川中高压回注井单井极限注入量计算及增注机理研究

论文摘要

随着对天然气能源需求量的不断增大,天然气产量逐年增加,气田采出水也在不断的增多。基于降低开采成本和环保的目的,通常将气田采出水回注。目前川中油气矿采用了高压回注的方式,即解决环保的问题,又防止水污染,也为油气田节省不少资金。但随着大量老井产水不断上升和新的生产井投入生产,产水量急剧增加,大量产出水回注是当前要解决的主要问题。本文为适应川中有水气藏开发的需要,针对气田水回注井进行动态监测分析,评价回注井的低于破裂压力下注入能力和压力变化趋势。在达西公式的基础上,结合川中注水井的实际情况,推导出川中注水井注水的稳定和拟稳定渗流模型;拟从高压回注井回注现状和动态跟踪评价着手,弄清回注井压力及回注量分布特征;得出注水井在注水过程中各相关参数之间的关系式,并分析了影响储层吸水的主要因素。本文通过对川中油气矿现有回注井注水现状分析、回注效果以及回注水水质对储层渗流物性影响机理及回注层注入能力研究,主要取得以下几个方面的认识:(1)吸水指数是反映注水层吸水能力的大小,注水井吸水指数与累积注水时间存在一定的相关性,随着注水时间不断增加吸水指数呈下降趋势,但当采取增注措施时吸水指数曲线发生跳跃。(2)在吸水指数分析的基础上,利用Hearn经验,结合工区的稳定渗流模型和物质平衡方程,推导出视吸水指数倒数与累积注水量关系。并绘制吸水指数倒数与累计注水量的关系曲线,在半对数坐标系中吸水指数倒数与累积注水量呈一定线性关系。(3)在Hall注水模型基础上,绘制注水井Hall特征曲线,通过研究可知累积注水量与累积注水压力存在一定的相关性,在直角坐标系中呈近似直线关系,一般线性关系相关性都在97%以上。通过Hall特征曲线的研究,推导出曲线的斜率与储层渗透率的关系式,通过实际回注参数估算储层渗透率。(4)经研究认为应用Hearn和Hall关系曲线可取代阶梯式流量试井,使转注井在最高压力但低于地层破裂压力下注水,达到最高注水量,加速补偿油层亏空,促进注水见效。应用Hearn和Hall关系曲线法还可以探测油藏条件的变化。针对回注井的不超过极限设计泵压回注的要求,又不影响周围气井正常生产的条件下,提出了回注井极限回注量的定义。综合考虑到地层岩石以及流体的压缩性,推导出地层容纳注水量的容积法模型,在确定模型各参数的基础上,对模型进行了运用,计算出了在设计最大注水泵压下地层对注入水的最大注水量。在Hall曲线参数累加的思想上,考虑了注入水对地层污染的累积作用,推导出注水井注水规律的四维线性注水模型,经验证,该模型能很好的刻画川中地区注水井的注水表现规律(相关系数在0.97以上),并运用该模型预测了注水泵压上升规律,计算出在最大注水泵压下地层最大注水时间与最大注水量。该模型能刻画出单井注入能力的影响因素,对川中地区科学高效注水提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 引言
• 1.1 选题的依据及研究意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 油气田水回注可行性研究现状
• 1.2.2 油气田水回注效果研究现状
• 1.2.3 回注量计算研究现状
• 1.2.4 增注机理研究现状
• 1.3 研究内容及技术思路
• 1.4 完成工作量及主要成果认识
• 第2章 油气田概况
• 2.1 区域概况
• 2.2 勘探开发简况
• 第3章 气田水回注概况
• 3.1 气田产水情况
• 3.2 气田水性质
• 3.2.1 气田水水质
• 3.2.2 气田水腐蚀速率测定
• 3.2.3 地层水结垢趋势预测
• 3.3 气田水回注情况
• 3.4 气田水回注层位概况
• 3.5 回注井井控半径确定
• 第4章 注入水在地层中的渗流理论
• 4.1 稳定渗流
• 4.1.1 渗流方程
• 4.1.2 渗流模型的解
• 4.2 不稳定渗流
• 4.2.1 不稳定渗流微分方程
• 4.2.2 不稳定渗流数学模型
• 4.3 注入水渗流影响因素
• 第5章 注水井吸水能力分析
• 5.1 视吸水指数曲线分析
• 5.2 Hearn 曲线分析
• 5.2.1 理论推导
• 5.2.2 Hearn 曲线运用
• 5.3 Hall 曲线分析
• 5.3.1 理论推导
• 5.3.2 Hall 曲线运用
• 5.4 曲线应用对比及注入能力影响因素分析
• 第6章 极限回注量计算
• 6.1 容积法
• 6.1.1 数学模型
• 6.1.2 模型的运用
• 6.2 渗流规律预测法
• 6.2.1 模型建立
• 6.2.2 模型的运用
• 6.2.3 影响因素分析
• 6.3 两种方法比较
• 结论与建议
• 结论
• 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得学术成果