聚合物驱油体积压裂数值模拟技术研究

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  [摘 要]聚合物驱油过程中会面临聚合物堵塞高渗通道,从而使得产液量下降等问题。而通过数值模拟实验,利用灰色关联法对低渗透储层裂缝走向、污染半径及污染带渗透率等参数进行研究,可以确定最适垂直裂缝导流能力和水平裂缝导流能力, 并对体积压裂过程中的影响因素进行关联性分析,优化体积压裂参数。
  [关键词]聚合物驱油;体积压裂;裂缝导流能力
  中图分类号:TE357.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)12-0012-02
  引言
  随着三次采油技术的成熟,聚合物驱油在各大油田生产过程中所占的比重也越来越大。伴随着聚合物驱油过程的进行,各大油田在生产过程中也产生了一些新的问题。由于聚合物对长期水流冲刷的高渗通道形成了有效堵塞,使得流动阻力日益增加,产液下降幅度大、产液量低[1];此外由于聚合物驱油和常规注水开发在渗流机理方面的差异,使得单一的压裂工艺无法满足整个区块的改造要求。为此,本文选取A区聚驱实验区模型,分别模拟优选了垂直裂缝和水平裂缝两种情况下的最佳裂缝穿透比和最佳裂缝导流能力。
  1 聚驱机理参数确定
  1.1 聚合物驱阶段拟合
  (1)聚合物不可及体积的影响
  由于油层中孔隙半径的不同,致使大的聚合物分子不可以进入小的孔隙,造成聚合物分子比水分子流动得快的现象,聚合物的这种性质用不可及体积系数表示。模型中不可及体积系数选取值对驱油效果的影响很大[2]。不可及体积系数与分子量大小有直接关系,分子量越大,所能通过的孔隙介质的喉道半径越大。
  (2)聚合物剪切降解的影响
  聚合物从配注站打压输出,沿途流经地面管线输送、井口装置、井筒内垂向管流、注水水嘴等一系列装置,流动过程中的剪切作用使聚合物降解十分严重,造成很大一部分黏度损失,尤其从井筒到地层间的水嘴喷射过程,使聚合物溶液的增黏效果受到较大影响,故需要综合考虑聚合物在流动过程中的剪切损失,对曲线进行修正。
  (3)聚合物吸附的影响
  注聚过程中,部分聚合物会残留在岩石表面,一方面,吸附作用使聚合物溶液的浓度降低,影响增黏效果;另一方面,由于吸附作用地层渗透能力下降,尤其使大孔道区域渗透性变差,客观上起到了调剖作用[3]。通过综合分析残余阻力系数、注入压力等指标,在实验室数据基础上加以校正,给出适合模拟软件和实际地质模型的吸附曲线。
  2 裂缝模拟方向确定
  3 污染半径及污染带渗透率确定
  4 水力压裂裂缝导流能力优选
  裂缝导流能力对压裂井产能影响较大。研究表明,随着裂缝导流能力的提高,压裂井产能增加,但增幅逐渐变缓,最佳的裂缝导流能力与油藏基质渗透率相关[5]。对高渗透地层,导流能力增大比穿透率增大对储层增产更为有效,而对低渗透地层,穿透率增大却能大幅提高储层产量。当储层渗透率、裂缝长度和井网模式确定时,存在一个最佳裂缝导流能力值,一般采用数值模拟法对裂缝导流能力值进行优选。
  通过单因素统计我们发现地质与工程因素均对压裂效果有一定的影响,但是存在相关度差、压裂效果影响因素的主次不明确等局限性。因此,我们采用灰色关联分析对压裂效果影响因素进行评价排序,找出主要影响因素,建立区块压裂效果预测模型。
  对于A区,影响压裂效果的主要因素为:加砂强度、前置液強度、含油饱和度、砂比、有效厚度、破裂压力、饱和度变异系数以及排量。由于七东1区整体物性较好,要通过改善压裂工艺技术。对于正常生产井,渗透率变异系数成为影响压裂效果的首要因素。高效井压裂效果的好坏,地质因素占主要地位,特别是含油饱和度。
  6 结论
  (1)通过对A区近井污染带进行评估,建议在进行数值模拟时,污染带的半径取1m,污染带的渗透率取2mD。鉴于污染带范围较小,井距较小,在地层物性相对较好的情况下,进行压裂时采取造“短宽缝”的设计理念。
  (2)从产能的角度出发,以125m井网、裂缝穿透比为0.25为研究对象,基于累积产油量和裂缝导流能力的关系,选择垂直裂缝和水平裂缝的裂缝导流能力为40~50μm2·cm。
  (3)通过单因素统计分析发现,对于低效井,压裂效果影响因素排序为加砂强度>前置液强度>含油饱和度>渗透率>破裂压力>含水率>饱和度变异系数>渗透率变异系数>有效厚度>砂比>排量,因此在对低效井进行压裂优化时,主要从工程角度出发。
  参考文献
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