一种水平井二氧化碳控水提高底水气藏采收率方法技术

本发明专利技术提出了一种水平井二氧化碳控水提高底水气藏采收率方法，以CO

【技术实现步骤摘要】
一种水平井二氧化碳控水提高底水气藏采收率方法
本专利技术涉及一种天然气开采方法，尤其涉及一种水平井二氧化碳控水提高底水气藏采收率方法。
技术介绍
我国大多数气藏均属于不同程度的水驱气藏，其中边底水活跃的气藏约占40～50％。由于气藏见水时的采出程度较低，因此需要及时采取控水对策，大量研究及开发实例表明，边底水侵入后气藏内将出现气液两相流动，导致气井产能降低、气井无水采气期缩短、气藏废弃压力升高和最终采收率大幅降低。如何控水一直困扰气田开发工作者的难题。气藏控水对策主要是通过优化配产、优化井网等措施来调整边界推进速度，延缓边底水推进时间，避免气藏水侵恶化，达到气藏高效开采的目的。针对气井出水问题，目前现场主要的处理方法是排水采气和气井堵水。排水采气方式主要有部署排水井、机械排水、泡沫排水、气举+泡排、柱塞+泡排等多种排水方式，但对一些采用排水采气工艺成本较高或现场不具备排水采气工艺条件的出水气井如水平井有必要采取控水措施。堵水主要通过注水泥或高分子堵水剂封堵出水层段，以达到控制水侵、延长气井寿命的目的，但是注入堵水剂必然引起环境污染。通过调研表明，现有气藏水平井控水技术存在以下矛盾:一是随着排水采气不断进行，地层压力必将迅速下降，二是边底水会源源不断地通过裂缝高渗透层进入井筒，增大微细裂缝及孔隙储层供气的附加阻力，甚至形成死气区，难以采出；三是化学药剂的使用，对近井地带储层造成伤害，给环保带来困难。目前，现有技术中利用CO2提高气藏采收率的研究方法有：公开号为CN102587873B的专利公开了一种水平井二氧化碳吞吐控水增油方法，该方法通过一种工艺管柱将适量的CO2注入到条件适宜的非正常水淹的水平井中(非正常水淹井指采出程度低于标定水驱率的80％以下而含水与采出程度不匹配的特高含水井)。关井(焖井)一段时间，使注入的CO2与油层及层内流体进行物理化学反应，起到使原油膨胀、降粘、降低表面张力；使水碳酸化，提高水的粘度；使储层增能、提高渗透率等作用。开井后控制生产，即可达使非正常水淹的特高含水水平井(包括井斜角大于45至86大斜度井)含水显著下降，产油量明显上升，达到控水增油目的。但该方法中未考虑注入CO2平面驱替和纵向控水两方面的因素。同时，设计的关井依据，注入量，注入速度都无定量确定的依据，应用行不强。公开号为102943654A的专利公开了一种利用高含CO2气藏提高高含烃气藏采收率的方法，该方法通过在高含CO2气藏和已开发的高含烃气藏之间建立人造天然气运移通道，并充分利用高含CO2气藏地层能量，将高含CO2气藏中的天然气运移至已开发的高含烃气藏，实现“CO2气驱”。但是该方法重点是阐述如何利用CO2气源通过人造运移通道运移至已开发的高含烃气藏，侧重点是对海上气田提高采收率方法的描述，未针对存在底水凝析气藏如何通过注气开展控水研究，也未设计注采参数的设计。胥洪俊等人提出了一种采用剩余天然气恢复压力法注CO2提高气藏采收率的方法(“注CO2提高气藏采收率”，胥洪俊等，《天然气勘探与开发》，第29卷第3期：第40-41页，2006年9月)，该方法是将CO2高压注入底层并恢复底层压力。在地层条件下，CO2一般处于超临界状态，粘度大大高于甲烷粘度，密度大于甲烷。随着注入量的增加，使CO2向下运移可稳定的将甲烷驱替出采出井，并避免沉淀和水侵发生。但是该方法主要是阐述CO2提高气藏采收率机理，未针对存在底水凝析气藏如何通过注气开展控水研究，也未设计注采参数的设计。气藏控水对策中，水平井控水仍然是难题，一旦发生水淹很难复产。对于水平井控水主要思想是在分段完井的基础上，通过改变水平井各段的完井参数，控制水平井流入剖面、延缓水锥、提高气藏采收率。比如，对于射孔完井，先优化射孔打开程度、打开位置和段数，在此基础上预测出水平井流入剖面，根据流入剖面，制定水平井打开段各点的最优孔密。但受水平井射孔工艺水平的限制，射孔参数的调整幅度和影响效果是相对有限的，这种方法只能控制水平段气藏渗透率级差较小的情况。同样对于割缝衬管完井(调整割缝参数)和各种精密复合筛管完井(调整基管孔密)而言，通过调整完井参数，只能在一定程度上缓解水平井底水脊进的时间和改善水脊模式。底水凝析气藏开发需要寻找新的提高凝析油气采收率的方法。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种施工简便、经济有效、安全环保的水平井控水方法，从根本上克服现有技术的缺陷，有效解决目前气田水平井开发过程中由于底水锥进导致的水淹，气井产能降低，最终气藏采收率降低的问题。本专利技术的水平井二氧化碳控水提高底水气藏采收率方法，包括以下步骤：(1)优选出适合开展包含注入CO2水平井及生产井的生产井组；(2)确定优选出的注采井组中注CO2水平井的总注气量；(3)生产井开井生产，从油套环空注入确定的CO2量，保持注采比1：1的工作制度生产；(4)当生产井CO2含量达到10％时，生产井关井；(5)计算生产井产气量及产水量，评价CO2驱替效果及控水效果。进一步的，所述步骤(1)中，包含注入CO2水平井及生产井的生产井组需满足以下条件：①气藏为底水气藏；②气藏埋深大于800m，气藏流体物性与超临界CO2存在较大差别；③气层相对连续性好，非均质性小，断裂裂缝相对不发育的；④储层带有一定倾角，或为背斜构造；⑤水平井受到底水锥进影响，已经停产，选为注入井；⑥所选注CO2水平井位于构造低部位或局部微构造低点；⑦注采井组中生产井位于构造高部位或局部微构造高点；⑧注采井组内各井均无严重套损、出沙和漏失现象。进一步的，所述步骤(2)中，注CO2水平井的总注气量包括横向驱气注入量和纵向控水注入量，总注气量Vtotal＝Vh+Vv，1)横向驱气注CO2量，通过参考长岩心实验确定：其中，Vh为储层条件下的CO2横向驱替注入体积，m3；f为CO2累计计注入孔隙体积倍数，无因次，通过长岩心实验确定；Vb为井组储层总体积，m3；孔隙度，无单位；Swi为原始含水饱和度，无单位；Bco2为CO2体积系数，无因次。2)纵向控水注入CO2注气量用以下公式确定：其中，Vv为储层条件下的CO2纵向控水注入体积，m3；a，b为处理半径，m；L为水平井生产段长度，m；h为原始气水界面到目前气水界面距离；为孔隙度，无单位；Bco2为CO2体积系数，无因次。进一步的，所述步骤(3)中，注入的CO2量通过公式m＝ρv计算，其中，m为质量，单位为t吨；ρ为密度，单位t/m3，通过相态实验测试结果或图版法确定；v为体积，单位m3。进一步的，所述步骤(2)中，二氧化碳在垂向控水作用范围看作一个上为半椭圆柱体，下为立方体的复合体，其中a，b处理半径：a-短轴，水平段距上部储层高度，m；b-长轴，CO2横向作用半径。进一步的，所述步骤(3)中，CO2单井日注气量按照以下公式确定：其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水平井二氧化碳控水提高底水气藏采收率方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)优选出适合开展包含注入CO

【技术特征摘要】
1.一种水平井二氧化碳控水提高底水气藏采收率方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)优选出适合开展包含注入CO2水平井及生产井的生产井组；
(2)确定优选出的注采井组中注CO2水平井的总注气量；
(3)生产井开井生产，从油套环空注入确定的CO2量，保持注采比1：1的工作制度生产；
(4)当生产井CO2含量达到天然气含量的10％时，生产井关井；
(5)计算生产井产气量及产水量，评价CO2驱替效果及控水效果。


2.根据权利要求1所述的水平井二氧化碳控水提高底水气藏采收率方法，其特征在于，所述步骤(1)中，包含注入CO2水平井及生产井的生产井组需同时满足以下条件：
①气藏为底水气藏；
②气藏埋深大于800m，气藏流体物性与超临界CO2存在较大差别；
③气层相对连续性好，非均质性小，断裂裂缝相对不发育的；
④储层带有一定倾角，或为背斜构造；
⑤水平井受到底水锥进影响，已经停产，选为注入井；
⑥所选注CO2水平井位于构造低部位或局部微构造低点；
⑦注采井组中生产井位于构造高部位或局部微构造高点；
⑧注采井组内各井均无严重套损、出沙和漏失现象。


3.根据权利要求2所述的水平井二氧化碳控水提高底水气藏采收率方法，其特征在于，所述步骤(2)中，注CO2水平井的总注气量包括横向驱气注入量和纵向控水注入量，总注气量Vtotal＝Vh+Vv，
1)横向驱气注入CO2量，通过参考长岩心实验确定：



其中，Vh为储层条件下的CO2横向驱替注入体积，m3；f为CO2累计计注入孔隙体积倍数，无因次，通过长岩心实验确定；Vb为井组储层总体积，m3；孔隙度，无单位；Swi为原始含水饱和度，无单位；Bco2为CO2体积系数，无因次；
2)纵向控水注入CO2量用以下公式确定：



其中，Vv为储层条件下的CO2纵向控水注入体积，m3；a，b为处理半径，m；L为水平井生产段长度，m；h为原始气水界面到目前气水界面距离；为孔隙度，无单位；Bco2为CO2体积系数，无因次。


4.根据权利要求3所述的水平井二氧化碳控水提高底水气藏采收率方法，其特征在于，所述步骤(3)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾英，严谨，史云清，郑荣臣，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11