專利名稱：一種水平井二氧化碳吞吐控水增油方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油工程中水平井CO2吞吐控水增油的方法；
背景技術(shù)：
水平油井——井斜角度大于86°，并在目的層中維持一定長(zhǎng)度的水平段的定向油井。在油藏開發(fā)中，采用水平井開發(fā)，是國(guó)內(nèi)近幾年逐漸推廣的一項(xiàng)重要開發(fā)技術(shù)。隨著水平井開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，井?dāng)?shù)不斷的增多，含水上升導(dǎo)致水淹問(wèn)題日顯突出，而且大多數(shù)井是在低采出程度下的非正常水淹(即舌進(jìn)或指進(jìn)造成部分井段水淹)?，F(xiàn)有水平井控水技術(shù)普遍采用先找水，再針對(duì)出水層段進(jìn)行機(jī)械卡封或堵劑封堵方法來(lái)降低水平油井含水。找水、機(jī)械卡封或堵劑封堵方法施工工藝復(fù)雜、工序多、作業(yè)難度大，多道工序施工，技術(shù)要求高，往往造成返工，二次作業(yè)處理等，施工風(fēng)險(xiǎn)大，投入大，一般在均在100萬(wàn)元以上。有效率低，不能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效或經(jīng)濟(jì)效益差。主要原因一是找水技術(shù)不能完全真實(shí)反映出水層段，難以確認(rèn)油水界面，也不能反映非出水段是否具有出油潛力；二是機(jī)械卡封或堵劑封堵作用半徑小，層內(nèi)水會(huì)很快形成繞流，使卡或堵措施失效；三是對(duì)近井地帶儲(chǔ)層造成傷害，會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)層油相滲透率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種施工簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)高效、安全可靠，并且綠色環(huán)保的水平油井控水增油方法，從根本上克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，有效解決目前油田水平井開發(fā)的層內(nèi)非正常水淹問(wèn)題。本發(fā)明所述的水平油井控水增油方法通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)I)采用動(dòng)態(tài)分析和油藏工程方法確定水平油井正常和非正常水淹，對(duì)低采出程度下的特高含水和非正常水淹及其影響因素進(jìn)行分析判斷，確定儲(chǔ)層潛力；步驟I)所述的水平油井儲(chǔ)層滿足以下條件(I)油藏以邊底水或注入水驅(qū)動(dòng)，且有較好的水動(dòng)力學(xué)封閉性；(2)油藏埋深在 1450-2300m(米);地溫梯度 3-3. 3°C /100m(米)；(3)普通稠油或稀油邊底水油藏，50°C原油粘度10-3000mPas ；(4)地層水總礦化度小于3000 ；(5)原始?xì)庥捅刃∮?00 ；(6)飽和壓力 2_14MPa ；(7)剩余油飽和度在40%以上；(8)水平油井位于斷層附近或者構(gòu)造中高部位和局部微構(gòu)造高點(diǎn)；(9)目的層維持壓力系數(shù)保持在0. 8以上；(10)無(wú)嚴(yán)重套損、出砂和漏失現(xiàn)象。2)按照以下公式確定注入地下二氧化碳?xì)怏w用量V :V = JI f abH
式中V——地層條件下的CO2氣體體積，m3 (立方米)a, b-處理半徑,單位m (米)；H—生產(chǎn)井段，單位m (米)；f——孔隙度二氧化碳?xì)怏w在目的油層的作用范圍看作橢圓柱體來(lái)計(jì)算，其處理半徑a_短軸，取油藏厚度的一半；b-長(zhǎng)軸，二氧化碳橫向作用半徑；所述的二氧化碳橫向作用半徑是根據(jù)油藏滲透率、剩余油飽和度確定作用半徑， 為 2-8m。所述的二氧化碳橫向作用半徑當(dāng)剩余油飽和度高于45%時(shí)取2_5m，低于45%時(shí)取 5_8m。3)確定注入液態(tài)二氧化碳質(zhì)量，計(jì)算公式為m = pv;其中m為質(zhì)量，單位⑴；p為密度，單位(t/m3)；V為體積，單位(m3);采用標(biāo)準(zhǔn)圖板可查出地層條件下的CO2的密度；步驟3)所述的0)2密度當(dāng)?shù)貙訙囟?0_80°C，壓力15_23MPa時(shí)，CO2的密度為
0.45-0. 75t/m3 ;低壓高溫取低值，高壓低溫取高值，一般取0. 6t/m3。4)確定注入速度為3 5t/h，并從油套環(huán)空一次注入步驟2)和3)確定的CO2 ；步驟4)所述的注入速度滿足條件是(I)注入壓力低于油層套管最大承壓；(2)低于地層破裂壓力；(3)以設(shè)備最聞注入能力注入；(4)以儲(chǔ)層最大吸入能力注入。5)燜井反應(yīng)，時(shí)間為15-30d (天)；6)開井生產(chǎn)。步驟6)所述的開井生產(chǎn)時(shí)使用3-5_油嘴控制放壓，控制油層CO2與原油的分離速度，采液強(qiáng)度控制在0. 05-0. 2m3/m*d正常生產(chǎn)。步驟6)所述的開井生產(chǎn)時(shí)在回采過(guò)程中，檢測(cè)鄰井套管氣中二氧化碳的含量，單井每天檢測(cè)一次，時(shí)間約I個(gè)月，了解該井是否發(fā)生氣竄，確定二氧化碳的吞吐效果。本發(fā)明使現(xiàn)有復(fù)雜的、高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、低效益或無(wú)效益的水平油井找堵水施工， 變成了簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)高效，并且安全可靠、綠色環(huán)保的措施。可實(shí)現(xiàn)通過(guò)判斷綜合確定油井潛力，無(wú)需找水確定具體出水段；施工簡(jiǎn)單，只要確保井口、井筒及泵況完好，不需要?jiǎng)庸苤鳂I(yè)，施工周期一般2-3d ;施工費(fèi)用30-50萬(wàn)元；可實(shí)施經(jīng)濟(jì)有效率高達(dá)94. I %，平均單井增油>330t，降水>3000m3。注入一噸CO2可換取一噸原油，減少產(chǎn)水10方，投入產(chǎn)出比可達(dá)到
I 3. 6 (油價(jià)按60美元/桶計(jì)算，未計(jì)控水和CO2減排效益)。并且埋存了部分C02。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)效益對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種水平井CO2吞吐控水增油方法，特點(diǎn)是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)1)采用動(dòng)態(tài)分析和油藏工程方法確定水平油井正常和非正常水淹，對(duì)低采出程度下的特高含水和非正常水淹及其影響因素進(jìn)行分析判斷，確定儲(chǔ)層潛力；2)按照以下公式確定注入地下二氧化碳?xì)怏w用量V:V = ^ abH式中V——地層條件下的CO2氣體體積，m3 (立方米)a,b-處理半徑,單位m (米)；H-生產(chǎn)井段，單位m (米)；f—孔隙度二氧化碳?xì)怏w在目的油層的作用范圍看作橢圓柱體來(lái)計(jì)算，其處理半徑 a_短軸,取油藏厚度的一半； b_長(zhǎng)軸,二氧化碳橫向作用半徑；3)確定注入液態(tài)二氧化碳質(zhì)量，計(jì)算公式為m= P V ；其中m為質(zhì)量,單位t (噸)；P為密度，單位t/m3 (噸/立方米)；V為體積，單位m3 (立方米)；采用標(biāo)準(zhǔn)圖板可查出地層條件下的CO2的密度；4)確定注入速度為3 5t/h，(噸/小時(shí))并從油套環(huán)空一次注入步驟2)和3)確定的CO2量；5)燜井反應(yīng)，時(shí)間為15-30d(天)；6)開井生產(chǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點(diǎn)是步驟I)所述的水平油井儲(chǔ)層滿足以下條件(1)油藏以邊底水或注入水驅(qū)動(dòng)，且有較好的水動(dòng)力學(xué)封閉性；(2)油藏埋深在1450-2300m(米);地溫梯度3-3.3°C /IOOm(米)；(3)普通稠油或稀油邊底水油藏，50°C原油粘度10-3000mPas；(4)地層水總礦化度小于3000；(5)原始?xì)庥捅刃∮?00；(6)飽和壓力2-14MPa；(7)剩余油飽和度在40%以上；(8)水平油井位于斷層附近或者構(gòu)造中高部位和局部微構(gòu)造高點(diǎn)；(9)目的層維持壓力系數(shù)保持在O.8以上；(10)無(wú)嚴(yán)重套損、出砂和漏失現(xiàn)象。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點(diǎn)是步驟2)所述的二氧化碳橫向作用半徑是根據(jù)油藏滲透率、剩余油飽和度確定作用半徑，為2-8m(米)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點(diǎn)是步驟2)所述的二氧化碳橫向作用半徑當(dāng)剩余油飽和度高于45%時(shí)取2-5m(米)，低于45%時(shí)取5_8m(米)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點(diǎn)是步驟3)所述的CO2密度當(dāng)?shù)貙訙囟?0-80°C，壓力15-23MPa時(shí)，CO2的密度為O. 45-0. 75t/m3 (噸/立方米)；低壓高溫取低值，高壓低溫取高值，一般取O. 6t/m3 (噸/立方米)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點(diǎn)是步驟4)所述的注入速度滿足條件是(1)注入壓力低于油層套管最大承壓；(2)低于地層破裂壓力；(3)以設(shè)備最高注入能力注入；(4)以儲(chǔ)層最大吸入能力注入。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點(diǎn)是步驟6)所述的開井生產(chǎn)時(shí)使用3-5mm油嘴控制放壓，控制油層CO2與原油的分離速度，采液強(qiáng)度控制在O. 05-0. 2m3/m*d(立方米/米* 天)正常生產(chǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點(diǎn)是步驟6)所述的開井生產(chǎn)時(shí)在回采過(guò)程中，檢測(cè)鄰井套管氣中二氧化碳的含量，單井每天檢測(cè)一次，時(shí)間約I個(gè)月，了解該井是否發(fā)生氣竄，確定二氧化碳的吞吐效果。
全文摘要
本發(fā)明涉及石油工程領(lǐng)域水平油井CO2吞吐控水增油方法。本發(fā)明的實(shí)施方法是通過(guò)一種工藝管柱將適量的CO2注入到條件適宜的非正常水淹的水平井中(非正常水淹井指采出程度低于標(biāo)定水驅(qū)率的80％以下，而含水與采出程度不匹配的特高含水井)。關(guān)井(燜井)一段時(shí)間，使注入的CO2與油層及層內(nèi)流體進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)，起到使原油膨脹、降粘、降低表面張力；使水碳酸化，提高水的粘度；使儲(chǔ)層增能、提高滲透率等作用。開井后控制生產(chǎn)，即可達(dá)使非正常水淹的特高含水水平井(包括井斜角大于45°至86°大斜度井)含水顯著下降，產(chǎn)油量明顯上升，達(dá)到控水增油目的。
文檔編號(hào)E21B43/16GK102587873SQ20111039333
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者馮建松, 劉豐忠, 葉盛軍, 李東民, 李勇, 楊小亮, 湯蒙, 石瓊林, 陳仁保, 馬會(huì)英 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司