本发明专利技术涉及一种基于特低渗透储层存在非达西流动特征，利用人工裂缝和面积井网协同作用，使特低渗透储层有效动用的开采原油方法。目前，开发特低渗透储层所设计采用的面积井网，基本上都是沿用传统的基于达西流动的情况，直井压裂目的也仅是改善井筒附近渗流能力和增产增注，开发过程中很难使特低渗透储层形成有效合理的动用开发系统，储层难以有效动用。本发明专利技术采用压裂直井组成面积井网，在人工裂缝和面积井网协同作用下，确定压裂直井单井动用半径、控制面积和面积井网的启动系数，形成有效合理的动用开发系统，开采特低渗透储层原油，大大提高油田开发的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油田开采方法设计
，具体涉及一种基于特低渗透储层存在非达西流动特征，利用人工裂缝和面积井网协同作用，使特低渗透储层有效动用的开采原油 方法。
技术介绍
对于特低渗透储层来说，由于油层多孔介质孔隙窄小，吼道半径几个微米，原油与 岩石界面接触面积的比例明显增加，体相中原油的比例显著降低。流体流动的阻力除了黏 滞力，还有固、液界面的分子作用力，使其与中高渗储层中流体流动的特点明显不同，即非 达西渗流或具有启动压力梯度的流动。这就说明地层压力梯度若是小于储层自身的启动压 力梯度，储层内一部分储量就难以得到有效动用。 目前人工注水油田多是采用面积注水，也就是使注水井和生产井按一定的几何形 状和密度均匀的布置在整个开发区上，如矩形井网、菱形反九点井网等。 一般采油井都压 裂，注水井视具体情况有的压裂有的未压裂，压裂目的也仅是改善井筒附近渗流能力和增 产增注。但是这种开发方法在设计和评价过程中，仍然沿用传统的基于达西流动的情况，开 发过程中很难使特低渗透储层形成有效合理的动用开发系统，储层难以有效动用。
技术实现思路
本专利技术提供了。该方法采用压裂直井组成面积井网，在人工裂缝和面积井网协同作用下，确定压裂直井单井控制面积和面积井网的启动系数，形成有效合理的动用开发系统，开采特低渗透储层原油。所述启动系数是单元面积井网内启动面积与单元井网面积的比值。启动面积是井网单元内各单井控制面积之和。启动系数可以定量分析井网、井排距对特低渗透储层动用程度的影响，是衡量一定井网压差情况下储层动用程度的指标，为特低渗透储层的开发设计提供依据。采用如下步骤 (1)确定所开发特低渗透储层的启动压力梯度G，并选定一块试验区； (2)确定试验区面积井网的型式和试验区井距la，排距lb ; (3)对试验区每口直井的相应储层段进行射孔和压裂，使其生成垂直井筒的孔眼 和裂缝，其中测量压裂缝半长为Xf，压裂缝角度a ; (4)测量地层压力控制注水井井底流压Ph和采油井井底流压Pw，对试验区进行 原油开采； (5)确定试验区每口直井的动用半径rm、控制面积Sf和面积井网的启动系数n， 满足特低渗透储层有效动用； (6)根据试验区的启动系数n，确定全区的压裂缝角度a,、压裂缝半长Xf,、注水 井井底流压Ph,、采油井井底流压Pwq，井距laq和排距lbq。 其中，所述步骤(5)特低渗透储层直井动用半径rm满足特低渗透储层有效动用3时，乙满足如下公式 rm .eGrm = q/G ， 其中C=Ei(^fe)—^((^ ) ，L为井筒半径，re为井筒距边界距离。 其中，所述步骤(5)确定试验区每口井的控制面积Sf满足特低渗透储层有效动用 时，Sf满足如下公式 Sf省丄2+Xf2 ， 使得压裂直井控制面积内地层内的压力梯度大于特低渗透储层启动压力梯度。 所述步骤(5)确定面积井网启动系数n满足特低渗透储层有效动用时，启动系数 n为单元面积井网内启动面积与单元井网面积的比值，所述启动面积是井网单元内各单井 控制面积之和。附图说明 图1为矩形井网单元示意图； 图2为葡333试验区井网示意图； 图3为葡333试验区启动压力与渗透率关系曲线； 图4为葡173-422井组直井非达西与达西流动压力分布比较图； 图5为葡173-422井组地层压力梯度分布图； 图6为葡173-422井组裂缝半长不同时单元井网启动分布图； 图7为葡175-422井组裂缝半长不同时单元井网启动分布具体实施例方式利用本专利技术在大庆油田、胜利油田等多个特低渗透试验区进行试验，均收到显著 的开发效果。下面以大庆油田葡南地区扶余油层葡333试验区为例，结合附图进一步说明 本专利技术。 扶余油层有效孔隙度一般分布在9 15%之间，平均为12% ;空气渗透率一般 分布在O. 1 2. 5mD，平均为1.35mD，属于特低渗透油层。葡333试验区采取井排方向 NE74. 5° 、240X100m的矩形井网(如图2)。平均压裂缝半长为84m，压裂缝角度为北东79 度。葡333试验区采用面积井网方式是矩形井网，井距240m，排距100m。葡173-422井组 是油井压裂井组平均地层压力为15. 28MPa，水井井底流压为28. 12MPa，平均油井井底流压 为2. 23MPa ;葡175-422井组是整体压裂井组(即注水井和采油井都压裂)，平均地层压力 为15. 04MPa，水井井底流压为28. 68MPa，平均油井井底流压为3. 97MPa。虽然本实施例中采 用矩形井网，但是本领域公知采用其它类型的井网型式如菱形反九点井网、正方形反九点 井网等也是该领域常采取的布井型式，本专利技术所基于非达西渗流理所得到的有效动用相关 结果也适用于上述井网型式。 图3是利用扶余油层葡333试验区岩心，进行启动压力梯度室内驱替实验，对试验 区启动压力梯度进行测定，再根据扶余油层葡333试验区生产数据(地层渗透率、地层有效厚度、地层流体黏度、生产压差、已开发区块的井网参数井网形式及井距、该区块的产量等)，对启动压力梯度进行修正，得到扶余油层葡333启动压力梯度与渗透率的关系曲线。 葡333试验区平均的启动压力梯度为0. 023MPa/m。 对于低渗透油层特别是特低渗透油层来说，由于油层多孔介质孔隙窄小，吼道半 径几个微米，原油与岩石界面接触面积的比例明显增加，体相中原油的比例显著降低。流体 流动的阻力除了黏滞力，还有固液界面的分子作用力，使其与中高渗储层中流体流动的特 点明显不同，即非达西渗流或具有启动压力梯度的流动。这就决定了一部分储量难以得到 有效动用，以往的基于达西渗流理论和条件下的油藏工程计算公式已满足不了特低渗透油 藏研究的需要。考虑低渗透储层液体流动为克服启动压力梯度的非达西渗流，再结合单相 液体流理论公式，描述液体真实的低速非达西流动全过程的数学模型如下<formula>formula see original document page 5</formula> 式中p为任一压力p时流体的密度，kg/m3 ;小为压力p时的孔隙度；k为绝对渗 透率，mD ; ii为流体黏度，mPa. s ;G为启动压力梯度，MPa/m ; P 。为大气压力下流体的密度， kg/m3 ;CP为液体的弹性压縮系数，1/MPa ;p。为大气压力；小。为大气压力下岩石的孔隙度； C$为岩石的弹性压縮系数，1/MPa ;C为总压縮系数。 将式(2) 、 (3)代入式(1)得到总的控制方程为 —<formula>formula see original document page 5</formula>假设为稳态且Cp = l，转化为柱坐标系下平面径向流常微分方程为<formula>formula see original document page 5</formula> 式中rw为井筒半径，m ;pw为井筒压力，MPa ;re为泄压半径，m ;pe为边界压力，MPa。 由式(5)、 (6)得出解为其中c i =+ C2 = -C'Ei(Gr) + C2 (7)，C2 = pjQEi (Grw) ，Ei为数学领域公知的函数算法即幂积分函数表本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使特低渗透储层有效动用的开采原油方法，其特征在于采用如下步骤： （１）确定所开发特低渗透储层的启动压力梯度Ｇ，并选定一块试验区； （２）确定试验区面积井网的型式和试验区井距ｌ↓［ａ］，排距ｌ↓［ｂ］； （３）对试验区每口直井的相应储层段进行射孔和压裂，使其生成垂直井筒的孔眼和裂缝，其中测量压裂缝半长为ｘ↓［ｆ］，压裂缝角度α； （４）测量地层压力ｐ↓［ｅ］，控制注水井井底流压ｐ↓［ｈ］和采油井井底流压ｐ↓［ｗ］，对试验区进行原油开采； （５）确定试验区每口直井的动用半径ｒ↓［ｍ］、控制面积Ｓ↓［ｆ］和面积井网的启动系数η，满足特低渗透储层有效动用； （６）根据试验区的启动系数η，确定全区的压裂缝角度α↓［ｑ］、压裂缝半长ｘ↓［ｆｑ］、注水井井底流压ｐ↓［ｈｑ］、采油井井底流压ｐ↓［ｗｑ］，井距ｌ↓［ａｑ］和排距ｌ↓［ｂｑ］。
【技术特征摘要】
一种使特低渗透储层有效动用的开采原油方法，其特征在于采用如下步骤(1)确定所开发特低渗透储层的启动压力梯度G，并选定一块试验区；(2)确定试验区面积井网的型式和试验区井距la，排距lb；(3)对试验区每口直井的相应储层段进行射孔和压裂，使其生成垂直井筒的孔眼和裂缝，其中测量压裂缝半长为xf，压裂缝角度α；(4)测量地层压力pe，控制注水井井底流压ph和采油井井底流压pw，对试验区进行原油开采；(5)确定试验区每口直井的动用半径rm、控制面积Sf和面积井网的启动系数η，满足特低渗透储层有效动用；(6)根据试验区的启动系数η，确定全区的压裂缝角度αq、压裂缝半长xfq、注水井井底流压phq、采油井井底流压pwq，井距laq和排距lbq。2. 根据权利要求1所述的使特低渗透储层有效动用的开采原油方法，其特征在于所 述步骤(5)中，特低渗透储层直井动用半径rm按照如下公式确定<formula>formula see or...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱维耀，宋洪庆，王明，鞠岩，黄小荷，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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