一種分段注水井中注水層段合理劃分方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及注水開發油藏綜合調整技術領域，特別是涉及一種油藏進入高含水期 之后，有效改善層間動用程度差異，提高水驅油藏采收率的多層合采合注油藏中分段注水 井中注水層段的合理劃分方法。
【背景技術】
[0002] 我國東部油田以陸相沉積為主，含油層系多，層間物性差異大，層間非均質性強， 導致油藏進入高含水期之后，層間動用程度差異大，層間矛盾比較突出。進入高含水期后油 藏層系井網已經固定，而且縱向上的層系劃分也很細致，無法繼續細分;大幅度的層系調整 將帶來井網相應的改變，導致經濟成本耗費巨大。分段注水技術是改善層間動用程度差異 的經濟有效的重要措施，而注水層段的合理劃分是提高分段注水效果的關鍵。目前國內外 對注水層段劃分方法的研究較少，現場施工中只是依據經驗進行分段，缺少分段的依據指 標和界限。因此，本專利提出將滲流阻力作為注水層段劃分的依據指標，并提出了注水層段 劃分依據指標的政策界限，建立了一套分段注水井合理層段的三級劃分方法，以提高分段 注水井的開發效果，降低層間動用程度差異，提高水驅油藏采收率，使油田獲得最大的經濟 效益。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種可以實現注水開發油藏層間最大程度均衡驅替的方法， 即水驅油藏分段注水井中注水層段的合理劃分方法。針對層間動用不均衡的水驅油藏，以 小層的滲流阻力為依據指標，在滿足滲流阻力級差相應的政策界限的前提下，通過三級篩 選確定合理的注水層段。
[0004] 本發明可以通過如下技術措施來實現：
[0005] 步驟(1):假設某油藏有M個小層，根據各小層的靜態參數:滲透率、原油粘度、油層 寬度、油層厚度、含油條帶長度和動態參數-剩余油飽和度計算各個小層的滲流阻力R 1G = 1，· · ·，M)(其中，Ri為第i層的滲流阻力）；
[0006] 步驟(2):注水層段初步劃分及段內滲流阻力級差計算。初步確定注水層段數N = 2。按照在同一注水層段內層與層相鄰的原則，將油藏內所有小層從上到下看作是有序排列 的隊列，除首尾兩個元素外，隊列中每兩個元素間均存在一個空格用于插空。M層油層劃分 為N段進行注水時，則有M-I個空格用于插空，插空元素共有N-1，即共有種分段方案。分 別計算各方案中N個注水層段的段內滲流阻力級差
心為第j段的段內滲流阻力級差，無因次;分別為段內最大滲流阻力、段內最小滲流 阻力，MPa · s/cm3);
[0007] 步驟(3): -級篩選，篩選出滿足層段劃分政策界限&<4.2(」=1，...，《的方案， 進入下一步篩選。若無滿足條件的方案，則增加劃分段數N=N+1，回到步驟(2);
[0008] 步驟(4):二級篩選，在一級篩選出的方案的基礎上，篩選出相鄰小層間隔層厚度 大于2m的方案，進入下一步篩選；
[0009] 步驟(5):三級篩選，在二級篩選出方案的基礎上，根據各方案中各段內滲流阻力 級差，計算各個方案段內滲流阻力級差的方差
（其中為各方案中N段的 平均滲流阻力級差，無因次），方差最小者為最優方案。
[0010] 關鍵技術要點包括：
[0011] 1.注水層段劃分依據指標確定
[0012] 由于隔層的存在，同一層系的儲層被劃分為若干個小層，斷塊油田儲層沉積條件 復雜，因此各小層物性有一定的物性差異。不同小層由于儲層物性差異和動用程度差異，各 層的滲流阻力均不相同，導致各層吸水能力不同進而導致各層注入水驅替的不均衡。因此， 提出把滲流阻力相近的油層組合在一起來達到提高采收率的目的。
[0013] 對于存在邊水的油藏，從注水井到生產井可劃分為兩個滲流阻力區，即純水區和 油水兩相區，其中一小層的吸水量為
[0021] 其中，Q為小層的吸水量，cm3/s; Δρ為油水井井底壓差，MPa;R、Rw和Rw。分別為小層 總滲流阻力、純水區滲流阻力和油水兩相區的滲流阻力，MPa · s/cm3;K為小層絕對滲透率， μπι2; Kr。和Krw分別為原油相對滲透率和水相對滲透率，無因次;L為注采井距，cm; L。為小層油 水兩相區的長度，即含油條帶長度，cm;y。和別為原油粘度和水粘度，mPa · S;h為有效地 層厚度，cm; B為油藏寬度，cm〇
[0022] 滲流阻力項中既包含了影響吸水量的靜態因素:滲透率、流體粘度、有效地厚度、 含油條帶長度，也包含了動態因素:剩余油飽和度。因此將其作為劃分注水層段的綜合依據 指標。
[0023] 實際油藏層段劃分所依據指標的計算方法如下：
[0024] ( 1)對于M層邊水油藏，根據井距和水區寬度，計算各層水區滲流阻力
[0025] (2)根據各層地質儲量和累積產油量，計算得到各層油區的平均含水飽和度 (i = 1, . . . , Μ)；
[0026] (3)根據各層油區平均含水飽和度;^和相對滲透率曲線得到每個小層的油、水的相 對滲透率K rcil、Krwl，計算各層油區滲流阻力
[0027] (4)根據公式
(i == 1，...，#)計算得到各層總的滲流阻力。
[0028] 其中，H1和Rw。^別為第i小層總滲流阻力、純水區滲流阻力和油水兩相區的滲 流阻力，MPa · s/cm3;：^；為第i小層油區的平均含水飽和度，無因次;K1為第i小層絕對滲透 率，Mi 2;KrcidPKrwl分別為第i小層原油相對滲透率和水相對滲透率，無因次;L為注采井距， cm;Ui為第i小層油水兩相區的長度，即含油條帶長度，cm;μ。和以》分別為原油粘度和水粘 度，mPa · S;hi為有效地層厚度，cm;Bi為油藏寬度，cm。
[0029] 2.指標政策界限的確定
[0030] 在注水層段劃分時，為了保證同一層段內各小層均能取得較好的開發效果，需要 確定層段劃分的政策界限，在確保各段內滲流阻力級差均小于該政策界限下劃分注水層 段。
[0031] 層段劃分政策界限根據油藏的數值模擬由采出程度與滲流阻力級差之間的關系 給出。
[0032] 采用油藏數值模擬技術建立了一個注水層段內滲流阻力級差的上限值。建立多層 非均質模型，采用五點法井網合注合采至含水85%，根據各小層的剩余油飽和度計算各小 層滲流阻力。然后，采用分段注水。根據不同的分段方法，計算得到不同分段方案下采出程 度與段內滲流阻力級差的關系曲線，如圖1所示。
[0033] 由圖1可以看出，在同一注水層段內隨著層間滲流阻力極差增大，油藏采出程度總 體呈下降趨勢。滲流阻力級差小于4.2時，隨滲流阻力級差增大，油藏采出程度緩慢減小；當 級差大于4.2后，采出程度下降速度迅速增加，說明層間干擾較為嚴重，分段效果變差。因此 將4.2作為分段注水段內滲流阻力級差的界限，超出這個界限的相鄰的層不可以劃分到同 一段內。
[0034] 3.基于指標政策界限的一級篩選
[0035]由于段內滲流阻力級差小于滲流阻力級差界限4.2時，注入水的縱向驅替相對均衡 從而采出程度也較高，因此若要使油藏整體采出程度較高則必須使N個注水層段的段內滲流 阻力均滿足層段劃分的滲流阻力級差政策界限，
中，Xj為第j段的段內滲流阻力級差，無因次;Rmax、R_分別為段內最大滲流阻力、段內最小 滲流阻力，MPa · s/cm3)。根據層段劃分的滲流阻力政策界限優選出符合條件的方案。
[0036] 4.基于工藝因素的二級篩選
[0037]在一級篩選出分段方案之后，還要根據隔層情況進行優選。分段注水時各段之間 應具有相當穩定的隔層，隔層不穩定分布會導致分段注水開采效果較差，而且措施的有效 期較短;分段注水要求段間隔層的厚度不能太小，基于工藝技術要求優選隔層厚度大于2m 的分段方案。
[0038] 5.基于方差最小化的三級篩選
[0039] 基于各段內滲流阻力級差的方差最小化的原則需要對通過一級篩選和二級篩選 所選出的方案選出最佳方案。根據各方案中各段內滲流阻力級差，計算各個方案中段內滲 流阻力級差的方差
方差最小者為最優方案。
【附圖說明】
[0040] 圖1為本發明的分段注水井中注水層