可以看出，只有当gradp>入时，液体才能流动。亦即当压力梯度增大时，启动压力梯度对液体的影响相应减弱了。
2.降低了因地层压力下降造成的渗透率和油井产能损失
油井投产后，排出井眼附近储层中的流体，由于低渗透油藏天然能量小，传导能力差。短时间难以补充油井能量的消耗，于是出现产量递减，压力下降的现象。油层压力下降，会导致储层骨架发生弹塑性变形而造成孔隙减小。渗透率降低。这样就加剧了油井产量。压力的递减和下降。超前注水就可以较好地保持地层压力，减弱储层因压力下降而造成渗透率和油井产能的损失。
3.提高了注入水的波及体积
当低渗透油藏采用滞后注水开发方式时，主要是较高渗透层段供液，使得较高渗透层段的压力降落较大。当注水井投注之后，注入水将优先沿渗流阻力小的较高渗透层段快速突进，再加上较高渗透层段采出段压力降比较大，更加剧了注入水沿较高渗透层的突进，使注入水的平面波及系数减小。
当采用超前注水开发方式时，由于油田在未投入开发前地层处于原始压力平衡状态，各点处的压力基本保持一致。注入水在井底周围地层中向外推进是均匀的，首先沿渗流阻力小的较高渗透段推进，当较高渗透层段的地层压力升高后，注入水推进阻力加大，同时因高低渗透层段之间的压力差，迫使注入水进入较低渗透层段，提高了较低渗透层段的地层压力，缩小了两者之间的压力差，从而有效地提高了注水平面波及系数。
4.降低了油井的初始含水率
根据实验研究结果，油水两相在低渗透地层中作为稳定渗流时，它们各自的流动符合有启动压力梯度的线性渗流规律。油层含水率与启动压力梯度的关系为
其中：
fw—含水率；
Kro，Kw—油、水的相对渗透率，um2；
K—绝对渗透率，um2；
To—原油极限剪切应力，MPa；
Ф—孔隙度；
入—启动压力梯度；
由此可以看出，在其他相同条件下，启动压力梯度越大，含水率越小；原油极限剪切应力越小，含水率越低；渗透率越低，含水率越高；超前注水提高了地层压力，减小了地层压力下降对地层孔隙度、渗透率的伤害，因此降低了含水率。
二、超前注水技术
1.原油可动用程度
超前注水技术中，极限供油半径内，可动油的动用程度与渗透率、压力梯度的关系为
其中：
F—可动用油动用程度；
K—绝对渗透率，um2；
可动油的动用程度与驱动压力梯度成正比，驱动压力梯度越大，则可动油的动用程度亦越大
2.注水压力
对于低渗透砂岩油藏，有两种情况要具体对待。一是不存在天然裂缝而吸水能力特别差的低渗透储层，为满足注水需要，可适当提高注水压力，接近或略高于油层破裂压力，使近井地带产生一些微裂缝条件下注水。二是裂缝比较发育的低渗透砂岩油藏，注水压力不仅要低于油层破裂压力，而且要控制在裂缝开启或延伸压力之下。在确定油层破裂压力后，注水井的最大井口压力公式为
其中Pfmax—注水井井口最高注人压力，MPa；
△Pi—为防止超过破裂压力而设定的保险压差，MPa；
Pu—油管摩擦压力损失，MPa；
Pac—水嘴压力损失，MPa；
Hm—油层中部损失，m；
Dw—注入水相对密度。
3.压力保持水平的确定
在储层渗透率为2.0x10-3um2时，孔隙度为12%，注水强度为3.0m3/（d.m）的情况下，通过对同步注水、超前1-6个月7个方案的模拟，其结果表明：随着超前注水时间的延长，累积注人体积增大，单井产量逐步上升。当累积注水量、地层压力达到一定水平时，单井产量增幅达到最大。而地层压力保持水平超过120%时，单井产量反而降低。因此，地层压力保持水平为原始地层压力的120%左右时，采油井