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石油开发的目的是减少残余油饱和度,提高采收率。目前已经提出的提高原始采收率的方法有很多,但是每种方法不仅成本高而且极具风险,这些方法往往都是通过研究改变驱油机理提出来的,既然如此,能否可以通过不改变驱油机理,只在人工补充能量的基础上以最经济简单的方法来提高采收率呢?从油气运移聚集成藏理论知道油对水的置换可以达到70%甚至更高,然而在目前的注水开发中水对油的置换通常只为原始地质储量的30%-40%,同样都是油水两相之间的相互置换,为什么结果大不相同呢?比较两种置换中油水两相行为模式,认识到成藏过程中油相是由分散到聚集,油水接触面规则有序,油水进退有序,整个油驱水过程油水前缘是幕式移动,彼此相互分割很少,保持了一个良好的油水展布状态,因此,原油聚集效果好,波及系数高,驱替效率高,而在开发过程中油是由集中到分散,油水接触面混乱,水驱前缘推进不均匀,油相被注入水分割包围,连续性变差,留下大大小小的死油区,波及系数低,驱替效率低。
基于此,能否使得开发过程中也产生类似成藏过程中的油水界面幕式移动来改善注入水波及系数呢?如果可能就无疑会极大的提高波及系数,改善采收率。研究发现如果能够在开发过程中减少油水两相彼此分割,始终保持原油在孔隙中的良好展布状态,并且与出口端相连,就能提高注入水波及系数。
在目前传统的开发模式下,由于注入井与生产井的最短距离连线上势差梯度最大,注入水沿这条直线上发生突进所引起的指进现象是不可避免的,因为这种指进并非多孔介质非均质性所引起而是由目前径向流开发模式下的布井方式所决定的,从而造成原油被严重分割和圈闭,且与生产井失去连通,所以采收率很低。后续采取的多种堵水、调剖及各种提高采收率的方法,其结果是使原油被分割的越来越分散,所以,提高采收率效果不会很明显。
基于上述观点,提出了幕式驱动提高波及系数达到提高原油采收率方法,在不通过任何添加剂,节省成本的前提下,减小水对油相的宏观分散,在注水开发的基础上改变注采方式,始终以保持油相良好的连续性为目的,通过有意识的切割油相,把油藏变成一个个由水环包围的油块,在小区快内形成连续的油相,使得水驱油前缘幕式移动,更加接近平面径向流。
本文主要是通过室内物理实验和数值模拟相结合的方法,以类五点法为例,布井方式与传统的五点法大同小异,改变注采顺序,整个过程分两个阶段,第一阶段对采对注,第二阶段关闭两口注水井,将生产井改为注水井,同时在中间开一口生产井。通过大量的物理室内均质平面二维物理模拟实验发现可以通过改变注采方式来保持良好的油水通道,保证油相良好的连续性,和传统上的五点法相比较起来,很大程度上的改善了注入水波及效率,提高了采收率。基本上验证了幕式驱动提高采收率采油法技术的可行性,然而,在多次实验中发现虽然较五点法相比波及系数有了大幅度的提高,但是不同实验中选取转向注水时机的不同,最终的注入水波及系数都大不相同,为此,需要优化生产参数,实现最大程度上的提高波及系数。
借助数值模拟工具,以采出程度为依据,在同一注水速度下在不同的采出程度时刻转注,模拟发现转注前的生产时间直接影响最后的采出程度,模型选取的转注时间不同,最后的采出程度也大不相同,将转注前的采出程度与最后的采出程度绘制成图,以转注时的采出程度为X轴,最后采出程度为y轴,发现曲线呈抛物线形状,随着转注前的采出程度增大,最后采出程度逐渐增大,达到最大值后,最后采出程度将随着转注前的采出程度的增大减小。
本论文的最终研究成果为:
1、提出一种新的采油方法即幕式驱动采油法,并通过室内物理实验和五点法进行了比较,验证了改方法的可行性,同时发现转注时间不同,最终采收率不同。
2、借助数值模拟工具发现最终采出程度与转注前采出程度关系图呈抛物线,先增大后减少,存在一个最大值。
3、验证幕式驱动采油方法较五点法具有许多优点,主要表现在以下几个方面:
①在相同的原油采收率下打井数比常规打井少。
②在相同的原油采收率下总注水量减少。
③在相同的注水量下原油采收率高。
基于此,能否使得开发过程中也产生类似成藏过程中的油水界面幕式移动来改善注入水波及系数呢?如果可能就无疑会极大的提高波及系数,改善采收率。研究发现如果能够在开发过程中减少油水两相彼此分割,始终保持原油在孔隙中的良好展布状态,并且与出口端相连,就能提高注入水波及系数。
在目前传统的开发模式下,由于注入井与生产井的最短距离连线上势差梯度最大,注入水沿这条直线上发生突进所引起的指进现象是不可避免的,因为这种指进并非多孔介质非均质性所引起而是由目前径向流开发模式下的布井方式所决定的,从而造成原油被严重分割和圈闭,且与生产井失去连通,所以采收率很低。后续采取的多种堵水、调剖及各种提高采收率的方法,其结果是使原油被分割的越来越分散,所以,提高采收率效果不会很明显。
基于上述观点,提出了幕式驱动提高波及系数达到提高原油采收率方法,在不通过任何添加剂,节省成本的前提下,减小水对油相的宏观分散,在注水开发的基础上改变注采方式,始终以保持油相良好的连续性为目的,通过有意识的切割油相,把油藏变成一个个由水环包围的油块,在小区快内形成连续的油相,使得水驱油前缘幕式移动,更加接近平面径向流。
本文主要是通过室内物理实验和数值模拟相结合的方法,以类五点法为例,布井方式与传统的五点法大同小异,改变注采顺序,整个过程分两个阶段,第一阶段对采对注,第二阶段关闭两口注水井,将生产井改为注水井,同时在中间开一口生产井。通过大量的物理室内均质平面二维物理模拟实验发现可以通过改变注采方式来保持良好的油水通道,保证油相良好的连续性,和传统上的五点法相比较起来,很大程度上的改善了注入水波及效率,提高了采收率。基本上验证了幕式驱动提高采收率采油法技术的可行性,然而,在多次实验中发现虽然较五点法相比波及系数有了大幅度的提高,但是不同实验中选取转向注水时机的不同,最终的注入水波及系数都大不相同,为此,需要优化生产参数,实现最大程度上的提高波及系数。
借助数值模拟工具,以采出程度为依据,在同一注水速度下在不同的采出程度时刻转注,模拟发现转注前的生产时间直接影响最后的采出程度,模型选取的转注时间不同,最后的采出程度也大不相同,将转注前的采出程度与最后的采出程度绘制成图,以转注时的采出程度为X轴,最后采出程度为y轴,发现曲线呈抛物线形状,随着转注前的采出程度增大,最后采出程度逐渐增大,达到最大值后,最后采出程度将随着转注前的采出程度的增大减小。
本论文的最终研究成果为:
1、提出一种新的采油方法即幕式驱动采油法,并通过室内物理实验和五点法进行了比较,验证了改方法的可行性,同时发现转注时间不同,最终采收率不同。
2、借助数值模拟工具发现最终采出程度与转注前采出程度关系图呈抛物线,先增大后减少,存在一个最大值。
3、验证幕式驱动采油方法较五点法具有许多优点,主要表现在以下几个方面:
①在相同的原油采收率下打井数比常规打井少。
②在相同的原油采收率下总注水量减少。
③在相同的注水量下原油采收率高。