一种确定是否开展氮气辅助降粘及施工半径的方法
【专利摘要】本发明提出了一种确定是否开展氮气辅助降粘及施工半径的方法，包括如下步骤：首先确立该油井需要进行施工且具有施工价值，获取相关施工参数；然后分析计算稠油油藏启动压力梯度导致的流动阻力与油藏生产的压降建立的驱替压力，最后通过计算(驱替压力减去流动阻力小于零)确定当前油井生产条件下的油藏不可动油范围，最终求取降粘剂最远有效施工半径，并进一步通过室内降粘剂注入梯度分析，判断是否需要氮气辅助降粘技术，且注入的有效半径与降粘剂最远施工半径一样。该方法确定了现场是否需要采用氮气辅助降粘剂施工及其最远的施工半径，降低施工风险，能够给予降粘施工措施一定的指导。
【专利说明】
-种确定是否开展氮气辅助降粘及施工半径的方法
技术领域
[0001] 本发明设及石油工程技术领域，尤其是设及一种确定是否开展氮气辅助降粘及施 工半径的方法。
【背景技术】
[0002] 稠油冷采化学降粘开发是近年来国内外发展起来的一项技术，其基本原理是通过 生产井井底注入表面活性物质，大幅度降低原油粘度(降低幅度可W达到90% W上），从而 提高原油的流度能力，达到降粘减阻的目的。该项工艺施工简单，便于生产管理，已逐步形 成为改善稠油、超稠油开采效果的一项重要技术。
[0003] 而氮气辅助降粘作为化学降粘的配套技术，在部分油藏已开展相关应用。其主要 作用包括:①氮气注入地层后，提高了近井地带的地层压力，延长了吞吐周期，减缓了吞吐 过程中地层能量递减;②氮气在油和水中都有一定的溶解度，降低由分子间作用力而产生 的界面张力。运样使油水相对渗透率发生改变，即油相相对渗透率提高，水相相对渗透率降 低，使更多的油被采出，运有利于原油回采，提高吞吐效果;③原油溶解氮气后体积膨胀，主 要表现在=个方面:一是原油体积增大，为原油在孔隙介质中渗流提供了有利条件;二是不 可动油随氮气溶解膨胀，挤出孔道中，残余油饱和度变小;=是膨胀的油滴将水挤出孔隙空 间，使水湿系统形成一种排水而不是吸水过程，发生相渗透率转换，形成了一种在任何饱和 度条件下都适合油流动的有利环境;④注入到油藏中的氮气除部分溶解于原油外，其余的 W气态形式存在，压缩后的化在回采时由于压力的降低，气体体积膨胀，加速地层中原油的 返排，提高采液速度;⑤随着氮气的注入，对已注入的降粘剂具有推动作用，使其向更深的 油层推动，从而扩大了降粘剂的波及范围，使其作用半径增大，形成的泄油半径增大，提高 降粘剂吞吐效果。
[0004] 氮气的辅助作用效果，能够提高了化学冷采降粘效果，对化学降粘剂注入地层有 "助推，助排"的作用，合理的应用氮气辅助降粘技术能够增强化学降粘的施工成功性;并且 合理的注入量，能够经济实惠达到其施工作用效果。但是对于是否采用氮气辅助降粘施工 技术，在矿场上多是采用经验判断，而且对于注入量的确定基本是针对特定的油藏开展室 内实验研究，该过程费时费力，延误施工时机;或者采取经验设计，运容易给施工带来风险。 现缺少一种确定是否采用氮气辅助降粘技术并且确定其作用施工半径的方法，即可降低施 工风险，又可快速做出施工判断。
【发明内容】
[0005] 本发明提出一种确定是否开展氮气辅助降粘及施工半径的方法，为油田现场化学 降粘过程中，确定是否开展氮气辅助降粘及其施工量的大小给予指导，降低施工风险，提高 施工效率。
[0006] 本发明的技术方案是运样实现的：一种确定是否开展氮气辅助降粘及施工半径的 方法，包括如下步骤：
[0007] 步骤I、选择适宜施工的油井；
[000引步骤2、确定油井地质的相关参数；
[0009] 步骤3、通过油井压降漏斗公式，确定不同半径内油井的驱动压力，计算得到当前 半径内油井生产的驱动压差AP;确定稠油油藏地层流体的启动压力梯度，计算原油流动阻 力；当前生产条件下的可动原油范围半径r应该等于驱替压差/启动压力梯度，该半径范围 即是油藏化学降粘的最远施工半径；
[0010] 步骤4、通过室内实验获取降粘剂注入压力梯度；
[0011] 步骤5、注入压力梯度X施工半径二注入压力《地层破裂压力；当注入压力高于地 层破裂压力的80%，就应该采用氮气辅助降粘施工。
[0012] 作为一种优选的技术方案，步骤1中选择具有开发价值的油井包括：
[0013] ①油井生产过程中具有一定的产量，不能没有产量，否则失去
[0014] 施工价值;②常规化学降粘剂注入到设计施工半径范围，相对
[0015] 困难；
[0016] ③地层压力较低，吞吐过程中返排动力不足。
[0017] 作为一种优选的技术方案，步骤2所述的油井地质的相关参数包括地层压力、井底 流压、地层溫度、地下原油粘度、油藏渗透率、泄油半径和井筒半径。
[0018] 作为一种优选的技术方案，步骤3所述的油藏驱动压力计算方法，油藏生产的驱动 压力等于当前半径地层压力Pr(油藏压降公式）减去生产油井的井底流压Pwf,可A P = Pr- Pwf;稠油油藏因原油黏滞力的影响而产生的流动阻力-即启动压力梯度，可通过测井资料、 室内物理实验获得或已有相关类似油藏的经验公式替代；当前生产条件下的可动原油范围 是驱动压力 >流动阻力，当驱动压力 < 流动压力时，该区域的原油属于当前生产条件下的 不可动原油。
[0019] 作为一种优选的技术方案，步骤4临界条件是当前生产条件下，地层原油的驱动压 力不能够克服地层原油流动阻力，即需要开展冷采化学降粘最远施工半径，但是通过对降 粘剂注入压力梯度的分析，确定是否需要采取氮气辅助降粘。
[0020] 作为一种优选的技术方案，步骤4所述的降粘剂注入压力梯度，是采用地层真实岩 屯、，开展注入压力实验计算获得。
[0021] 作为一种优选的技术方案，步骤5中依据室内降粘剂注入过程中压力梯度变化分 析是否注入困难。
[0022] 作为一种优选的技术方案，步骤5所述的注入压力高于地层破裂压力80% (即需考 虑表皮因子的影响，会降低注入性），开展氮气辅助降粘措施。
[0023] 采用了上述技术方案，本发明的有益效果为:本发明首先确立该油井需要进行施 工且具有施工价值，获取相关施工参数;然后分析计算稠油油藏"启动压力梯度"导致的流 动阻力与油藏生产的压降建立的驱替压力，最后通过计算(驱替压力减去流动阻力小于等 于零)确定当前油井生产条件下的油藏不可动油范围，最终求取降粘剂最远有效施工半径， 并进一步通过室内降粘剂注入梯度分析，判断是否需要氮气辅助降粘技术，且注入的有效 半径与降粘剂最远施工半径一样。本发明确定了现场是否需要采用氮气辅助降粘剂施工及 其最远的施工半径，降低施工风险，能够指导降粘施工措施。
【附图说明】
[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 W根据运些附图获得其他的附图。
[0025] 图1为本发明不同半径下的地层压力图；
[0026] 图2为本发明氮气降粘最远施工半径的分析图；
[0027] 图3为本发明降粘剂注入性压力分析图；
【具体实施方式】
[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029] -种确定是否开展氮气辅助降粘及施工半径的方法，包括如下步骤：
[0030] 步骤（1):该油井在过去5年时间内，开井生产的日产油量ImVd左右，生产动态显 示:油井具有一定的生产油流，井下原油储量具有开采价值。
[0031 ]步骤(2):某井的基本地质情况如表1:
[0032] 表1油井的基本参数
[0033]
[0034] 步骤(3):
[0035] ①将表1中相关参数代入油井压降漏斗公式(见式1)，
[0036] 式1
[0037] 确定不同半径内油井的地层压力如图1所示，油藏生产的驱动压力（AP = Pr-Pwf), 不同半径条件下的驱动压力见表2
[0038] 表2不同半径条件下的驱动压力
[0040]②根据区块的特征属于低渗低孔油藏，油藏平均渗透率低，地面脱气原油粘度在 150m化? S，通过调研类似油藏条件(曹立迎等.低渗碳酸盐岩稠油油藏启动压力梯度研究
[J].科学技术与工程），选用了式2的启动压力梯度公式
[0041 ] 式2
[0042] 根据启动压力梯度公式，计算获得油藏的启动压力梯度为0.0449MPa/m
[0043] ③当驱动压力不足W克服启动压力梯度，在泄油半径范围存在驱动压差为0的区 域，即式3所示，如图2所示:该部分区块内的原油是属于不可动油。设定rmax为未知函数，带 入式1，获得相应条件下的Prmax = armax+b，将rmax，Prmax，noS数值代入式2，即获得等式rmax的 值为 20.41m。
[0044]
巧 3
[0045] 步骤(4):通过室内注入性实验研究，岩屯、长度为8畑1，直径2.5cm，注入性数据见图 3，注入压力梯度为0.89MPa/m;
[0046] 步骤(5):计算可得施工半径下注入压力为18.13MPa，而地层破裂压力为16. IMPa。 要达到施工半径会超过破裂压力，采用氮气辅助降粘是十分必要的。且根据降粘剂的最远 施工半径可知，超过该范围的原油在当前条件下是不可动油，所W氮气辅助降粘的有效施 工半径也是rmax。
[0047] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W限制本发明，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。
【主权项】
1. 一种确定是否开展氮气辅助降粘及施工半径的方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1、选择适宜施工的油井； 步骤2、确定油井地质的相关参数； 步骤3、通过油井压降漏斗公式，确定不同半径内油井的驱动压力，计算得到当前半径 内油井生产的驱动压差A P;确定稠油油藏地层流体的启动压力梯度，计算原油流动阻力； 当前生产条件下的可动原油范围半径r应该等于驱替压差/启动压力梯度，该半径范围即是 油藏化学降粘的最远施工半径； 步骤4、通过室内实验获取降粘剂注入压力梯度； 步骤5、注入压力梯度X施工半径=注入压力<地层破裂压力；当注入压力高于地层破 裂压力的80%，就应该采用氮气辅助降粘施工。2. 根据权利要求1所述的一种确定是否开展氮气辅助降粘及施工半径的方法，其特征 在于，步骤1中选择具有开发价值的油井包括： ①油井生产过程中具有一定的产量，不能没有产量，否则失去施工价值;②常规化学降 粘剂注入到设计施工半径范围，相对困难； ③地层压力较低，吞吐过程中返排动力不足。3. 根据权利要求1所述的一种确定是否开展氮气辅助降粘及施工半径的方法，其特征 在于，步骤3所述的油藏驱动压力计算方法，油藏生产的驱动压力等于当前半径地层压力P r (油藏压降公式)减去生产油井的井底流压Pwf，可APzPr-Pwf;稠油油藏因原油黏滞力的影 响而产生的流动阻力，即启动压力梯度，可通过测井资料、室内物理实验获得或已有相关类 似油藏的经验公式替代；当前生产条件下的可动原油范围是驱动压力>流动阻力，当驱动 压力 < 流动压力时，该区域的原油属于当前生产条件下的不可动原油。4. 根据权利要求1所述的一种确定是否开展氮气辅助降粘及施工半径的方法，其特征 在于，步骤5中依据室内降粘剂注入过程中压力梯度变化分析是否注入困难，注入压力高于 地层破裂压力80%，需要开展氮气辅助降粘。
【文档编号】E21B43/16GK106014361SQ201610574502
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月20日
【发明人】舒政, 陶刚, 叶仲斌, 刘尧波, 王瑶, 鲜继, 陈蕾
【申请人】西南石油大学