一种基于水驱前缘控制的量化注采平衡调整方法技术

本发明专利技术公开了一种基于水驱前缘控制的量化注采平衡调整方法，该方法通过对油田不同层系内高压区、平衡区、低压区的判断，依据注采平衡调节关键指标对高压区、低压区进行系统性调整，通过对当前开发注采流压及注采量进行图版落点绘制，在多次或多时刻规则调整下，将井组调整至平衡状态，释放最大产能。将区块内注采井作系统性考虑，按照水驱前缘驱油理论确定不同含水率时井组前缘位置，形成注采平衡指标调整矩阵，依照高低压区调整规则，在保证水驱前缘均衡驱替的前提下，实现注采平衡。相比于传统方法，新方法一方面将水驱前缘驱油计算到均衡驱替再到注采平衡调整形成系统性关联，通过控制注采平衡指标实现井组注采平衡；同时另一方面对高压区、低压区、平衡区关键指标参数进行准确抽提，并制定高低压区、平衡区优化定量规则，通过注采平衡图版实现井组注采平衡调整。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水驱前缘控制的量化注采平衡调整方法
本专利技术属于油藏开发
，具体涉及一种基于水驱前缘控制的量化注采平衡调整方法。
技术介绍
对于水驱油藏来说，地层压力保持过低，不能满足油井提高产液量的需求，影响油田产油量；地层压力过高，则需要提高注水井注入压力，增大注水量，增加开发投资，影响开发经济效益以及注水安全，因此确定合理地层压力至关重要。目前，合理地层压力确定方法主要有物质平衡法、最小流压法、注采平衡法等。其中，注采平衡法是普遍采用的方法，但现有注采平衡法直接以极限生产条件下注采平衡对应地层压力PR作为合理地层压力，在实际应用过程中，发现不同油田实际地层压力与注采平衡法确定的合理地层压力偏离程度各不相同，难以判断目前地层压力是否合理；而且，现有文献也未描述注采平衡法确定合理地层压力的基本原理，从而影响了该方法在矿场上的实际应用效果。注采平衡法是在排液量与注水量计算结果的基础上，利用图解法或计算法求得合理地层压力。图解法为分别绘制不同井底流压条件下油井产液量和注水井注水量与地层压力的关系曲线，两条曲线的交点即为注采平衡点，对应的地层压力即为合理地层压力；计算法为根据排液量与注水量平衡这一原理计算地层合理压力。李彦平利用该方法研究了河南油田泌123断块不同时期的合理地层压力保持水平，验证了该方法对普通稠油注水开发油田的适应性。针对该方法在实际应用中不同油田实际地层压力与确定的合理地层压力的偏离程度各不相同，难以判断目前地层压力的合理性这一问题。从水驱油藏合理地层压力应满足的两个前提条件出发：油井满足提高产液量的需求、注水井满足增大注水量的需要，首先确定油井最小井底流压、注水井最大注入压力，再应用注采平衡原理，求取极限生产条件下注采平衡对应地层压力PR，并取(0.85～1.15)PR作为合理地层压力区间，从而判断目前地层压力是否合理。同时，利用注采平衡图系统描述注采平衡法确定合理地层压力基本原理，指导该方法在矿场推广应用，但对于非常规油藏存在一定局限性。综上，目前对水驱前缘位置的计算都的针对性的，每一种计算方法也逐渐趋于完善，但是针对整个油藏水驱前缘计算系统性的研究还未见报道。
技术实现思路
为了实现注水开发注采平衡系统性调控，本专利技术提供了一种基于水驱前缘控制的量化注采平衡调整方法，该方法通过注采平衡调节关键指标对高压区、低压区进行系统性调整，对当前开发注采流压及注采量进行图版落点绘制，在多次或多时刻规则调整下，将井组调整至平衡状态，释放最大产能。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于水驱前缘控制的量化注采平衡调整方法，包括以下步骤：步骤1)基于井筒流动方程折算油井流压；步骤2)注水井分层注入压力折算；步骤3)小层内单井相渗拟合，计算其它层单井产量；步骤4)计算水驱前缘位置，确定推进速度或饱和度差异；步骤5)输出注采平衡关键指标矩阵，建立注采平衡图版；步骤6)基于层次遍历优化高低压、平衡区定量规则，调整注采平衡。步骤1)井筒流动方程折算油井流压：考虑油相在井筒内的一维流动，根据单元体分析方法中的质量守恒与动量守恒原则，建立井筒内流体流动方程，确定井筒内压力变化梯度。同时假设在一个或者多个互相连通或不连通的长方体形状的储层中，各井可能包含垂直井段、倾斜井段、水平井段，并且在各层均打开和射孔以后，它们将处于同一压力系统中，但是各户部连通的油层之间的压力传递是通过井筒联系在一起的。通过考虑井筒与水平方向的夹角来判断不同开发井型井筒压力梯度方程。基于此，对不同层位单井流压值进行折算，确定小层生产流压。进而通过改进产能计算公式，计算单井小层产能。步骤2)注水井分层注入压力折算：地层破裂压力法确定注水井最大井口允许注入压力，主要考虑地层破裂压力，同时还考虑油管摩阻、配水嘴压力损失、液柱压力等因素。地层破裂压力根据油层破裂梯度与注水井各注水段顶部砂层垂深计算得出；油管摩阻通过油管长度、直径、粗糙度和注入量计算得出；配水嘴压力损失与水嘴内径、水嘴个数、注入水量有关。单位时间注水量相同的情况下，水嘴直径越大，水嘴个数越多，压力损失越小。步骤3)小层内单井相渗拟合，计算其它层单井产量：通过改进产能计算公式，确定单井小层产油及产液量，由于注水开发储层物性在不断变换，其中对油水相对渗透率曲线需要进行实时调整。将产能公式计算产油量与实际测试数据进行对比，结合理论相渗曲线对油相相渗进行拟合，同时依据拟合后含水率对混合相粘度及混合相渗透率进行确定，通过改进产能公式确定更新后产油量与产液量，并与测试数据进行拟合，确定最终相渗曲线。通过该方法对单井小层相渗进行拟合，可以确定单井不同层内相渗曲线，并指导后续产能预测。基于此，结合步骤1、2计算方法及流程，对单井小层产能做到实时更新，保证计算的准确性。步骤4)前缘位置及含水饱和度计算：通过前文步骤计算后，对单井小层产能进行更新，从而确定此时相渗曲线及单井小层含水率。通过含水饱和度与含水率关系图版及含水饱和度与含水上升率图版，确定此时前缘含水饱和度及前缘含水上升率，进而判断此时单井小层内见水状态。对于未见水小层，通过贝克莱--列维尔特方程确定小层内单井前缘推进位置，进而确定单位时间内出口端含水饱和度发生变化后所需要的累计配注量，主要受前缘推进位置影响；对于见水小层，出口端已突破前缘，出口端所需累计配注量主要受到含水饱和度的影响。步骤5)建立注采平衡图版：通过步骤1、2、3、4结果计算后，对注采井组关键指标，主要包括含水上升率、水驱指数、前缘推进速度、饱和度差异值等进行抽提，形成井组或层系参数矩阵，便于注采图版生成及调整。注采平衡图版绘制基本步骤为：1)计算不同含水阶段的单元产液量与注水量，根据油藏注采体积平衡原理及注采比，获取注入产出平衡方程；2)根据油藏注入和产出体积方程，计算在某一含水和注采比下注入和采出体积，作注采平衡交汇图，得出注采平衡地层压力。平衡图版中每一个交叉点即为压力平衡点，每一点都表明平均日产液量、日注水量、平均油井流压、平均注入压力和平均地层压力之间的平衡关系。分别对当前时刻注采流压交汇点、地层压力与产液量交汇点进行落点，依据平均地层压力与原始地层压力划定高低压及平衡区范围。通过两交汇点及压力范围判断目前注采状态是否达到平衡。步骤6)调整注采平衡：通过优化算法及高低压区调整规则对T时刻内，同一层内不同井组，以前缘推进速度及饱和度差异作为约束指标。高压区以实现提液为主，(1)优先考虑产出端，依据含水上升率范围界定，以2％和5％作为门限范围值，在局部高压区首先调整产出井的生产压力，单次生产流压遍历上限为0.1MPa，调整产液量进一步释放产出端产能；(2)在地层泄压的过程中调节注入井流压，依据水驱指数界定确定注水效率，以0.6和0.7作为门限范围值，单次注水流压遍历上限为0.1MPa，调整注水量达到调节地层压力与驱油目的；(3)综合注采端液量变化，控制前缘推进速度或饱和度差异在合理范围内，即前缘推进速度在T时刻第N次遍历结果较历史值或第N-1次结果上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于水驱前缘控制的量化注采平衡调整方法，其特征在于，包括以下几个步骤：/n步骤1)基于井筒流动方程折算油井流压；/n步骤2)注水井分层注入压力折算；/n步骤3)小层内单井相渗拟合，计算其它层单井产量；/n步骤4)计算水驱前缘位置，确定推进速度或饱和度差异；/n步骤5)输出注采平衡关键指标矩阵，建立注采平衡图版；/n步骤6)基于层次遍历优化高低压、平衡区定量规则，调整注采平衡。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于水驱前缘控制的量化注采平衡调整方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤1)基于井筒流动方程折算油井流压；
步骤2)注水井分层注入压力折算；
步骤3)小层内单井相渗拟合，计算其它层单井产量；
步骤4)计算水驱前缘位置，确定推进速度或饱和度差异；
步骤5)输出注采平衡关键指标矩阵，建立注采平衡图版；
步骤6)基于层次遍历优化高低压、平衡区定量规则，调整注采平衡。


2.根据权利要求1所述的基于水驱前缘控制的量化注采平衡调整方法，其特征在于，所述步骤1的技术路线为：考虑油相在井筒内的一维流动，根据单元体分析方法中的质量守恒与动量守恒原则，建立井筒内流体流动方程，确定井筒内压力变化梯度；同时假设在一个或者多个互相连通或不连通的长方体形状的储层中，各井可能包含垂直井段、倾斜井段、水平井段，并且在各层均打开和射孔以后，它们将处于同一压力系统中，但是各户部连通的油层之间的压力传递是通过井筒联系在一起的；通过考虑井筒与水平方向的夹角来判断不同开发井型井筒压力梯度方程；基于此，对不同层位单井流压值进行折算，确定小层生产流压，进而通过改进产能计算公式，计算单井小层产能。


3.根据权利要求1所述的基于水驱前缘控制的量化注采平衡调整方法，其特征在于，所述步骤2的技术路线为：分层注水的实质是在井口压力相同的情况下，利用不同水嘴的过流能力及产生的压力损失，对各个层段注水量进行控制，达到分层配水的目的，注水井正常条件下注水，其分层注入压力主要受到地层破裂压力、油管摩阻、配水嘴压力损失和液柱压力四方面因素的影响。


4.根据权利要求1所述的基于水驱前缘控制的量化注采平衡调整方法，其特征在于，所述步骤3的技术路线为：通过改进产能计算公式，确定单井小层产油及产液量，由于注水开发储层物性在不断变换，其中对油水相对渗透率曲线需要进行实时调整；将产能公式计算产油量与实际测试数据进行对比，结合理论相渗曲线对油相相渗进行拟合，同时依据拟合后含水率对混合相粘度及混合相渗透率进行确定，通过改进产能公式确定更新后产油量与产液量，并与测试数据进行拟合，确定最终相渗曲线；通过该方法对单井小层相渗进行拟合，可以确定单井不同层内相渗曲线，并指导后续产能预测；基于此，结合步骤3计算方法及流程，对单井小层产能做到实时更新，保证计算的准确性。


5.根据权利要求1所述的基于水驱前缘控制的量化注采平衡调整方法，其特征在于，所述步骤4的技术路线为：对单井小层产能进行更新，从而确定此时相渗曲线及单井小层含水率，通过含水饱和度与含水率关系图版及含水饱和度与含水上升率图版，确定此时前缘含水...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯高城，姚为英，马良帅，冯毅，尹彦君，陈凯，张海勇，张强，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11