研究背景
油田的注水開發是目前世界上套用最普遍的一種方法, 此方法的最大優點是注入水容易得到, 且注水的成本最低, 操作和處理最簡單, 但由於油藏地質構造的複雜性, 儲油層均存在不同程度的非均質性, 又由於油水粘度比的差異, 使注水前緣存在不同程度的指進, 致使部分油被水繞流而殘留於地下。即使是較均質的油層, 由於注水井和採油井之間主流線上流體前進速度較快, 因此在各種井網系統中當採油井已經高含水時, 仍存在不少注入水觸及不到的死角, 為了使注入水波及面積遍布整個油層, 人們嘗試了多種方法, 其中改變液流方向就是較為有效又便於實施的方法。
美國和前蘇聯通過理論分析現場實踐證明了處在開發後期的非均質油層中殘留下的原油儲量是相當大的, 可通過改變液流方向的方法來改善其開發效果。
驅油機理
改變液流方向是改善高含水期油田注水驅油效果較有效的一種方法, 它主要通過分析原有方法導致的殘餘油的分布、存在形態, 使用改變工作制度、改變井網或是改變井別的方法來引起油、水滲流方向的改變, 在油層中造成新的壓力分布, 使新的注入水的主流線進入未觸動的殘油區, 從而使油層中動用差和未動用的剩餘儲量投入開發, 使巨觀非均質油層的開採狀況和微觀非均質的驅油狀況得到改善, 達到擴大面積波及係數, 提高原油採收率的目的。
分析國內外所進行的改變液流方向的理論和實踐可以看出:
(1) 改變液流方向注水可以提高采出程度, 降低含水量和減少注水油田的單位耗水量。
(2) 改變液流方向注水基本上是將強化程度低的注水系統轉化為強化程度高的注水系統。
(3) 改變壓力分布和滲流速度大小可使原油產量增加的主要因素:
①當鄰近井的壓力梯度發生有利的變化時( 改變滲流方向) , 在流入生產井的液量中增加了來自附近高含油飽和度區的原油;
②在縱向非均質地層中滲流速度降低時, 產生相的重力分離和逆流毛細管滲吸作用;
③當水淹層的地層壓力降至飽和壓力時, 在總液流中增加了流動的油量。
適宜條件
改變液流方向①油藏已經全面完成鑽井工作;
②對油藏的地質、開發狀況已進行了詳細的研究;
③已形成了可改變注水量或注采井別的活躍的注水系統;
④油藏具有低強化程度的注水系統;
⑤油層具有嚴重的區域非均質性;
⑥改變液流方向注水法不僅可用於行列注水系統,
也可用於面積注水系統;
⑦在陸源和碳酸鹽岩儲層中採用改變液流方向法注水均能奏效。
及對開發效果的影響
我國對改變液流方向改善水驅效果進行了大量的物理模擬實驗和數值模擬試驗研究,從其研究成果, 可得到如下初步認識:
(1) 在模擬均質五點井網平面地層模型時, 通過不同綜合含水下改變為九點井網注水物理模擬試驗表明, 在不同時機改變液流方向都能改善注水波及面積, 改善注水開發效果, 且存在最佳的轉網時機。
(2) 在非均質反九點井網系統中, 當注水井位於高滲條帶時, 不管地層潤濕性如何,注水效果都很差, 相比之下, 親水模型的采出程度最高, 中性次之, 親油模型采出程度最差。而當原井網注水至含水為80%時從反九點井網系統調整為正九點井網系統後, 對三種潤濕性模型, 改善水驅提高幅度均較大。提高幅度最大的仍是親水模型, 中性次之, 親油模型提高幅度最小。這表明在非均質嚴重的地層中通過調整井網, 改變注入水的滲流方向, 能顯著提高開發效果。
(3) 在均質反九點井網系統中, 在常規注水含水率達96% 時, 通過調整井網, 關閉水淹井, 增減注水量, 在地層中造成壓力波動, 以建立新的滲流場和改變液流方向, 能進一步提高原油采出程度。
(4) 五點均質井網系統中在含水率60% 時轉為正九點井網系統, 原油粘度越低, 水驅改變液流方向後, 改善開發效果越明顯。
(5) 對於存在於高滲帶的河流相沉積油藏或確認存在高滲帶的平面非均質油藏, 先期注水開發, 注水井應布在高滲透帶( 或地區) 為好。
(6) 反九點井網面積注水開發油藏, 當含水率高達60% ～90%時, 如果將其轉變成直線式的正九點井網系統注水, 雖然其最終採收率與原反九點井網系統的相差不大, 但在轉網初期都有一個增產時期, 其增產幅度可高達21% , 有效增產時間可長達4a。
(7) 根據數值模擬, 五點井網面積注水系統在其高含水期調整井網注水系統改善注水效果時, 原油粘度大的油藏比原油粘度小的油藏相對效果要好。
(8) 通過改變液流方向普遍可降低含水率, 提高水驅波及效率, 從而提高水驅效果。對於實際非均質地層, 應很好的分析水驅殘餘油的分布、存在形態, 然後採取合理的調整井網方案。可採取多階段調整, 儘可能的擴大注入水波及效率, 最大限度的提高原油采出程度。
