论文部分内容阅读
随着世界经济的迅猛发展全世界对能源尤其是石油的需求量不断增加。而近几十年来发现的油田又越来越少。因此，在目前油价暴涨、国内原油紧缺，大量依赖进口的背景下，提高油田的原油采收率日益成为石油企业界经营规划的组成部分。而我国注水开发的油藏最终采收率通常只为原始地质储量的20%～40%，经过聚合物驱、表面活性剂驱等三次采油，其采收率最多也只提高5%～8%，开发效果很不理想。目前探明可用于开发利用的石油可采储量不足，是影响我国石油发展的主要因素。“八．五”以来实际投入的可采储量一直入不敷出，新增可采储量中强化老油田占了一半以上，新投入开发的油田可采储量仅占40%。目前中油集团的剩余可采储量的采油速度已达8%以上，如果不能从根本上扭转可采储量入不敷出的状况，对我国石油工业的发展非常不利。在新增储量难以大幅度增加的情况下，我们只有通过提高原油采收率的方法来解决燃眉之急。
因为现如今提高原油采收率的方法有很多，无奈每种方法成本很大且提高采收率的幅度都不大，所以研究低成本大幅度提高原油采收率的方法是一个非常迫切需要去思考去探索的重大课题。
我们都知道，虽然石油工业发展已经一百多年，但到目前为止油藏开发模式只有一个，就是传统的径向流开发模式。在这种开发模式下，注入井与生产井之间的最短距离连线上势梯度最大，注入水会沿这条直线发生突进，驱替过程中指进现象严重，水驱波及系数较低。水驱过后留下大量剩余油，最终采收率较低，这始终是径向流开发模式的一个最大弊端。原油聚集成藏时的油驱水过程中，无论油以何种方式进入油藏，由于被驱替相水总是可以大部分保持连续分布状态，且与出口端相连通，因此油驱水效率较高，这正是原始含油饱和度较高的重要原因。传统的径向流开发模式正是由于不可避免的指进现象从而使原油被严重分割和分隔，而且与生产井不连通，所以油井见水时的水淹面积小于井网所控制的面积，在注水井与注水井之间、采油井与采油井之间以及被注入水分割包围的地区留下大面积的死油区，这些死油区中的油就以剩余油的形式埋在地下，致使水驱采收率非常低。在驱替过程中，驱替流体与被驱替流体二者之间进退有序减少彼此分割是提高原油采收率的重要保证。要想提高原油采收率，就要在开发过程中尽可能地使原油保持连续性，并与出口端(生产井)保持连通。
随着水平井技术的不断发展，水平井的应用范围也日益广泛，从最初的水平生产井，到目前的水平注水井，水平采油井．水平井在油田开发中的作用日益增大，而水平井研究也成为油藏工程领域的一个热门议题。从国内外来看，尽管已有大量关于水平井的论文发表，但是与水平井注水相关的论文却很少。虽然水平井注水技术尚未成熟，但是水平井注水具有注水压力低，注入量大，能够产生丰富的热裂缝等特点。水平井注水技术是未来油田开发中一项非常有潜力的技术，因此，深入研究水平注水井的渗流理论不仅可以为水平井整体开发方案设计提供一定理论基础，在某种程度上还可以推动水平井注水技术的不断发展和完善。
水平井水驱采油具有的优势是：和直井相比看，水平井注水时的压力降不会集中在某一点，而是分散在比较长的泄油井段上，压力降较小，油水界面变形也小，所以不会造指进现象。所以，水平井注水采油技术可以极大地改善低渗油田的开发效果，可以提高注水效率，提高水驱波及系数和采出程度，并进一步提高油藏的压力保持水平，进而大幅度提高原油的采收率，进而取得良好的经济效益。
直井中是点对点的生产，两点之间压力梯度的势函数最大，容易形成指进。在油田开始布井时，不打垂直井而直接打水平井，可以把原始的平面径向流调整成直线平行流，水平井射孔是垂直油气流的方向射的。水平井生产时水是以面的形式向前推进的，油也是以面的形式退出的，大大减少了指进现象，连续性的水驱替连续性的油，即被驱替相的油一直保持着连续，油水进退有序，有规则界面，很少被分割，油与出口端也是连通的，且与出口端是零距离，所以油水有良好的接触状态。由于水平井压力梯度处处一样，大大提高了波及系数和洗油效率，从而提高了原油采收率。由此我们提出了借助水平井来实现直线平行流的设想。
本文旨在通过直线平行流的模拟驱油实验，对各种实验资料进行反复比较、整理和分析，探索并丰富直线平行流开发模式提高原油采收率的机理和理论，并且对实现直线平行流开发模式所需要的钻井和采油技术以及可行经济性方面进行充分调查。本文通过实验室平板模型进行大量实验，探讨实现直线平行流的方式，条件以及驱替过程。通过改变流速，流体粘度等相关因素发掘它们对实现直线平行流过程的影响。
本论文的最终研究成果为：
(一)研究从驱油机理方面探索直线平行流的理论依据。
(二)在实验室利用水平井采一水平井注的开采方式验证直线平行流以何种方式推进。
(三)通过实验结果研究驱替过程中单井上下控制的高度，分析比较改变流速，流体粘度等因素影响下控制高度的变化。
(四)分析考查了实现直线平行流开发模式的技术可行性和经济可行性。
因为现如今提高原油采收率的方法有很多，无奈每种方法成本很大且提高采收率的幅度都不大，所以研究低成本大幅度提高原油采收率的方法是一个非常迫切需要去思考去探索的重大课题。
我们都知道，虽然石油工业发展已经一百多年，但到目前为止油藏开发模式只有一个，就是传统的径向流开发模式。在这种开发模式下，注入井与生产井之间的最短距离连线上势梯度最大，注入水会沿这条直线发生突进，驱替过程中指进现象严重，水驱波及系数较低。水驱过后留下大量剩余油，最终采收率较低，这始终是径向流开发模式的一个最大弊端。原油聚集成藏时的油驱水过程中，无论油以何种方式进入油藏，由于被驱替相水总是可以大部分保持连续分布状态，且与出口端相连通，因此油驱水效率较高，这正是原始含油饱和度较高的重要原因。传统的径向流开发模式正是由于不可避免的指进现象从而使原油被严重分割和分隔，而且与生产井不连通，所以油井见水时的水淹面积小于井网所控制的面积，在注水井与注水井之间、采油井与采油井之间以及被注入水分割包围的地区留下大面积的死油区，这些死油区中的油就以剩余油的形式埋在地下，致使水驱采收率非常低。在驱替过程中，驱替流体与被驱替流体二者之间进退有序减少彼此分割是提高原油采收率的重要保证。要想提高原油采收率，就要在开发过程中尽可能地使原油保持连续性，并与出口端(生产井)保持连通。
随着水平井技术的不断发展，水平井的应用范围也日益广泛，从最初的水平生产井，到目前的水平注水井，水平采油井．水平井在油田开发中的作用日益增大，而水平井研究也成为油藏工程领域的一个热门议题。从国内外来看，尽管已有大量关于水平井的论文发表，但是与水平井注水相关的论文却很少。虽然水平井注水技术尚未成熟，但是水平井注水具有注水压力低，注入量大，能够产生丰富的热裂缝等特点。水平井注水技术是未来油田开发中一项非常有潜力的技术，因此，深入研究水平注水井的渗流理论不仅可以为水平井整体开发方案设计提供一定理论基础，在某种程度上还可以推动水平井注水技术的不断发展和完善。
水平井水驱采油具有的优势是：和直井相比看，水平井注水时的压力降不会集中在某一点，而是分散在比较长的泄油井段上，压力降较小，油水界面变形也小，所以不会造指进现象。所以，水平井注水采油技术可以极大地改善低渗油田的开发效果，可以提高注水效率，提高水驱波及系数和采出程度，并进一步提高油藏的压力保持水平，进而大幅度提高原油的采收率，进而取得良好的经济效益。
直井中是点对点的生产，两点之间压力梯度的势函数最大，容易形成指进。在油田开始布井时，不打垂直井而直接打水平井，可以把原始的平面径向流调整成直线平行流，水平井射孔是垂直油气流的方向射的。水平井生产时水是以面的形式向前推进的，油也是以面的形式退出的，大大减少了指进现象，连续性的水驱替连续性的油，即被驱替相的油一直保持着连续，油水进退有序，有规则界面，很少被分割，油与出口端也是连通的，且与出口端是零距离，所以油水有良好的接触状态。由于水平井压力梯度处处一样，大大提高了波及系数和洗油效率，从而提高了原油采收率。由此我们提出了借助水平井来实现直线平行流的设想。
本文旨在通过直线平行流的模拟驱油实验，对各种实验资料进行反复比较、整理和分析，探索并丰富直线平行流开发模式提高原油采收率的机理和理论，并且对实现直线平行流开发模式所需要的钻井和采油技术以及可行经济性方面进行充分调查。本文通过实验室平板模型进行大量实验，探讨实现直线平行流的方式，条件以及驱替过程。通过改变流速，流体粘度等相关因素发掘它们对实现直线平行流过程的影响。
本论文的最终研究成果为：
(一)研究从驱油机理方面探索直线平行流的理论依据。
(二)在实验室利用水平井采一水平井注的开采方式验证直线平行流以何种方式推进。
(三)通过实验结果研究驱替过程中单井上下控制的高度，分析比较改变流速，流体粘度等因素影响下控制高度的变化。
(四)分析考查了实现直线平行流开发模式的技术可行性和经济可行性。