确定低渗透油藏浊积砂岩注水井压驱选井选层的方法

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种确定低渗透油藏浊积砂岩注水井压驱选井选层的方法。

背景技术

水驱开发油田特别是注水开发油田，近年来随着压驱增注技术在矿场的应用，如何确定注水井压驱选井选层，提高注水利用率及水驱油效率，是提高油藏采收率的关键。

常规的水驱开发的油藏，注水井压裂增注、微压裂增注近年在矿场实践中均有应用，但压裂造缝增注的效果比较短暂，水驱增油效果的可持续性差。压驱增注技术与压裂增注及微压裂增注存在一定的差异，压驱增注技术是利用压裂的技术原理注入大量驱替液，使目的层段渗流能力增强，地层能量得到补充，达到较好的补能、驱油的效果。压驱增油效果的好坏关键在于选井选层，但是压驱作为新技术，目前针对压驱选井选层的方法国内外相关文献较少，查阅大量资料仅找到应用多核学习算法建立增油效果预测模型对压驱井优选提供参考。该方法不足之处是需要提供大量的井层数据，预处理的工作量较大，使增油效果预测模型变得异常复杂不利于选井选层因素的快捷确定，不便于日常压驱选井选层工作的快速开展。(《基于多核学习的压驱井优选方法研究》，薛成龙著，发表刊物名称《石油天然气工业》，时间：2021.5.01)

现有文献中针对措施选井选层方法较多，主要是针对水井压裂增注选井方法、油井压裂及重复压裂选井选层方法的研究。压驱作用的对象主要是已投注井或即将要投注的井，大部分已投注井，特别是低渗透油藏的部分注水井已进行过压裂或者在常年高压注水的情况下次生裂缝早已存在，只是后期闭合了，压驱增注技术在近破裂压力条件下注水岩石应力增加易形成大量的微裂缝，因此压驱增注技术更接近于油井重复压裂的二次造缝。

本文参考油井重复压裂选井选层的方法，影响因素之间无明确的线性关系，常用的重复压裂选井选层的方法归结为三类：现场经验法、模糊识别法、数值模拟法、人工神经网络等方法。其中现场经验法，是依据工作经验确定选井选层的条件。这种方法对工作人员的业务能力要求较高，容易造成选择的失误。模糊识别法是在选择的过程中依据模糊数学的概念，对候选油井及候选油层应用数字标记组合成矩阵，按照相应的数学方法，求出最优序列，即选择出最佳的油井和油层。使用模糊识别法在实际应用过程中，由于相应指标的选择相对较难，并且繁多，各指标没有线性关系，选择的准确性不能保证。而人工神经网络方法在当前重复压裂选井选层中应用比较广泛，它是将各影响因素分为输入层、中间层、输出层，通过建立相应的函数关系，但其训练过程对现场数据要求较高，需要具有大量重复压裂井的生产、施工等数据。(重复压裂的选井选层方法及压裂效果影响因素分析、刊物名称《中国石油和化工标准与质量》，主编：尤玉婷，出版社：中国化工信息中心，时间：2020年第4期)。

常规选井选层，也可以采用油藏数值模拟技术进行计算，依据达西定律数值模拟流动方程：

在申请号：CN201910885689.3的中国专利申请中，涉及到一种砂岩油藏薄差油层注水井注入大规模驱油液措施的选井选层方法。主要解决了地层能量不足而不能在油水井之间形成有效连通造成油井生产能力地层亏空、渗流能力差的薄差层的注水能力差的问题。其特征在于：(1)对目的井优选：选取井组注采关系相对完善、油水井连通性差、地层长期处于亏空的井；注水井应为孔隙度、低空气渗透率、且有一定的挖潜潜力的井；注水井能够满足注水井注入大规模压裂液驱油的施工要求；(2)目的层优选：根据目的井的注采关系、油层发育厚度、隔层厚度、产液量、产液强度、地层压力、动用情况等参数优选动用差、潜力大的沉积单元为目的层。该方法提高了薄差层增产开发效果。

在申请号：CN201710099628.5的中国专利申请中，涉及到一种适用于海上稠油油藏的调剖选井决策方法，包括以下步骤：1)将调剖选井决策中的单因素指标按照指标属性进行划分；2)计算出待评价的注水井综合评价指标的数值；3)计算出该区块注水井综合评价指标的平均值；4)将步骤2)中获得的待评价的注水井综合评价指标的数值与步骤3中获得的该区块注水井综合评价指标的平均值进行比较进而决策待评价注水井是否需要进行调剖措施。该发明具有以下优点：1、该发明在海上稠油油藏调剖选井决策中充分考虑了原油粘度的影响，使得调剖选井决策方法更加准确。2、该发明中采用了层次分析法计算各项权值，消除人为因素影响，使得调剖选井决策方法更为科学、合理。

在申请号：CN201810646440.2的中国专利申请中，涉及到一种分层采油选井的技术方法，该技术方法包括：1)划分油气藏类型；2)判断油气藏潜力目标层位及分层采油类型λ；3)利用评价参数与分层采油类型进行量化评分；4)实施井位的优选；5)动态跟踪评价。该技术方法充分利用前期油田所有动静态资料，在油藏地质、测井、油藏工程方法的基础上，对单井纵向上钻遇的不同油气藏类型进行评价，落实不同类型油藏的潜力，确定分层采油评价参数及量化评分，优选实施井位与分层采油层位，进而提高油田原油产量及经济效益。

以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的确定低渗透油藏浊积砂岩注水井压驱选井选层的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以提高水驱波及系数和驱油效率，从而提高油井产能及油藏采收率的确定低渗透油藏浊积砂岩注水井压驱选井选层的方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：确定低渗透油藏浊积砂岩注水井压驱选井选层的方法，该确定低渗透油藏浊积砂岩注水井压驱选井选层的方法包括：

步骤1，确定提高水驱指数的关键因素；

步骤2，在步骤1基础上结合动态分析法、初步确定影响压驱后产量提升的影响因素；

步骤3，根据水驱油藏水驱油效率，确定提高水驱油效率的影响因素；

步骤4，对影响因素的参数进行原始数据预处理；

步骤5，计算平均关联系数求取关联度；

步骤6，进行关联度排序，确定各影响因素的主次关系，优选确定压驱井层。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1，利用水驱油藏物质平衡方程计算低渗油藏水驱指数，确定提高水驱指数的关键因素。

在步骤1，根据物质平衡方程计算低渗油藏水驱指数的公式为：

其中，WDI：水驱指数；β：修正系数，1.1-1.18；

在步骤2，在步骤1的基础上结合动态分析法，影响压驱后产能提升的因素还与油水井的注采连通率有关，注采连通率f＝h

在步骤2，初步确定出影响压驱选井选层的因素为：有效孔隙度

在步骤3，根据水驱油藏水驱水驱油效率η。，利用离心法毛细管压力曲线，根据实验结果计算得出的水驱油效率经验公式：

其中，η

有效孔隙度，％；S

在步骤3，确定影响水驱油效率提高的因素为：储层有效渗透率K、油的地下粘度μ

在步骤4，综合步骤2、3，影响压驱选井选层的因素：有效孔隙度

该确定低渗透油藏浊积砂岩注水井压驱选井选层的方法还包括，在步骤4之后，将步骤4每一类影响因子归一化后的数据建立母序列x

Δ

(式12)

Δ

Δ

在步骤5中，设数据变换的母序列为{X

式中：ρ——分辨系数，其作用在于提高关联系数之间的差异显著性，ρ∈(0，1)。

对时间序列数据进行几何关系的比较计算关联度，若两个序列在各个时刻点都重合在一起,关联度为：

式中：r

N——序列的长度即数据个数。

在步骤6，将多个子序列对同一母序列的关联度按大小顺序排列起来，将关联度进行排序，由此进行优势分析，分析哪些因素是主要的影响因素，哪些是相对次要的影响因素，从而确定出压驱选井选层应考虑的主要因素：注采井距、有效渗透率、储层厚度、孔隙度、连通厚度。

根据上述得出的主控因素，按分因素数值从高到低顺序筛选压驱水井，优选井距位于200-260m、有效渗透率＞10mD、储层厚度＞5m、孔隙度16-18％、连通厚度＞3m的井层；慎选井距＞300m、有效渗透率小于10mD的井层；不选井距＜50m、有效渗透率大于10mD的井层。

本发明中的确定低渗透油藏浊积砂岩注水井压驱选井选层的方法，从宏观、微观两大方面相结合，压驱选井选层动、静态影响因素较多，如何精准选井选层快速提高油藏压力、改善渗流能力，提高水驱波及系数和驱油效率，从而提高油井产能及油藏采收率。通过调研目前尚无相关资料和文献记载。因此，需要一种适用于压驱快速选井选层的注水新技术，在应用快捷便利的同时又能够准确提供适合压驱的井层的技术思路。本发明依据水驱开发油藏的水动力学基本理论、相关经验公式法、物质平衡理论与压驱注水机理相结合，根据低渗透油藏水驱渗流特点，结合水驱油藏采收率受宏观、微观动、静态及施工参数等多因素考虑，提出利用多因素灰色关联分析法，确定低渗透油藏浊积砂岩注水井压驱选井选层的方法。与现有技术相比，本发明的效果：

本发明是在低渗透油藏浊积砂岩注入端进行压驱选井选层方法的确定，应用本发明在低渗透浊积砂岩满含油封闭、有主力层砂体、注采两难低产低能等21个区块快速定位优选出压驱水井46口、开展主力层压驱，对应油井111口，见效率73％，初期日增油118吨/天，阶段累增油5.75万吨，远超胜利油田压驱见效平均水平(50.6％)，较现有的常规措施增油有效期显著延长，阶段投入产出比1:1.2，预测有效期内投入产出比将达到1:2.3。

附图说明

图1为本发明的确定低渗透油藏浊积砂岩注水井压驱选井选层的方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明的一具体实施例中两观两态下对压驱选井选层综合考虑因素示意图；

图3为本发明的一具体实施例中吼道、边界层、压敏对渗流能力的影响曲线示意图；

图4为本发明的一具体实施例中典型注采两难区块B35-20压驱井部署分布图；

图5为本发明的一具体实施例中注水见效时间敏感因素分析示意图；

图6为本发明的一具体实施例中典型区块的压驱注水后油井见效柱状图；

图7为本发明的一具体实施例中压驱注水后井组见效生产曲线示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

本发明依据水驱开发油藏的水动力学基本理论、相关经验公式法、物质平衡理论与压驱注水机理相结合，根据低渗透油藏水驱渗流特点，结合水驱油藏采收率受宏观、微观动、静态及施工参数等多因素考虑，提出利用多因素灰色关联分析法，确定低渗透油藏浊积砂岩注水井压驱选井选层的方法。

以下为应用本发明的几个具体实施例

实施例1

在应用本发明的一具体实施例1中，该注水井压驱选井选层的新方法包括：

步骤1，利用水驱油藏物质平衡方程计算低渗油藏水驱指数，确定提高水驱指数的关键因素；

步骤2，在步骤1基础上结合动态分析法、初步确定影响压驱后产量提升的影响因素；

步骤3，根据水驱油藏水驱油效率，确定提高水驱驱油效率的影响因素；

步骤4，对影响因素的参数进行原始数据预处理；

步骤5，计算平均关联系数求取关联度；

步骤6，进行关联度排序，确定各影响因素的主次关系,优选确定压驱井层。

实施例2

在应用本发明的一具体实施例2中，该确定低渗透油藏浊积砂岩注水井压驱选井选层的方法包括了以下步骤：

步骤1：利用水驱油藏物质平衡方程计算低渗油藏水驱指数与最大压驱注水量的关系

已知未饱和油藏(Pi＞Pb)天然水驱和人工注水弹性驱动物质平衡方程：

N：地质储量(10

W

W

B

Bw：水的体积系数 C

C

ΔP：地层压降(MPa) S

假定水的体积系数Bw＝1.0s

公式1变形为：

未饱和油藏条件下

累积水驱指数：

低渗透油藏基本无边底水，油藏水侵量为0，即We＝0；

低渗油藏的水驱指数：

要提高低渗油藏水驱指数，我们要使ΔW＝W

低渗油藏压驱最大注水量：

β：修正系数，1.1-1.18；

根据注采井距D＝极限易流半径Rw+阻流距离Rc+极限泄油半径Ro，

根据压驱实践中最大波及半径经验公式为：

其中D：注采井距，m；P

因此公式5变形为：

利用最小流压法：

代入最小流压P

其中P

代入最大注入量公式4变形为：

步骤2：在步骤1的基础上结合动态分析法，影响压驱后产能提升的因素还与油水井的注采连通率有关，注采连通率f＝h

初步确定出影响压驱选井选层的因素为：有效孔隙度

步骤3：根据水驱油藏水驱水驱油效率η。，利用离心法毛细管压力曲线，根据实验结果计算得出的水驱油效率经验公式：

其中η

从而确定影响水驱油效率提高的因素：

储层有效渗透率K、油的地下粘度μ

步骤4：综合步骤2、3，确定影响压驱选井选层的因素：有效孔隙度Φ、储层厚度H、井区压裂裂缝带宽F、油层中深L

将每一类影响因子归一化后的数据建立母序列x

Δ

Δ

Δ

步骤5：计算平均关联系数求取关联度。设数据变换的母序列为{X

式中：ρ——分辨系数，其作用在于提高关联系数之间的差异显著性，ρ∈(0，1)，一般情况取0.1～0.5，通常取0.5。

对时间序列数据进行几何关系的比较计算关联度，若两个序列在各个时刻点都重合在一起,关联度为：

式中：r

N——序列的长度即数据个数。

步骤6：进行关联度排序，确定各影响因素的影响等级。将多个子序列对同一母序列的关联度按大小顺序排列起来，将关联度进行排序。它直接反映了各个子序列对于同一母序列的“优劣”或“主次”关系。由此进行优势分析，分析哪些因素是主要的影响因素，哪些是相对次要的影响因素，从而确定出压驱选井选层应考虑的主要因素：注采井距、有效渗透率、储层厚度、孔隙度、连通厚度。

优选确定压驱井层。根据上述得出的主控因素，按分因素数值从高到低顺序筛选压驱水井，优选井距位于200-260m、有效渗透率＞10mD、储层厚度＞5m、孔隙度16-18％、连通厚度＞3m的井层；慎选井距＞300m、有效渗透率小于10mD的井层；不选井距＜50m、有效渗透率大于10mD的井层。

实施例3

在应用本发明的一具体实施例3中，图1为本发明的确定低渗透油藏浊积砂岩注水井压驱选井选层的方法的流程图。该确定低渗透油藏浊积砂岩注水井压驱选井选层的方法包括：

步骤101，根据物质平衡方程计算低渗油藏水驱指数：

步骤102，在步骤1的基础上结合动态分析法，初步确定出影响压驱选井选层的因素为：有效孔隙度Φ、储层厚度H、井区压裂裂缝带宽F、油层中深Lz、泵沉没度Lc、注采井距D、储层有效渗透率K、储层粘度μ、油井射孔层与水井连通的厚度h

图2所示为本发明的两观两态下对压驱选井选层综合考虑因素。

图3所示为本发明的吼道、边界层、压敏对渗流能力的影响曲线。

步骤103，根据水驱油效率经验公式10，明确影响水驱效率提升的因子。

图4为本发明的一具体实施实例，B35-20区块东部沙三中B1层水井长期欠注，常规增注效果差，油井未见效，认为油水井未建立有效驱替关系，油水井间存在较大阻流距离。

步骤104，根据式1和式10确定影响压驱选井选层因子主要为：有效孔隙度Φ、储层厚度H、井区压裂裂缝带宽F、油层中深Lz、泵沉没度Lc、注采井距D、储层有效渗透率K、储层粘度μ、油井射孔层与水井连通的厚度h

步骤105，计算母序列与子序列在各个时刻的绝对差值Δ

根据式12、13，计算平均关联系数求取关联度。t＝10时，ρ取0.5，{X

计算关联度：

步骤106，进行关联度排序，确定各影响因素的影响等级。优选等级排在前5为主要影响因素(注采井距、渗透率、储层厚度、孔隙度、连通厚度)作为B35-20区块东部压驱选井选层时必要考虑的条件。

表1影响压驱选井选层因素及其关联度表

优选压驱井层。按照井距位于200-260m、有效渗透率＞10mD、储层厚度＞5m、孔隙度16-18％、连通厚度＞3m的井层优选；井距＞300m、有效渗透率小于10mD的井层慎选；井距＜50m、有效渗透率大于10mD的井层不选。从B35-20东部区块16口开水井中选取9口井的储层厚度大于5米的B砂组进行整体压驱，对应26口井中23口明显见效，见效率88.5％，阶段增油1.31万吨，并持续见效中。

图5为本发明的注水见效时间敏感分析单因素增加变化曲线，图6、图7为本发明的一具体实施例在B35-20区块东部矿场应用效果验证图，依据该方法优选了压驱井层，扩大水驱波减少了水窜风险，提高了水驱油效率，B35-20区块东部压驱后产能翻番，井组含水稳定，验证了该方法的正确性和实用性。

本发明通过物质平衡方程推导水驱指数公式，结合两观两态以及水驱油效率经验公式，确定出影响压驱选井选层的诸多因素。利用多因素灰色关联分析法，计算影响因素的关联系数求取关联度，从而进行影响等级排序，确定注水井压驱选井选层的主要影响因素，按分因素数值从高到低顺序筛选压驱水井，优选井距位于200-260m、有效渗透率＞10mD、储层厚度＞5m、孔隙度16-18％、连通厚度＞3m的井层；慎选井距＞300m、有效渗透率小于10mD的井层；不选井距＜50m、有效渗透率大于10mD的井层。该方法已在胜利油田现河采油厂低渗油藏浊积砂岩多个井组中推广应用，实施压驱水井50井次，对应111口油井见效，见效率超常规注水42.3％，地层压力持续回升，增产效果明显有效，水驱油效率大幅提升，低渗油藏整体采收率提高1.9％。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。