一种多层非均质砂岩油藏特高含水期注水层段优化组合新方法与流程

1.本发明涉及油气田开发领域，特别涉及一种多层非均质砂岩油藏特高含水期注水层段优化组合新方法。


背景技术：

分层注水是减缓层间矛盾、提高油层动用程度的重要手段，水井注水层段的合理划分对油田精准开发至关重要。目前分层注水层段划分主要考虑水井层段厚度、渗透率及射开小层数，将渗透率相近的小层组合为一个注水层段，以达到注水层段内各小层均匀驱替的目的，但油田进入特高含水后期，各小层含水率差异变大，渗流阻力大小不再只由渗透率、厚度等静态因素决定，渗透率相同的小层，含水率不同时，渗流阻力也会存在较大差异，层段内各小层能否实现均匀推进，受油水井动静态因素共同影响。因此，建立一种能够解决上述问题的多层非均质砂岩油藏特高含水期注水层段优化组合新方法，具有重要的意义。


技术实现要素：

本发明在于克服背景技术中存在的现有层段组合划分方法中由于动态非均质性造成层间差异大的问题，而提供一种多层非均质砂岩油藏特高含水期层段注水量调整新方法。该多层非均质砂岩油藏特高含水期注水层段优化组合新方法，根据特高含水期油藏流体渗流特征及动态参数变化，将注水层段划分思路从相近渗透率组合转变为相近渗流阻力组合，进一步提高特高含水期注水层段的优化组合的合理性，更大程度的发挥分层注水的优势。本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：一种多层非均质砂岩油藏特高含水期层段注水量调整新方法，包括：确定所有可能方案中某一方案归一化的单井平均渗流阻力变异系数；确定所有可能方案中某一方案归一化的单井平均层段跨度；确定所有可能方案中某一方案组合指标；通过穷举法确定所有组合方案的组合指标，组合指标值最小的方案确定为最优组合方案。进一步的，所述某一方案归一化的单井平均渗流阻力变异系数的确定方法，包括：确定注水井单层单个注采方向的渗流阻力；确定注水井单层的渗流阻力：依据水电相似原理，将注水井单层不同注采方向的渗流阻力并联，得到注水井某个小层渗流阻力；确定某一层段平均渗流阻力；
确定某一层段渗流阻力变异系数；确定单井平均渗流阻力变异系数，以此方式计算全部方案的单井平均渗流阻力变异系数；对全部方案的单井平均渗流阻力变异系数进行归一化处理，获得归一化的单井平均渗流阻力变异系数。进一步的，确定注水井单层单个注采方向的渗流阻力计算方法为：根据油水两相流达西公式可以得到，油水井间主流线上任一点的流动阻力为：x表示距水井的距离，m；k(x)表示x处的渗透率，d；h(x)表示x处的有效厚度， m；k
ro
表示油相相对渗透率，无量纲；k
rw
表示水相相对渗透率，无量纲；μo表示油相粘度，mpa
·
s；μw表示水相粘度，mpa
·
s。利用积分计算注水井单层单个注采方向的渗流阻力：rw表示水井半径，d表示注采井距。rw表示水井半径，d表示注采井距；以上参数通过数值模拟结果获取。进一步的，注水井单层的渗流阻力，其确定方法，包括：单层上考虑多个注采方向，假设水井在某一沉积单元上周围有n口连通的油井，则第i口油井方向上的综合渗流阻力为ri，依据水电相似原理，则平面上相当于有n个电阻并联，小层渗流阻力为：式中：n表示连通油井数。以及/或，确定某一层段平均渗流阻力，可以表示为：r
p
为第p小层的渗流阻力；h
p
为第p小层的砂岩厚度；为第k层段平均渗流阻力；以及/或，确定某一层段渗流阻力变异系数表示为：式中，cv
段k
为第k层段渗流阻力变异系数；s为小层个数。以及/或，确定单井平均渗流阻力变异系数表示为：
cv
方案j
为第j个方案的单井平均渗流阻力变异系数；h
段k
为第k层段内砂岩厚度。进一步的，对全部方案的单井平均渗流阻力变异系数进行归一化处理，归一化的单井平均渗流阻力变异系数表示为：进一步的，所述确定所有可能方案中某一方案归一化的单井平均层段跨度，其确定方法，包括：确定层段跨度：层段底深与层段底深的深度差即为层段跨度；确定某一方案单井平均层段跨度；进而计算全部方案的单井平均层段跨度；确定某一方案归一化的单井平均层段跨度。进一步的，确定某一方案组合指标，其确定方法，包括：根据经验分别设定渗流阻力变异系数权重和层段跨度权重；通过已确定的某一方案归一化的单井平均层段跨度及归一化的单井平均渗流阻力变异系数，利用组合指标表达式求取某一方案组合指标，组合指标表达式(9)为：z
方案j
＝w1*cv
方案j归一
+w2*kd
方案j归一
ꢀꢀ
(9)式中，z
方案j
为方案j的组合指标；cv
方案j归一
为方案j归一化的单井平均渗流阻力变异系数；kd
方案j归一
为方案j归一化的单井平均层段跨度；w1为渗流阻力变异系数权重；w2为层段跨度权重；w1、w2满足w1+w2＝1。w1、w2通过人工经验赋值；cv
方案j归一
通过数值模拟结果进行计算获取，kd 方案j归一
根据油层发育深度计算得到的。本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：本发明按照特高含水期油藏流体运动规律及动态参数变化特征，建立综合考虑渗流阻力相近和层段跨度最优的注水层段优化组合方法，解决了渗透率不能真实反映特高含水期由于动态非均质性造成的层间渗流差异的问题，实现了层段划分由渗透率相近组合向渗流阻力相近组合转变，能够有效减缓层间动态差异，改善注水效果，为层段优化组合提供了一种新思路。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。一种多层非均质砂岩油藏特高含水期注水层段优化组合新方法，包括以下内容：按照特高含水期注水层段优化组合方法对单井进行层段细分重组，利用穷举法计算层段所有可能方案的组合指标，以组合指标最小为目标，确定最优层段调整方案，其组合指标采用表达式(9)计算：z
方案j
＝w1*cv
方案j归一
+w2*kd
方案j归一
ꢀꢀ
(9)式中：z
方案j
为方案j的组合指标；cv
方案j归一
为方案j归一化的单井平均渗流阻力变异
系数；kd
方案j归一
为方案j归一化的单井平均层段跨度；w1为渗流阻力变异系数权重；w2为层段跨度权重。特高含水期注水层段优化组合方法求解组合指标要先计算储层的小层渗流阻力。以水井为中心，先计算小层内油水井间渗流阻力，再按照水电相似原理，计算小层平面渗流阻力。根据油水两相流达西公式可以得到，油水井间主流线上任一点的流动阻力：式中：x表示距水井的距离，m；k(x)表示x处的渗透率，d；h(x)表示x处的有效厚度，m；k
ro
表示油相相对渗透率，无量纲；k
rw
表示水相相对渗透率，无量纲；μo表示油相粘度，mpa
·
s；μw表示水相粘度，mpa
·
s。注水井单层单个注采方向的渗流阻力可采用积分计算式中：rw表示水井半径，d表示注采井距，n表示连通油井数。注水井单层上考虑多个注采方向，假设水井在某一沉积单元上周围有n口连通的油井，则第i口油井方向上的综合渗流阻力为ri，依据水电相似原理，则平面上相当于有n个电阻并联，小层渗流阻力为：一种多层非均质砂岩油藏特高含水期注水层段优化组合新方法中，组合指标求解方法如下：第一步：计算方案j归一化的单井平均渗流阻力变异系数，层段平均渗流阻力可以表示为：层段渗流阻力变异系数表示为：式中：r
p
为第p小层的渗流阻力；h
p
为第p小层的砂岩厚度；为第k 层段平均渗流阻力；cv
段k
为第k层段渗流阻力变异系数；s为小层个数。确定单井平均渗流阻力变异系数，再进行归一化，单井平均渗流阻力变异系数表示为：式中：cv
方案j
为第j个方案的单井平均渗流阻力变异系数；h
段k
为第k 层段内砂岩厚
度。归一化的单井平均渗流阻力变异系数表示为：第二步：计算方案j归一化的单井平均层段跨度，层段跨度可表示为：kd
段k
＝层段底深-层段顶深方案j单井平均层段跨度可表示为：方案j归一化的单井平均层段跨度表示为：式中：kd
段k
为第k段的层段跨度，m为单井层段数，kd
方案j
为方案j单井平均层段跨度；kd
方案j归一
为方案j归一化的单井平均层段跨度。第三步：计算方案j组合指标，确定层段组合最优方案按照式(9)计算方案j组合指标，其中渗流阻力变异系数权重和层段跨度权重可以根据经验分别设定，如w1＝0.5，w2＝0.5，并且：w1+w2＝1
ꢀꢀ
(10)一种多层非均质砂岩油藏特高含水期注水层段优化组合新方法，根据目前层段卡分工艺确定的隔层下限、最大层段数以及层段内有效厚度下限等条件约束，利用穷举法计算所有组合方案的组合指标，组合指标计算值最小的方案为最优组合方案，穷举法计算通过计算机实现。实施例1按照本发明多层非均质砂岩油藏特高含水期注水层段优化组合新方法，利用生产现场g区块一口注水井g129进行层段重新组合试验应用，应用结果如下：对g区块一口注水井g129进行层段重新组合，按照目前的分层工艺条件，给定最小隔层厚度1.2m，封隔器之间间隔下限7m，单井最多可分的层段数7个，层段内有效厚度下限2m。根据单井实际数据计算结果，g129井层段重组情况见表1：表1
该井原有5个层段，调整前平均层段渗透率变异系数只有0.5，如果按照渗透率相近进行层段调整已经没有调整空间，但是平均渗流阻力变异系数却高达3.6，层间动态非均质性较强，按照本发明方法对该井进行层段优化后，层段数变为6个，与调前相比，平均单井层段渗流阻力系数由3.6降至2.4，平均层段跨度由22.1m下降到18.4m。对该井实施细分重组后，周围连通的四口油井平均单井初期日增油0.3t，井组综合含水率下降0.2的百分点。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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。