注水方式
排列关系
注水方式,又称注采系统是指注水井在油藏中所处的部位和他们之间的排列关系。国内外应用的注水方式主要有边缘注水、切割注水、面积注水和点状注水四种方式。
注水时间
早期注水
油田投产同时进行注水,或在地层压力下降至饱和压力之前及时进行注水,使油层压力始终保持在饱和压力以上,或保持在原始油层压力附近。油层内为油水两相流动,油井产能较高,有利于保持较高采油速度和实现较长的稳产期。但油田投产初期的前期注水工程投资较大,对于地饱压差较大油藏不适用。
特点:
(1)油层内不脱气,原油性质保持较好;
(2)油层内只是油、水二相流动,渗流特征清楚;
(3)油井产能高——自喷期长
(4)采油速度高——较长的稳产期,缺点:投产初期注水工程投资较大,投资回收期长。 适用:地饱压差相对较小的油田,变形介质油田。
中期注水
油田投产初期依靠能量开采,当油层压力下降到饱和压力以后,在生产油气比上升到最大值之前,在一定时机及时进行注水,将油层压力恢复到一定程度。
在中期注水,油层压力保持的水平可能有两种情形:
(1)使油层压力保持在饱和压力或略低于饱和压力,在油层压力稳定条件下形成水驱和混气驱油方式。如果保持在饱和压力,此时原油粘度低,对开发有利;如果油层压力略低于饱和压力(一般为15%以内),此时从原油中析出的气体尚未形成连续相,这部分气有较好的驱油作用。
(2)通过注水逐步将油层压力恢复到饱和压力以上,此时脱出的游离气可以重新溶解到原油中,但原油性质却不可能恢复到原始状态,产能也将低于初始值,然而由于生产压差可以在幅度提高,仍然可使油井获得较高的产量,从而获得较长的稳产期。
特点:
(1)随注水压力恢复,地层压力略低于饱和压力,形成水驱混气油方式;
(2)注水后,地层压力恢复到饱和压力以上,可获得较高产量。
优点:初期投资少,经济效益好;可保持较长稳产 期,不影响最终采收率
适用于地饱压差较大、天然能量相对较大的油田。
晚期注水
油田利用天然能量开发,进入溶解气阶段,后进行注水。油层内为油水、或油气水三相渗流,注水后油井采油指数不会有大幅度提高。但晚期注水方式使初期生产投资少,原油成本低。对原油性质好、面积不大且天然能量比较充足的油田可以考虑使用。
特点:
(1)驱动方式转为溶解气驱;—— 导致粘度 上升,产量下降;
(2)注水后,可能形成油气水三相渗流;——流动过程复杂;
(3)产量不能保持稳定;——对脱气后粘度升高、含蜡量高的油田渗流条件恶化;
优点:开发初期投资少,原油成本低。
适用:原油性质好,天然能量足,中、小型油田。
选择原则
(1)与油藏的地质特性相适应,能获得较高的水驱控制程度,一般要求达到70%以上;
(2)涉及体积和驱替效果好,不仅连通层数和厚度要大,而且多向连通的井层要多;
(3)满足一定的采油速度要求,在所确定的注水方式下,注水量可以达到注采平衡;
(4)建立合理的压力系统,油层压力要保持在原始压力附近且高于饱和压力;
(5)便于后期调整。
注水方式
边缘注水
1、定义: 把注水井按一定形式布置在油水过渡带附近进行注水。边缘注水分为三类:缘外注水、缘上注水和缘内注水。
对油层结构比较完整、油层分布比较稳定的中小型油田,鉴于其含油边界位置清楚、内外连通性号、流动系数高,我们选择采用边缘注水:对于含水区内渗透性较好、含水区与含油区之间不存在低渗透带或断层的油藏,我们采用边缘外注水,注水井按与等高线平行的方式分布在外油水边缘处,向边水中注水;对于在含水边缘以外的地层渗透率显著变差的油藏,为了提高注水井的吸水能力和保证注入水的驱油能力,我们采用边缘上注水,将注水井分布在含油边缘上,或在油藏以内距离含油边缘不远的位置;如果地层渗透率在油水过渡带很差,或者过渡带注水根本不适宜,那么我们采用边缘内注水,将注水井分布在含油边缘以内,以保证油井充分见效和减少注水外逸量。
2、适用条件:
(1)油田面积不大,中小型,油藏构造比较完整;
(2)油层分布比较稳定,含油边界位置清楚;
(3)外部和内部连通性好,油层流动系数高。
1)缘外注水
注水井按一定的形式布在油田边界以外含水区内进行注水叫缘外注水。要求:含水区内渗透性较好,含水区与含油区之间不存在低渗透带或断层。
2)缘上注水
注水井按一定形式布在油水边界线上或油水过渡带内进行注水叫缘上注水。
3)缘内注水
分布在含油面积内进行注水叫边内注水。边内注水按注水井与采油井的排列关系分为边内切割注水和面积注水。
油水过渡带地层渗透性差(高粘稠油带、低渗透遮挡层或在过渡带注水不适宜)。
3、边缘注水优点
①油水边界比较完整,水线推进均匀;
②控制比较容易,无水采收率和低含水采收率高;
③注水井少,注入设备投资少。
4、边缘注水局限性
1)要求不断移动注水线,形成油田多阶段开发,地面工程大;
2)大量注入水流向含油边界以外,降低注入水利用率;
3)受到注水井排影响的生产井排不多,仅仅靠边缘注水只能影响构造边部井,而要使构造顶部井生产,降低采油速度,延长开发年限。
4)注入水利用率不高,一部分注入水向边外四周扩散;对于较大的油田,其顶部由于不能有效受到注入水能量补充,易形成低压区,出现弹性驱或溶解气驱,需要在油藏顶部辅以顶部点状注水,或采用环状注水。
切割注水(行列注水)
1、定义:
利用注水井排将油藏切割成若干区块,每个区块可视为一个独立的开发单元,分区进行开发和调整。两排注水间可以布置三排、五排生产井。两排注水间的区域叫切割区。两个注水井排间的垂直距离称为切割距,其大小取决于油层连通状况、渗透率高低以及对采油速度的要求。
切割区:两相邻注水井排间的区域。
切割距:两相邻注水井排间的距离。
对于油层大面积分布、有一定延伸长度且流动系数较好的油藏,可以用注水井将油藏切割为较小面积的若干单元,成为独立的开发区域进行注水开发,这样有利于调整和布置,通常每个切割区由两排注水井夹三排或五排生产井组成。切割方式可分为纵切割(沿构造短轴方向切割)、横切割(沿构造长轴方向切割)、换装切割、分区切割。
这种部署方式对油藏的地质特征有很好的匹配性,便于修改原来的注水方式,在生产过程中,我们可以随时根据生产数据和生产动态来调整区域宽度和方向;针对油层分布不均匀性,可以优先开采高产地带,且其储量可以一次性用完,可以保证很好的开采性。当然再好的注水方式也有其自身的不足之处,在切割区域中,井间干扰是一个很严重的弊端,导致吸水能力降低;它不适应非均质严重的油藏,导致水线推进不均匀;有时还会出现区间不平衡,造成平面矛盾。
2、适用条件:
①油层大面积分布,有一定的延伸长度;
②注水井排与生产井排连通性好;
③较好的流动系数。
3、优点:
①根据地质情况,选择最佳切割方向及切割区的宽度;
②便于修改原来的注水方式; 切割注水——面积注水;
③可以优先开采高产地带,使产量达到时间要求。
4、缺点:
①不适应非均质严重的油田——水线推进不均匀;
②注水井间干扰大—吸水能力降低。
面积注水
1、定义
将注水井和油井按一定几何形状和密度均匀地布置在整个开发区上进行注水和采油的系统。一口注水井和几口生产井构成的单元称为注采井组,又称注采单元。
一些油层分布不规则且延伸性差、流动系数低,面积分布大但是构造不完整、断层分布错杂,此时用切割注水无法控制多数油层,我们则采用面积注水:将注水井和生产井按照一定的几何形状和密度均匀地布置在整个开发区域上,实质上是把油层划分成许多更小的单元,一口注水井控制一口生产井并同时影响多口油井,而每一口油井又同时在几个方向上受到注水井的影响。
2、适用条件:
①油层分布不规则,延伸性差;
②油层渗透性差,流动系数低;
③面积分布大,构造不完整,断层分布复杂;
④适用于强化采油。
3、优点
①所有生产井置于注水井第一线,有利于油井受效;
②注水面积大,受效快;
③油井有多向供水条件,采油速度高;
④便于调整。
4、井网系统
面积注水分为:四点法、五点法、七点法、九点法和直线排状面积注水方式。
(1)特征参数
M-生产井数与注水井数之比.
F-每口注水井控制的面积.
S-钻井密度(每口井的控制面积)-井网密度
(2)正方形井网系统
1)直线井网系统
以正方形井网为基础,井距与排距相等。
M=1:1
F=2a2
S=a2
2)反五点系统
M=1:1
F=2a2
S=a2
3)反七点系统——斜七点
M=2:1
F=3a2
S=a2
4)反九点系统
M=3:1
F=4a2
S=a2
这种部署方式的优点在于所有生产井置于注水井第一线,有利于油井受效;注水面积大,受效快;生产井受到多向供水,采油速度高;便于井网调整。
(3)三角形井网系统
1)直线系统
M=1:1
F=1.732a2
S=0.866a2
2)反七点系统
M=2:1
F=2.598a2
S=0.866a2
3)反九点系统
M=3:1
F=3.464a2
S=0.866a2
影响因素
1、油层分布状况
合理的注水方式应当适应油层分布状况,以达到较大的水驱控制程度。对于分布面积大,形态比较规则的油层,采用边内行列注水或面积注水,都能达到较高的控制程度。采用行列注水方式,由于注水线大体垂直砂体方向有利于扩大水淹面积。对于分布不稳定、形态不规则、呈小面积分布成条带状油层,采用面积注水方式比较适用。
2、油田构造大小与断层、裂缝的发育状况
大庆油田北部的萨尔图构造,面积大、倾角小、边水不活跃,对其主力油层从萨北直到杏北大都采用了行列注水方式,在杏四至六区东部,由于断层切割影响,采用了七点法面积注水方式;位于三肇凹陷朝阳沟油田,由于断层裂缝发育,各断块确定为九点法面积注水。
3、油层及流体的物理性质
对于物性差的低渗透油层,一般都选用井网较密的面积注水方式。因为只有这样的布置,才可以达到一定的采油速度,取得较好的开发效果和经济效益。在选择注水方式时,还必须考虑流体的物理性质,因为他是影响注水方式和井网布置的重要因素。大庆油田的喇、萨、杏纯油区,虽然注水方式和井网布置多种多样,但原油性质较差的油水过渡带的注水方式却比较单一,主要是七点法面积注水。
参考资料
最新修订时间:2024-06-24 19:52
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