本發(fā)明屬于油氣藏開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多級(jí)壓裂水平井縫間間隔CO₂驅(qū)采油方法。

背景技術(shù)：

隨著全球石油需求的快速增長(zhǎng)，油氣勘探開發(fā)對(duì)象日趨復(fù)雜，儲(chǔ)量品位越來(lái)越差，低滲、特低滲油藏將成為今后油田開發(fā)的主要對(duì)象。在我國(guó)陸上油田新增的原油探明儲(chǔ)量中，低滲透油藏所占比例急劇增大，因此低滲透和致密油藏正逐步成為我國(guó)未來(lái)油氣開發(fā)的重點(diǎn)。

多級(jí)壓裂水平井通常用于開發(fā)低滲透油田，它能夠提供油氣滲流的通道，從而提高產(chǎn)能。但是一方面由于儲(chǔ)層基質(zhì)比較致密，流體難以流動(dòng)，導(dǎo)致多級(jí)壓裂水平井的初期產(chǎn)量急劇下降，所以急需進(jìn)行能量補(bǔ)充；另一方面由于大規(guī)模的人工壓裂，使地下滲流場(chǎng)發(fā)生較大變化，如果進(jìn)行注水開采，注入水很容易沿著裂縫進(jìn)行突進(jìn)，從而影響開采效果。在油井生產(chǎn)中，由于井下各裂縫之間的壓力和滲透率不同，從而引起各級(jí)裂縫間的產(chǎn)能不同，如果不采取措施使各油層協(xié)同開采，將導(dǎo)致油井的開采率急劇下降。因此，急需開發(fā)一種多級(jí)壓裂水平井縫間間隔采油方法，該方法采用注入CO₂氣體的方式進(jìn)行開采，同時(shí)引入實(shí)時(shí)注采管理方式進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

申請(qǐng)公布號(hào)為CN105114048A的發(fā)明專利公開了一種水平井分段壓裂同井注采采油方法，該方法通過(guò)水平井分段壓裂，在油層不同部位產(chǎn)生多條垂直于水平井筒的壓裂裂縫，選取其中一條裂縫作為流體注入通道，與之相鄰的兩側(cè)的裂縫作為原油采出通道，驅(qū)替原油沿著位于中間的裂縫向兩側(cè)裂縫流動(dòng)；結(jié)合雙油管分段封隔技術(shù)，在水平井內(nèi)將此裂縫與相鄰的兩個(gè)裂縫進(jìn)行封隔，流體從中間裂縫注入，驅(qū)替原油從兩側(cè)相鄰的裂縫流至水平井筒，產(chǎn)出液沿著另一個(gè)油管通道產(chǎn)出井筒，從而在同一水平井內(nèi)形成分段同井注采系統(tǒng)。該技術(shù)方案比較復(fù)雜，在水平井內(nèi)，每次只能對(duì)三條裂縫進(jìn)行注水和采油，這三條裂縫完成注水和采油后，才能對(duì)與其相鄰的另外三條裂縫進(jìn)行注水和采油，可見生產(chǎn)工序多，生產(chǎn)效率低，此外該技術(shù)方案不能定量評(píng)價(jià)總產(chǎn)油量以及每條裂縫的產(chǎn)油量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種多級(jí)壓裂水平井縫間間隔CO₂驅(qū)采油方法，按照先后順序包括以下步驟：

步驟一：對(duì)水平井井筒進(jìn)行分段壓裂，形成多條垂直于水平井井筒的壓裂裂縫；

步驟二：在水平井井筒中的套管內(nèi)安裝油管Ⅰ和油管Ⅱ，在油管Ⅰ上對(duì)應(yīng)于偶數(shù)級(jí)裂縫的位置安裝流量控制器Ⅰ，在油管Ⅱ上對(duì)應(yīng)于奇數(shù)級(jí)裂縫的位置安裝流量控制器Ⅱ，在油套環(huán)形空間內(nèi)對(duì)應(yīng)于奇數(shù)級(jí)裂縫與偶數(shù)級(jí)裂縫之間的位置設(shè)置封隔器；

步驟三：在生產(chǎn)初期，利用天然能量開采，自動(dòng)開啟流量控制器Ⅰ和流量控制器Ⅱ，原油從奇數(shù)級(jí)裂縫和偶數(shù)級(jí)裂縫同時(shí)產(chǎn)出，并分別進(jìn)入油管Ⅱ和油管Ⅰ中；

步驟四：當(dāng)井底壓力下降至泡點(diǎn)壓力時(shí)，利用裂縫間隔注入CO₂開采，向油管Ⅰ中注入CO₂，CO₂進(jìn)入偶數(shù)級(jí)裂縫，同時(shí)原油從奇數(shù)級(jí)裂縫產(chǎn)出并進(jìn)入油管Ⅱ中；

步驟五：當(dāng)采油產(chǎn)量低于經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量時(shí)，停止注入CO₂，同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉流量控制器Ⅰ和流量控制器Ⅱ。

本發(fā)明的采油方法是針對(duì)多級(jí)壓裂水平井提出的新的能量補(bǔ)充方式，該方式采用CO₂驅(qū)替采油。對(duì)于低滲透油田來(lái)說(shuō)，注入氣體壓力比注水壓力要低，易于實(shí)現(xiàn)注采平衡，并且采用CO₂不會(huì)造成儲(chǔ)層傷害，不與地層水、巖石和粘土礦物反應(yīng)，同時(shí)能夠提高采收率。CO₂對(duì)于提高采收率的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：降低原油粘度；使原油體積膨脹；蒸發(fā)提取原油中間烴組分；降低界面張力；改變?cè)兔芏?；降壓形成溶解氣?qū)。

本發(fā)明的采油方法通過(guò)對(duì)水平井分段壓裂，在油層不同部位產(chǎn)生多條垂直于水平井的壓裂裂縫，選取其中偶數(shù)級(jí)裂縫作為CO₂注入通道，與之相鄰的奇數(shù)級(jí)裂縫作為原油采出通道，驅(qū)替原油沿著注氣裂縫向與其相鄰的兩側(cè)裂縫流動(dòng)；同時(shí)結(jié)合雙油管分段封隔和智能控制技術(shù)，在水平井多級(jí)壓裂裂縫間進(jìn)行封隔，通過(guò)地面電動(dòng)控制流量控制器的開啟和閉合，進(jìn)而控制井下CO₂的分段注入，從而實(shí)現(xiàn)分段裂縫間的同井注采。

優(yōu)選的是，步驟一中，所述壓裂裂縫至少為三級(jí)。更為優(yōu)選的是五級(jí)裂縫。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟二中，所述油管Ⅰ和所述油管Ⅱ均與所述套管平行。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述油管Ⅰ和所述油管Ⅱ均與所述套管形成油套環(huán)形空間。在油套環(huán)形空間內(nèi)設(shè)置封隔器，封隔器將套管內(nèi)的空間分隔為注氣通道和采油通道。根據(jù)注采裂縫的不同位置，注氣通道和采油通道在油套環(huán)形空間內(nèi)交替存在。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述油管Ⅰ的末端安裝封閉部件。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述油管Ⅰ上的流量控制器Ⅰ通過(guò)線纜與地面上的實(shí)時(shí)注采管理系統(tǒng)連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述油管Ⅱ上的流量控制器Ⅱ通過(guò)線纜與地面上的實(shí)時(shí)注采管理系統(tǒng)連接。

本發(fā)明的采油方法中結(jié)合了智能控制技術(shù)，在地面上設(shè)置實(shí)時(shí)注采管理系統(tǒng)，利用設(shè)置在井下的永久性傳感器實(shí)時(shí)采集井下壓力、溫度、注氣流量、采油流量等信息，并通過(guò)線纜將采集的信號(hào)傳輸?shù)降孛嫔?，然后利用軟件平臺(tái)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，同時(shí)結(jié)合油藏?cái)?shù)值模擬分析和優(yōu)化，形成油藏管理決策信息，并通過(guò)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)反饋到井下，對(duì)油層進(jìn)行生產(chǎn)遙控，進(jìn)而提高油井產(chǎn)狀。

本發(fā)明的采油方法通過(guò)地面上的實(shí)時(shí)注采管理系統(tǒng)控制井下所有流量控制器Ⅰ和流量控制器Ⅱ的開啟與關(guān)閉，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)偶數(shù)級(jí)裂縫的注氣和奇數(shù)級(jí)裂縫的采油。當(dāng)生產(chǎn)中出現(xiàn)氣體錐進(jìn)時(shí)，可通過(guò)調(diào)整層段流量來(lái)延緩氣體錐進(jìn)。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟三中，開啟流量控制器Ⅰ后，油管Ⅰ與偶數(shù)級(jí)裂縫之間形成注氣通道。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟三中，開啟流量控制器Ⅱ后，油管Ⅱ與奇數(shù)級(jí)裂縫之間形成采油通道。

在步驟三中，當(dāng)?shù)貙幽芰肯陆递^快、產(chǎn)量遞減較快或采收率降低時(shí)，再利用裂縫間隔注入CO₂開采的方法。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟四中，通過(guò)實(shí)時(shí)注采管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)水平井的井下信息，當(dāng)某一井段出現(xiàn)氣竄時(shí)，通過(guò)控制實(shí)時(shí)注采管理系統(tǒng)直接控制與該井段相對(duì)應(yīng)的流量控制器Ⅰ和/或流量控制器Ⅱ的關(guān)閉與開啟。

本發(fā)明的采油方法需要選擇適宜的油管尺寸，以保證油管可以順利下入井中，同時(shí)滿足要求的注采量。當(dāng)套管直徑為18-20cm時(shí)，兩個(gè)油管的直徑優(yōu)選為5cm；還需要選擇適宜的低滲透或致密油藏，油層厚度不小于10m，用于進(jìn)行水平井井筒分段壓裂。水平井井筒沿著底層最小水平主應(yīng)力方向鉆成，為了后續(xù)實(shí)施分段壓裂時(shí)能夠形成垂直于水平井井筒的徑向裂縫，水平井井筒位于油層中部，其長(zhǎng)度不小于100m。還要求開采油層部位不含有邊底水，因?yàn)檫叺姿拇嬖跁?huì)在水平井井筒局部形成水錐，導(dǎo)致快速水淹，造成油井大量產(chǎn)水。根據(jù)油層物性，將水平井井筒分成若干段，分段進(jìn)行壓裂，每段長(zhǎng)度為80-150m。

本發(fā)明的多級(jí)壓裂水平井縫間間隔CO₂驅(qū)采油方法具有如下顯著效果：(1)利用CO₂驅(qū)替開采裂縫間的剩余原油，可大幅度提高原油采收率；(2)通過(guò)注采裂縫組合開采，最大限度地將油井中的原油采出，具有良好的開發(fā)效果；(3)CO₂注入壓力不受井距影響，可根據(jù)油層物性確定裂縫間隔，便于控制注采壓差和驅(qū)替強(qiáng)度；(4)結(jié)合智能控制技術(shù)，在井下安裝流量控制器，通過(guò)地面上的實(shí)時(shí)注采管理系統(tǒng)對(duì)不同層位有選擇性地進(jìn)行開啟和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)從特定層段生產(chǎn)的目的，也可有效抑制氣竄問(wèn)題；(5)生產(chǎn)過(guò)程體現(xiàn)智能化操作，能夠根據(jù)不同油層物性對(duì)不同裂縫的產(chǎn)量或者注入量進(jìn)行控制或調(diào)整，達(dá)到合理配產(chǎn)配注，改善縫間流體分布差異；(6)考慮到國(guó)內(nèi)油井井眼尺寸較小的現(xiàn)實(shí)需要，采用了電動(dòng)控制方式，一般流量控制閥的液壓驅(qū)動(dòng)方式需要配套的液壓控制管線，當(dāng)井下閥門較多時(shí)液壓控制管線的安裝連接比較困難，當(dāng)井眼尺寸較小時(shí)，該困難尤為突出，而電動(dòng)控制方式的結(jié)構(gòu)緊湊，特別適合于小井眼場(chǎng)合；(7)通過(guò)單口水平井井筒即可達(dá)到同時(shí)注入CO₂和采油的雙重功能，減緩了油井?dāng)?shù)量對(duì)于油田增產(chǎn)的制約，從而大大降低油田開發(fā)成本。

附圖說(shuō)明

圖1為按照本發(fā)明的多級(jí)壓裂水平井縫間間隔CO₂驅(qū)采油方法的一優(yōu)選實(shí)施例在天然能量開采階段的原理示意圖；

圖2為按照本發(fā)明的多級(jí)壓裂水平井縫間間隔CO₂驅(qū)采油方法的圖1所示實(shí)施例在裂縫間隔注入CO₂驅(qū)替采油過(guò)程示意圖。

圖中標(biāo)注說(shuō)明：1-套管，2-油管Ⅰ，3-油管Ⅱ，4-偶數(shù)級(jí)裂縫，5-奇數(shù)級(jí)裂縫，6-流量控制器Ⅰ，7-流量控制器Ⅱ，8-油套環(huán)形空間，9-封隔器，10-封閉部件，11-線纜。

具體實(shí)施方式

為了更進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容，下面將結(jié)合具體實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明。

如圖1和圖2所示，按照本發(fā)明的多級(jí)壓裂水平井縫間間隔CO₂驅(qū)采油方法的一實(shí)施例，其按照先后順序包括以下步驟：

步驟一：對(duì)水平井井筒進(jìn)行分段壓裂，形成多條垂直于水平井井筒的壓裂裂縫；

步驟二：在水平井井筒中的套管1內(nèi)安裝油管Ⅰ2和油管Ⅱ3，在油管Ⅰ2上對(duì)應(yīng)于偶數(shù)級(jí)裂縫4的位置安裝流量控制器Ⅰ6，在油管Ⅱ3上對(duì)應(yīng)于奇數(shù)級(jí)裂縫5的位置安裝流量控制器Ⅱ7，在油套環(huán)形空間8內(nèi)對(duì)應(yīng)于奇數(shù)級(jí)裂縫5與偶數(shù)級(jí)裂縫4之間的位置設(shè)置封隔器9；

步驟三：在生產(chǎn)初期，利用天然能量開采，自動(dòng)開啟流量控制器Ⅰ6和流量控制器Ⅱ7，原油從奇數(shù)級(jí)裂縫5和偶數(shù)級(jí)裂縫4同時(shí)產(chǎn)出，并分別進(jìn)入油管Ⅱ3和油管Ⅰ2中；

步驟四：當(dāng)井底壓力下降至泡點(diǎn)壓力時(shí)，利用裂縫間隔注入CO₂開采，向油管Ⅰ2中注入CO₂，CO₂進(jìn)入偶數(shù)級(jí)裂縫4，同時(shí)原油從奇數(shù)級(jí)裂縫5產(chǎn)出并進(jìn)入油管Ⅱ3中；

步驟五：當(dāng)采油產(chǎn)量低于經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量時(shí)，停止注入CO₂，同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉流量控制器Ⅰ6和流量控制器Ⅱ7。

本實(shí)施例的采油方法是針對(duì)多級(jí)壓裂水平井提出的新的能量補(bǔ)充方式，該方式采用CO₂驅(qū)替采油。對(duì)于低滲透油田來(lái)說(shuō)，注入氣體壓力比注水壓力要低，易于實(shí)現(xiàn)注采平衡，并且采用CO₂不會(huì)造成儲(chǔ)層傷害，不與地層水、巖石和粘土礦物反應(yīng)，同時(shí)能夠提高采收率。CO₂對(duì)于提高采收率的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：降低原油粘度；使原油體積膨脹；蒸發(fā)提取原油中間烴組分；降低界面張力；改變?cè)兔芏?；降壓形成溶解氣?qū)。

本實(shí)施例的采油方法通過(guò)對(duì)水平井分段壓裂，在油層不同部位產(chǎn)生多條垂直于水平井的壓裂裂縫，選取其中偶數(shù)級(jí)裂縫作為CO₂注入通道，與之相鄰的奇數(shù)級(jí)裂縫作為原油采出通道，驅(qū)替原油沿著注氣裂縫向與其相鄰的兩側(cè)裂縫流動(dòng)；同時(shí)結(jié)合雙油管分段封隔和智能控制技術(shù)，在水平井多級(jí)壓裂裂縫間進(jìn)行封隔，通過(guò)地面電動(dòng)控制流量控制器的開啟和閉合，進(jìn)而控制井下CO₂的分段注入，從而實(shí)現(xiàn)分段裂縫間的同井注采。

步驟一中，所述壓裂裂縫為五級(jí)。

步驟二中，所述油管Ⅰ2和所述油管Ⅱ3均與所述套管1平行，且均與所述套管1形成油套環(huán)形空間8。在油套環(huán)形空間8內(nèi)設(shè)置封隔器9，封隔器9將套管內(nèi)的空間8分隔為注氣通道和采油通道。根據(jù)注采裂縫的不同位置，注氣通道和采油通道在油套環(huán)形空間內(nèi)交替存在。所述油管Ⅰ2的末端安裝封閉部件10。所述油管Ⅰ2上的流量控制器Ⅰ6通過(guò)線纜11與地面上的實(shí)時(shí)注采管理系統(tǒng)連接；所述油管Ⅱ3上的流量控制器Ⅱ7通過(guò)線纜11與地面上的實(shí)時(shí)注采管理系統(tǒng)連接。

本實(shí)施例的采油方法通過(guò)地面上的實(shí)時(shí)注采管理系統(tǒng)控制井下所有流量控制器Ⅰ和流量控制器Ⅱ的開啟與關(guān)閉，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)偶數(shù)級(jí)裂縫的注氣和奇數(shù)級(jí)裂縫的采油。當(dāng)生產(chǎn)中出現(xiàn)氣體錐進(jìn)時(shí)，可通過(guò)調(diào)整層段流量來(lái)延緩氣體錐進(jìn)。

步驟三中，開啟流量控制器Ⅰ6后，油管Ⅰ2與偶數(shù)級(jí)裂縫4之間形成注氣通道；開啟流量控制器Ⅱ7后，油管Ⅱ3與奇數(shù)級(jí)裂縫5之間形成采油通道。當(dāng)?shù)貙幽芰肯陆递^快、產(chǎn)量遞減較快或采收率降低時(shí)，再利用裂縫間隔注入CO₂開采的方法。

步驟四中，通過(guò)實(shí)時(shí)注采管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)水平井的井下信息，當(dāng)某一井段出現(xiàn)氣竄時(shí)，通過(guò)控制實(shí)時(shí)注采管理系統(tǒng)直接控制與該井段相對(duì)應(yīng)的流量控制器Ⅰ和/或流量控制器Ⅱ的關(guān)閉與開啟。

本實(shí)施例的采油方法需要選擇適宜的油管尺寸，以保證油管可以順利下入井中，同時(shí)滿足要求的注采量。當(dāng)套管直徑為18-20cm時(shí)，兩個(gè)油管的直徑優(yōu)選為5cm；還需要選擇適宜的低滲透或致密油藏，油層厚度不小于10m，用于進(jìn)行水平井井筒分段壓裂。水平井井筒沿著底層最小水平主應(yīng)力方向鉆成，為了后續(xù)實(shí)施分段壓裂時(shí)能夠形成垂直于水平井井筒的徑向裂縫，水平井井筒位于油層中部，其長(zhǎng)度不小于100m。還要求開采油層部位不含有邊底水，因?yàn)檫叺姿拇嬖跁?huì)在水平井井筒局部形成水錐，導(dǎo)致快速水淹，造成油井大量產(chǎn)水。根據(jù)油層物性，將水平井井筒分成若干段，分段進(jìn)行壓裂，每段長(zhǎng)度為80-150m。

本實(shí)施例的多級(jí)壓裂水平井縫間間隔CO₂驅(qū)采油方法具有如下顯著效果：(1)利用CO₂驅(qū)替開采裂縫間的剩余原油，可大幅度提高原油采收率；(2)通過(guò)注采裂縫組合開采，最大限度地將油井中的原油采出，具有良好的開發(fā)效果；(3)CO₂注入壓力不受井距影響，可根據(jù)油層物性確定裂縫間隔，便于控制注采壓差和驅(qū)替強(qiáng)度；(4)結(jié)合智能控制技術(shù)，在井下安裝流量控制器，通過(guò)地面上的實(shí)時(shí)注采管理系統(tǒng)對(duì)不同層位有選擇性地進(jìn)行開啟和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)從特定層段生產(chǎn)的目的，也可有效抑制氣竄問(wèn)題；(5)生產(chǎn)過(guò)程體現(xiàn)智能化操作，能夠根據(jù)不同油層物性對(duì)不同裂縫的產(chǎn)量或者注入量進(jìn)行控制或調(diào)整，達(dá)到合理配產(chǎn)配注，改善縫間流體分布差異；(6)考慮到國(guó)內(nèi)油井井眼尺寸較小的現(xiàn)實(shí)需要，采用了電動(dòng)控制方式，一般流量控制閥的液壓驅(qū)動(dòng)方式需要配套的液壓控制管線，當(dāng)井下閥門較多時(shí)液壓控制管線的安裝連接比較困難，當(dāng)井眼尺寸較小時(shí)，該困難尤為突出，而電動(dòng)控制方式的結(jié)構(gòu)緊湊，特別適合于小井眼場(chǎng)合；(7)通過(guò)單口水平井井筒即可達(dá)到同時(shí)注入CO₂和采油的雙重功能，減緩了油井?dāng)?shù)量對(duì)于油田增產(chǎn)的制約，從而大大降低油田開發(fā)成本。

本領(lǐng)域技術(shù)人員不難理解，本發(fā)明的多級(jí)壓裂水平井縫間間隔CO₂驅(qū)采油方法包括上述本發(fā)明說(shuō)明書的發(fā)明內(nèi)容和具體實(shí)施方式部分以及附圖所示出的各部分的任意組合，限于篇幅并為使說(shuō)明書簡(jiǎn)明而沒有將這些組合構(gòu)成的各方案一一描述。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。