多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油氣藏開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多級壓裂水平井縫間間隔注水采 油方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 多級壓裂水平井是提高低滲、致密油藏產(chǎn)量的有效技術(shù)。由于低滲、特低滲油藏在 利用天然能量開采一段時間后地層壓力普遍下降較快，因此需要對其補充能量，以提高此 類油藏的開發(fā)效果。常規(guī)補充能量的井網(wǎng)形式是直井注水和多級壓裂水平井采油，這種方 式需要在水平井周圍布置直井，還需要考慮水平段長度、裂縫數(shù)量、裂縫間距以及井網(wǎng)井型 等因素。這種方式存在很多缺陷，一方面成本較高；另一方面注入水容易沿裂縫突進，導致 不均勻驅(qū)替，一旦水進入裂縫則產(chǎn)量迅速下降。因此，急需開發(fā)一種新型的多級壓裂水平井 采油技術(shù)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。
[0003] 申請公布號為CN105114048A的發(fā)明專利公開了一種水平井分段壓裂同井注采采 油方法，該方法通過水平井分段壓裂，在油層不同部位產(chǎn)生多條垂直于水平井筒的壓裂裂 縫，選取其中一條裂縫作為流體注入通道，與之相鄰的兩側(cè)的裂縫作為原油采出通道，驅(qū)替 原油沿著位于中間的裂縫向兩側(cè)裂縫流動;結(jié)合雙油管分段封隔技術(shù)，在水平井內(nèi)將此裂 縫與相鄰的兩個裂縫進行封隔，流體從中間裂縫注入，驅(qū)替原油從兩側(cè)相鄰的裂縫流至水 平井筒，產(chǎn)出液沿著另一個油管通道產(chǎn)出井筒，從而在同一水平井內(nèi)形成分段同井注采系 統(tǒng)。該技術(shù)方案比較復雜，在水平井內(nèi)，每次只能對三條裂縫進行注水和采油，這三條裂縫 完成注水和采油后，才能對與其相鄰的另外三條裂縫進行注水和采油，可見生產(chǎn)工序多，生 產(chǎn)效率低，此外該技術(shù)方案不能定量評價總產(chǎn)油量以及每條裂縫的產(chǎn)油量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種多級壓裂水平井縫間間隔注水采 油方法，按照先后順序包括以下步驟：
[0005] 步驟一:對水平井井筒進行分段壓裂，形成多條垂直于水平井井筒的壓裂裂縫；
[0006] 步驟二:在每一條奇數(shù)級裂縫的位置分別設置單向閥，在每一條偶數(shù)級裂縫的位 置分別設置配注閥；
[0007] 步驟三：在生產(chǎn)初期，利用天然能量開采一段時間，直至井底壓力下降至泡點壓 力；
[0008] 步驟四：利用裂縫間隔注水開采，自動關(guān)閉單向閥，自動開啟配注閥，同時向油管 與套管之間形成的油套環(huán)形空間內(nèi)注水進行驅(qū)替；
[0009] 步驟五:注入水進入偶數(shù)級裂縫，一段時間后，停止注水，自動關(guān)閉配注閥，同時自 動開啟單向閥，原油從奇數(shù)級裂縫產(chǎn)出并進入油管。
[0010] 本發(fā)明的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，是在同一個壓裂水平井中，利 用油管與套管形成油套環(huán)形空間，從油套環(huán)形空間中注水進行驅(qū)替，注入水進入偶數(shù)級裂 縫，即二級、四級、六級、八級等裂縫，然后由油管采油，原油從奇數(shù)級裂縫生產(chǎn)，即一級、三 級、五級、七級、九級等裂縫。
[0011] 油套環(huán)形空間注水驅(qū)替過程:注入水從油套環(huán)形空間進入，在一級、三級、五級、七 級、九級等奇數(shù)級裂縫的射孔位置安裝單向閥，使注入水無法進入這些奇數(shù)級裂縫，而原油 則可以從這些奇數(shù)級裂縫中產(chǎn)出。這種注水驅(qū)替采油方法可以使從偶數(shù)級裂縫中注入的水 同時向與其相鄰的兩側(cè)的奇數(shù)級裂縫驅(qū)替，在垂直水平井筒方向上實現(xiàn)均勻驅(qū)油，進而提 高波及面積，改善驅(qū)油效果。
[0012] 優(yōu)選的是，步驟一中，壓裂裂縫至少為三級。更為優(yōu)選的是九級裂縫。
[0013] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟二中，單向閥安裝在奇數(shù)級裂縫的射孔位置，配 注閥安裝在偶數(shù)級裂縫的注水孔位置。
[0014] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟三中，利用天然能量開采時，單條裂縫產(chǎn)量的計 算模型為
[0015]
[0016] 式中，μ--原油粘度，mPa?s;
[0017] k 儲層滲透率，Mi2;
[0018] kf--裂縫滲透率，μL?2;
[0019] w一一裂縫寬度，cm;
[0020] h一一儲層厚度，cm;
[0021] B〇一一體積系數(shù)；
[0022] pi--裂縫橢圓邊界壓力，10-WPa;
[0023] Pw--井底壓力，10-iMPa;
[0024] α--橢圓長半軸，cm;
[0025] Xf--裂縫半長，cm;
[0026] qfl一一利用天然能量開采時，單條裂縫產(chǎn)量，cm3/s ;
[0027] G--啟動壓力梯度，MPa/cm;
[0028] s--表皮系數(shù)。
[0029] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，利用天然能量開采時，各條裂縫總產(chǎn)量的計算模型 為Qi = nXqfi，式中：η--總裂縫條數(shù)。
[0030] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟五中，利用裂縫間隔注水開采時，產(chǎn)油裂縫中的 單條裂縫產(chǎn)量的計算模型為
[0031]
[0032] 式中，μ--原油粘度，mPa · s;
[0033] k--儲層滲透率，Ml2;
[0034] kf--裂縫滲透率，μL?2;
[0035] w--裂縫寬度，cm;
[0036] h--儲層厚度，cm;
[0037] B〇--體積系數(shù)；
[0038] Pe--地層邊界壓力，10-MPa;
[0039] Pw--井底壓力，10-iMPa;
[0040] α--捕圓長半軸，cm;
[0041 ] Xf--裂縫半長，cm;
[0042] qf2一一利用裂縫間隔注水開采時，產(chǎn)油裂縫中的單條裂縫產(chǎn)量，cm3/s;
[0043] G--啟動壓力梯度，MPa/cm;
[0044] A--橢圓長軸，cm;
[0045] L--水平段長度，cm;
[0046] s--表皮系數(shù)。
[0047] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，利用裂縫間隔注水開采時，各條產(chǎn)油裂縫總產(chǎn)量的 計算模型為Q2 = N X qf 2，式中：N--產(chǎn)油裂縫條數(shù)。
[0048] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，利用天然裂縫間隔注水開采過程中，各條注水裂縫 總注水量的計算模型為Qffi*l=KQ菊祖，式中：K--注采比。注采比可人為設定，也可根據(jù)現(xiàn) 場經(jīng)驗設定，還可經(jīng)過優(yōu)化后設定。
[0049] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，Q_K= Q4Q2，式中：Qi--各條裂縫總產(chǎn)量;Q2-- 各條產(chǎn)油裂縫總產(chǎn)量。
[0050] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，利用天然裂縫間隔注水開采過程中，單條注水裂縫 的注水量的計算模型為= ，式中:b-一注水裂縫條數(shù)。
[0051] 本發(fā)明的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，工藝簡單，操作方便，該方法應 用在同一口水平井上，通過油套環(huán)形空間注水和油管采油的方式，注入水從偶數(shù)級裂縫進 入地層，從注水裂縫兩側(cè)的奇數(shù)級裂縫采油，這種方法不僅可以減少成本，還可以實現(xiàn)均勻 驅(qū)替，提高產(chǎn)量，具有較高的實際應用價值。
【附圖說明】
[0052] 圖1為按照本發(fā)明的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法的一優(yōu)選實施例的注 水驅(qū)替過程示意圖。
[0053] 圖中標注說明：1-壓裂水平井，2-奇數(shù)級裂縫，3-偶數(shù)級裂縫，4-油管，5-套管，6-油套環(huán)形空間，7-單向閥，8-配注閥，9-射孔，10-注水孔。
【具體實施方式】
[0054] 為了更進一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
，下面將結(jié)合具體實施例詳細闡述本發(fā)明。
[0055] 按照本發(fā)明的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法的一實施例，其按照先后順 序包括以下步驟：
[0056] 步驟一:對水平井井筒進行分段壓裂，形成多條垂直于水平井井筒的壓裂裂縫；
[0057] 步驟二:在每一條奇數(shù)級裂縫的位置分別設置單向閥，在每一條偶數(shù)級裂縫的位 置分別設置配注閥；
[0058]步驟三：在生產(chǎn)初期，利用天然能量開采一段時間，直至井底壓力下降至泡點壓 力；
[0059] 步驟四：利用裂縫間隔注水開采，自動關(guān)閉單向閥，自動開啟配注閥，同時向油管 與套管之間形成的油套環(huán)形空間內(nèi)注水進行驅(qū)替；
[0060] 步驟五:注入水進入偶數(shù)級裂縫，一段時間后，停止注水，自動關(guān)閉配注閥，同時自 動開啟單向閥，原油從奇數(shù)級裂縫產(chǎn)出并進入油管。
[0061] 如圖1所示，本實施例的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，是在同一個壓裂 水平井1中，利用油管4與套管5形成油套環(huán)形空間6,從油套環(huán)形空間6中注水進行驅(qū)替，注 入水進入偶數(shù)級裂縫3,即二級、四級、六級、八級等裂縫，然后由油管4采油，原油從奇數(shù)級 裂縫2生產(chǎn)，即一級、三級、五級、七級、九級等裂縫。
[0062] 油套環(huán)形空間注水驅(qū)替過程:注入水從油套環(huán)形空間6進入，在一級、三級、五級、 七級、九級等奇數(shù)級裂縫2的射孔9位置安裝單向閥7，使注入水無法進入這些奇數(shù)級裂縫2， 而原油則可以從這些奇數(shù)級裂縫2中產(chǎn)出。這種注水驅(qū)替采油方法可以使從偶數(shù)級裂縫3中 注入的水同時向與其相鄰的兩側(cè)的奇數(shù)級裂縫2驅(qū)替，在垂直水平井筒方向上實現(xiàn)均勻驅(qū) 油，進而提高波及面積，改善驅(qū)油效果。
[0063]步驟一中，壓裂裂縫為九級。在圖1中從左向右依次為一級、二級、三級、四級、五 級、六級、七級、八級和九級。
[0064]步驟二中，單向閥7安裝在奇數(shù)級裂縫2的射孔9位置，配注閥8安裝在偶數(shù)級裂縫3 的注水孔10位置。
[0065]步驟三中，利用天然能量開采時，裂縫內(nèi)部徑向流，假設裂縫之間不存在干擾，各 條裂縫的產(chǎn)量都相等，不考慮井筒壓降的影響，則單條裂縫產(chǎn)量的計算模型為：
[0066]
[0067] 式中，μ--原油粘度，mPa · s;
[0068] k--儲層滲透率，Ml2;
[0069] kf--裂縫滲透率，μL?2;
[0070] w一一裂縫寬度，cm;
[0071] h--儲層厚度，cm;
[0072] B〇--體積系數(shù)；
[0073] pi--裂縫橢圓邊界壓力，10-WPa;
[0074] pw--井底壓力，10-WPa;
[0075] α--橢圓長半軸，cm;
[0076] xf--裂縫半長，cm;
[0077] qfi一一利用天然能量開采時，單條裂縫產(chǎn)量，cm3/s ;
[0078] G--啟動壓力梯度，MPa/cm;
[0079] s--表皮系數(shù)。
[0080] 利用天然能量開采時，各條裂縫總產(chǎn)量的計算模型為& = ηΧ(?Η，式中:η-一總裂 縫條數(shù)。本實施例中，η = 9。
[0081] 步驟五中，利用裂縫間隔注水開采時，產(chǎn)油裂縫中的單條裂縫產(chǎn)量的計算模型為：
[0082]
[0083] 式中，μ--原油粘度，mPa · s;
[0084] k--儲層滲透率，Mi2;
[0085] kf--裂縫滲透率，Mi2;
[0086] w--裂縫寬度，cm;
[0087] h一一儲層厚度，cm;
[0088] B〇一一體積系數(shù)；
[0089] Pe--地層邊界壓力，10-MPa;
[0090] Pw--井底壓力，10-iMPa;
[0091 ] α--橢圓長半軸，cm;
[0092] Xf--裂縫半長，cm;
[0093] qf2一一利用裂縫間隔注水開采時，產(chǎn)油裂縫中的單條裂縫產(chǎn)量，cm3/s;
[0094] G--啟動壓力梯度，MPa/cm;
[0095] A--橢圓長軸，cm;
[0096] L一一水平段長度，cm;
[0097] s--表皮系數(shù)。
[0098]利用裂縫間隔注水開采時，各條產(chǎn)油裂縫總產(chǎn)量的計算模型為Q2 = NXqf2,式中： N--產(chǎn)油裂縫條數(shù)。本實施例中，N=5。
[0099] 利用天然裂縫間隔注水開采過程中，各條注水裂縫總注水量的計算模型為 KQ^祖，式中：K一一注采比。注采比可人為設定，也可根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗設定，還可經(jīng)過優(yōu)化后設 定。本實施例中，κ = 1。
[0100] 0?嶝=Qi+Q2,式中：Qi--各條裂縫總產(chǎn)量;Q2--各條產(chǎn)油裂縫總產(chǎn)量。
[0101] 利用天然裂縫間隔注水開采過程中，單條注水裂縫的注水量的計算模型為
，式中:b--注水裂縫條數(shù)。本實施例中，b = 4。
[0102] 本實施例的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，工藝簡單，操作方便，該方法 應用在同一口水平井上，通過油套環(huán)形空間注水和油管采油的方式，注入水從偶數(shù)級裂縫 進入地層，從注水裂縫兩側(cè)的奇數(shù)級裂縫采油，這種方法不僅可以減少成本，還可以實現(xiàn)均 勻驅(qū)替，提高產(chǎn)量，具有較高的實際應用價值。
[0103] 本領(lǐng)域技術(shù)人員不難理解，本發(fā)明的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法包括 上述本發(fā)明說明書的
【發(fā)明內(nèi)容】
和【具體實施方式】部分以及附圖所示出的各部分的任意組合， 限于篇幅并為使說明書簡明而沒有將這些組合構(gòu)成的各方案一一描述。凡在本發(fā)明的精神 和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，按照先后順序包括以下步驟： 步驟一:對水平井井筒進行分段壓裂，形成多條垂直于水平井井筒的壓裂裂縫； 步驟二:在每一條奇數(shù)級裂縫的位置分別設置單向閥，在每一條偶數(shù)級裂縫的位置分 別設置配注閥； 步驟三:在生產(chǎn)初期，利用天然能量開采一段時間，直至井底壓力下降至泡點壓力； 步驟四：利用裂縫間隔注水開采，自動關(guān)閉單向閥，自動開啟配注閥，同時向油管與套 管之間形成的油套環(huán)形空間內(nèi)注水進行驅(qū)替； 步驟五:注入水進入偶數(shù)級裂縫，一段時間后，停止注水，自動關(guān)閉配注閥，同時自動開 啟單向閥，原油從奇數(shù)級裂縫產(chǎn)出并進入油管。2. 如權(quán)利要求1所述的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，其特征在于：步驟一 中，壓裂裂縫至少為三級。3. 如權(quán)利要求1所述的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，其特征在于：步驟二 中，單向閥安裝在奇數(shù)級裂縫的射孔位置，配注閥安裝在偶數(shù)級裂縫的注水孔位置。4. 如權(quán)利要求1所述的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，其特征在于：步驟三 中，利用天然能量開采時，單條裂縫產(chǎn)量的計算模型為式中，μ--原油粘度，mPa · s; k 儲層滲透率，Mi2; kf一一裂縫滲透率，Ml2; w--裂縫寬度，cm; h--儲層厚度，cm; B〇--體積系數(shù)； Pi--裂縫橢圓邊界壓力，10-^Pa; Pw--井底壓力，10 WPa; α--橢圓長半軸，cm; xf--裂縫半長，cm; Qfi一一利用天然能量開采時，單條裂縫產(chǎn)量，cm3/s; G--啟動壓力梯度，MPa/cm; s 表皮系數(shù)。5. 如權(quán)利要求4所述的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，其特征在于:利用天然 能量開采時，各條裂縫總產(chǎn)量的計算模型為 Qi = nXqfi 式中:η--總裂縫條數(shù)。6. 如權(quán)利要求1所述的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，其特征在于：步驟五 中，利用裂縫間隔注水開采時，產(chǎn)油裂縫中的單條裂縫產(chǎn)量的計算模型為式中，μ--原油粘度，mPa · s; k 儲層滲透率，Mi2; kf一一裂縫滲透率，Ml2; w--裂縫寬度，cm; h--儲層厚度，cm; B〇--體積系數(shù)； pe--地層邊界壓力，K^MPa; Pw--井底壓力，10 MPa; α--橢圓長半軸，cm; Xf--裂縫半長，cm; qf2-一利用裂縫間隔注水開采時，產(chǎn)油裂縫中的單條裂縫產(chǎn)量，cm3/s; G--啟動壓力梯度，MPa/cm; A--橢圓長軸，cm; L--水平段長度，cm; s 表皮系數(shù)。7. 如權(quán)利要求6所述的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，其特征在于:利用裂縫 間隔注水開采時，各條產(chǎn)油裂縫總產(chǎn)量的計算模型為 Q2 = NXqf2 式中:N--產(chǎn)油裂縫條數(shù)。8. 如權(quán)利要求1所述的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，其特征在于:利用天然 裂縫間隔注水開采過程中，各條注水裂縫總注水量的計算模型為 Q?繼=1(0?? 式中:K 注米比。9. 如權(quán)利要求8所述的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，其特征在于:物祖=Q# Q2 式中:Qi-一各條裂縫總產(chǎn)量； Q2--各條產(chǎn)油裂縫總產(chǎn)量。10. 如權(quán)利要求8所述的多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，其特征在于：利用天 然裂縫間隔注水開采過程中，單條注水裂縫的注水量的計算模型為 式中:b--注水裂縫條數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多級壓裂水平井縫間間隔注水采油方法，按先后順序包括以下步驟：對水平井井筒進行分段壓裂，形成多條垂直于水平井井筒的壓裂裂縫；在每一條奇數(shù)級裂縫的位置分別設置單向閥，在每一條偶數(shù)級裂縫的位置分別設置配注閥；在生產(chǎn)初期，利用天然能量開采一段時間，直至井底壓力下降至泡點壓力；利用間隔裂縫注水開采，自動關(guān)閉單向閥，自動開啟配注閥，同時向油管與套管之間形成的油套環(huán)形空間內(nèi)注水進行驅(qū)替；注入水進入偶數(shù)級裂縫，一段時間后，停止注水，自動關(guān)閉配注閥，同時自動開啟單向閥，原油從奇數(shù)級裂縫產(chǎn)出并進入油管。該方法工藝簡單，操作方便，不僅能減少成本，還可實現(xiàn)均勻驅(qū)替，提高產(chǎn)量，具有較高的實際應用價值。
【IPC分類】E21B34/10, E21B43/26, E21B43/20
【公開號】CN105715240
【申請?zhí)枴緾N201610195979
【發(fā)明人】程時清, 朱常玉, 于海洋, 郎慧慧
【申請人】中國石油大學(北京)