一种缝洞型油藏注氮气设计方法技术

本发明专利技术具体涉及一种缝洞型油藏注氮气设计方法，包括预测注气压力；所述预测注气压力包括测定地层静压P地层静压，测量井底温度T和计算注气压力P注气压力和气柱压力P气柱压力；所述测量地层静压是指在油井关井后，待压力恢复到稳定状态时，测量油层中部的压力P地层静压；采用式(1)得到预测注气压力。本发明专利技术提供一种缝洞型油藏注氮气设计方法，准确的预测注气压力，并且能规范油井注气施工设计，保障现场注气施工安全。

【技术实现步骤摘要】
一种缝洞型油藏注氮气设计方法
本专利技术属于油气开采技术，具体涉及一种缝洞型油藏注氮气设计方法。
技术介绍
塔里木盆地是我国重要的油气盆地，其中溶洞型油藏储量丰富。缝洞型油藏具有六大特征：①储层孔、缝、洞发育，溶洞是主要的储集体空间，碳酸盐岩油藏基质孔隙度<1％，储集空间以溶洞、溶孔和裂缝为主，常认为裂缝和溶孔主要起连通作用，溶洞为主要储集空间，储量占比71％。②非均质性极强，储集空间组合、连通关系多样，受早期岩溶程度差异，以及后期充填、压实垮塌、构造改造影响，储集体形态、大小差异大，空间连通关系多样。③油水关系复杂，由于储集体分布的强非均匀性，储集空间连通关系极为复杂，加之油藏为多期次的充注形成，存在多种油水分布模式，没有统一油水界面。④受深层水体沟通程度影响，不同单元能量差异较大。⑤流动规律呈现管流、空腔流、渗流三种，产能差异大。溶洞型油井开发一般采用天然能量开发，溶洞型油藏开发具有“高产、递减快”的特征，油井初期产量可达上百吨甚至上千吨，递减快的主要原因为底水上升、暴型水淹。随着开发的深入，暴型水淹成为制约储量动用的开发瓶颈。以塔河缝洞型油藏为例，溶洞型油藏开发，主要基于地震异常体串珠反射，预测缝洞体，进行打井开发。鉴于地震预测与打井具有一定误差，导致油井不能精确地打到溶洞的顶部。油井暴型水淹后，单井井周存在大量的“阁楼油”，2012以来，塔里木盆地塔河油田大力发展了单井注氮气提高采收率技术，取得了显著的增油效果。尽管缝洞型油藏注氮气取得了显著的效果，但是没有形成缝洞型油藏注氮气系统的设计方法，容易产生施工安全问题，造成爆炸等严重危及施工人员安全的事故，同时，现有的注气压力预测通常采用软件直接测算，存在偏小的问题，设计注气压力偏小，造成设备参数的设计不足，影响后期采油安全性，因此急需一种更加简便准确的方法来预测注气压力。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种缝洞型油藏注氮气设计方法，准确的预测注气压力，并且能规范油井注气施工设计，保障现场注气施工安全。本专利技术采用以下技术方案：一种缝洞型油藏注氮气设计方法，其特征在于，包括预测注气压力；所述预测注气压力包括测定地层静压P地层静压，测量井底温度T和计算注气压力P注气压力和气柱压力P气柱压力；所述测量地层静压是指在油井关井后，待压力恢复到稳定状态时，测量油层中部的压力P地层静压；采用式(1)得到预测注气压力：其中，P启动压力为注气设备出口至井口之间管线消耗的压力，取经验值0.5～2MPa；P注气压差为注气井井底压力与地层压力的差值，取经验值0.7～1.5MPa；P摩阻是指氮气在管柱中流动的摩阻，取经验值1.4～5.6MPa；ρ井口气体密度是在井口压力、温度条件下的井口气体密度值，取经验值0.33g/cm3；P气柱压力为氮气静气柱压力；h为垂直油管高度；g是重力常数；ρ井底气体密度为所述地层静压、地层温度条件下密度值，通过公式ρ井底气体密度＝P地层静压M/zRT计算而得，M为氮气的摩尔质量，z为井底温度T和地层静压P地层静压下的氮气的压缩因子，R为常数8.314J·mol-1·K-1，T为井底温度。所述的缝洞型油藏注氮气设计方法，还包括确定最优注气速度，是指对先导实验油井采用不同注氮气速度下测定其生产指标，具有最高累增油量和换油率的注氮气速度为最优注气速度。所述缝洞型油藏注氮气设计方法，还包括确定注气方式：当所述预测注气压力小于注气增压机80％的额定压力时，采用纯注气方式；否则采用气水混注方式。气水混注方式能降低注气压力，保证注气过程的安全性，防止爆炸等安全事故。所述纯注气方式下要求氮气纯度≥97％；所述气水混注方式下要求氮气纯度≥99.2％。所述缝洞型油藏注氮气设计方法，还包括选择制氮方式：在所述纯注气方式下，制氮方式选择膜制氮；在所述气水混注方式下，选择组合式变压吸附制氮。所述缝洞型油藏注氮气设计方法，还包括注气井口设计：如果是纯注气方式，则选择70MPa采气井口或70MPa注气-采油一体化井口，能够满足注气后直接转抽，降低开采成本；如果是气水混注井，则选用105MPa修复采油井口。注气压力低于40MPa。注气过程中严格控制注气压力在40MPa以下，否则将会引起爆炸等安全事故。所述注气井口设计包括，采用注气采油一体化管柱。对稀油井采用稀油井注气采油一体化管柱，配套杆式泵，固定式抽油杆悬挂器；对稠油井采用稠油井注气采油一体化管柱，配套抽稠泵，固定式抽油杆悬挂器和配套单流阀或循环滑套。所述缝洞型油藏注氮气设计方法，还包括焖井方式，指用油田水替换完油管内的氮气，再注满一个井筒容积的稀油后焖井；优选的，注气管柱材质采用P110S或以上材质；扣型首选金属气密封扣，气水混注井可选TP-JC扣型。本申请公开的缝洞型油藏注氮气设计方法具有以下优势：(1)本专利技术提供了一种准确测量缝洞型油藏适合的注气压力范围的方法，在采用该方法所得注气压力范围内，选择符合条件的注汽设备，既保证了成功采油，也保证了注氮气施工的安全性；(2)本专利技术的方法尤其适合在油井深度5500～7000m的缝洞型油藏，注气速度在1×104m3/h以下，在此条件下P启动压力，P注气压差，P摩阻的经验值就直接取经验值的最大值，注气压力值测量和计算简单，而且经过数次试验，预测的注气压力比现场注气压力略高，使得设计选择的注气设备的压力的参数大于现场注气实际压力，保证了采油过程中注气压力的平稳性和注汽过程的安全性；同时，预测的注气压力与现场注气压力偏差小，可以保证注汽设备选择不浪费；(3)用现有的软件进行注气压力的预测不会考虑到注气压差，同时不同软件选择的计算模型不同，计算过程中的温度压力采用迭代法会导致不同误差的产生，导致预测的注气压力比实际注气压力偏小，会导致设备参数估算不足，使得注气设备达不到使得注气压力平稳的工作状态的压力，会导致安全隐患和影响采油效率，另外用软件计算，使用方法较为复杂，需要对人员进行专门培训，更体现了用本申请公开的注气压力的计算方法的优越性；(4)纯注气方式或气水混注方式的选择标准，严格控制注气压力在40MPa以下，以及对氮气纯度的严格要求，一方面是防止注气压力过大造成安全隐患，另一方面是避免氧气浓度过大导致油井爆炸；(5)注气采油一体化管柱可以能够满足注气后直接转抽，降低成本。具体实施方式为了更加清楚地理解本专利技术，现对本专利技术的具体实施方案进行详细的阐述，但本专利技术所保护范围不仅限于此。实施例1：缝洞型油藏注氮气设计方法，缝洞型油藏注氮气设计方法，包含以下步骤：(1)确定最优注气速度：测定先导实验油井不同注氮气速度下的生产指标，确定最优注气速度，在本实施例中，当注气速度为5×104m3/d具有最高的累增油量和换油率，因此将5×104m3/d确定为最优注气速度；(2)预测注气压力；地层静压的测量：油井关井后，待压力恢复到稳定状态，测量油层中部的压力，即为地层静压；井底气体密度的计算：以地层静压为井底压力，通过ρ＝P井底M/zRT，计算井底气体密度，其中P井底为井底的压力即地层静压，M为氮气的摩尔质量，z为氮气的压缩因子，R为常数8.314J·mol-1·K-1，T为井底温度(通过仪器测量可知)，z为相应温度和压力下的氮气的压缩因子(可通过软件获得)。进行纯注气压力范围预测，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缝洞型油藏注氮气设计方法，其特征在于，包括预测注气压力；所述预测注气压力包括测定地层静压P地层静压，测量井底温度T和计算注气压力P注气压力和气柱压力P气柱压力；所述测量地层静压是指在油井关井后，待压力恢复到稳定状态时，测量油层中部的压力P地层静压；采用式(1)得到预测注气压力：

【技术特征摘要】
1.一种缝洞型油藏注氮气设计方法，其特征在于，包括预测注气压力；所述预测注气压力包括测定地层静压P地层静压，测量井底温度T和计算注气压力P注气压力和气柱压力P气柱压力；所述测量地层静压是指在油井关井后，待压力恢复到稳定状态时，测量油层中部的压力P地层静压；采用式(1)得到预测注气压力：其中，P启动压力为注气设备出口至井口之间管线消耗的压力，取经验值0.5～2MPa；P注气压差为注气井井底压力与地层压力的差值，取经验值0.7～1.5MPa；P摩阻是指氮气在管柱中流动的摩阻，取经验值1.4～5.6MPa；ρ井口气体密度是在井口压力、温度条件下的井口气体密度值，取经验值0.33g/cm3；P气柱压力为氮气静气柱压力；h为垂直油管高度；g是重力常数；ρ井底气体密度为所述地层静压、地层温度条件下密度值，通过公式ρ井底气体密度＝P地层静压M/zRT计算而得，M为氮气的摩尔质量，z为井底温度T和地层静压P地层静压下的氮气的压缩因子，R为常数8.314J·mol-1·K-1，T为井底温度。2.根据权利要求1所述的缝洞型油藏注氮气设计方法，其特征在于，还包括确定最优注气速度，是指对先导实验油井采用不同注氮气速度下测定其生产指标，具有最高累增油量和换油率的注氮气速度为最优注气速度。3.根据权利要求1所述的缝洞型油藏注氮气设计方法，其特征在于，还包括确定注气方式：当所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中云，刘宝增，赵海洋，胡文革，杨利萍，王世洁，任波，王建海，何龙，焦保雷，冯一波，杨映达，魏芳，李亮，李海霞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11