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裂縫性低滲透油藏注水井網優化技術

[加入收藏][字號: ] [時間:2009-04-10 振威石油網 關注度:0]
摘要:  在低滲透油田幾十年的開發實踐中,人們對裂縫性低滲透油田的井網布置取得了很多有益的認識。目前國內外投入開發的低滲透井網大多有三種:最先發展的正方形井網及反九點面積井網和后來發展菱形井網。前兩種井網由于將注水井排直接布置在主裂縫上,所以油井...
  在低滲透油田幾十年的開發實踐中,人們對裂縫性低滲透油田的井網布置取得了很多有益的認識。目前國內外投入開發的低滲透井網大多有三種:最先發展的正方形井網及反九點面積井網和后來發展菱形井網。前兩種井網由于將注水井排直接布置在主裂縫上,所以油井投入開發后,見水快,水淹嚴重,而菱形井網才是裂縫性低滲透油藏開發的最佳井網,這其中又以兩排注水井夾兩排采油井菱形井網最佳。

  以上探討的低滲透油田開發的合理井網是從直井的角度來論證的。隨著水平井等鉆井工藝技術的發展,為低滲透油田的開發提供了更加有效的手段。水平井加壓裂可大大提高單井產量,使低滲透油田開發取得更好的經濟效益。水平井對于厚度達5—10m以上的單油層最合適,對于多個單層達5—10m以上厚度的多油層油藏則可采用多底水平井。 目前初步認為合理的井網應該是生產井采用水平井,其水平段應垂直最大地應力方向以與裂縫直交,并以多段壓裂形成多條垂直于水平井段的裂縫, 以求得最大產能。注水井可以以直井為主,沿主應力方向布井,形成線狀注水。至于這種水平井和直井配合的線性注水井網其井距及排距多少最為合理要比單純直井復雜的多,需要視具體情況(主要是裂縫滲透率與基質滲透率大小)用數值模擬手段深入研究。Horacio Ferreira于1998年把水平井注水和傳統的五點井網注水進行了模擬對比。對比表明,在注入水的波及面積、注入水突破時的波及孔隙體積以及油水的相對流動速率等因素對原油采收率的影響上,水平井注水井網都要比傳統五點井網優越。

  井網是合理開發方案的基礎,對低滲透油藏來說,更是如此,必須進行井網優化。國內外裂縫性低滲透油藏在進行井網優化時,都是在裂縫油藏有別于常規油藏這個角度考慮的。裂縫性低滲透油藏最突出的特點有3個:一是儲層存在天然裂縫,裂縫具有方向性,且不同油田其裂縫發育程度不同;二是裂縫滲透率較基質高,裂縫是儲層的主要滲流通道,基質則是儲層的主要儲積空間;三是若注采井處在裂縫系統上,油水運動受裂縫控制,出現不均勻性。

  裂縫性低滲透油藏滲流特征及開發實踐表明,影響油田開發效果的因素主要有兩個方面,一是儲層裂縫參數,另一個是井網部署。裂縫參數包括裂縫方向、導流能力及密度(視線密度);井網因素包括兩排水井夾油井排數和注采井方向與裂縫走向夾角。而以前國內外裂縫性低滲透油藏在井網部署時,幾乎都采用了正方形井網、反九點注水方式。盡管一些裂縫性油藏在部署井網時為了避免裂縫對開發的不利影響,將井排方向與裂縫方向部署成一定角度,結果仍然造成與平行裂縫走向部署開發井的相似結果,即處在裂縫系統上的注采井的油井見水早,含水上升快,甚至暴性水淹,而垂直于水井排的油井注水收益差。 物理模擬、數值模擬和現場試驗都說明:裂縫性低滲透油藏最好的開采方式是沿平行裂縫方向注水,沿垂直裂縫方向驅油,即線狀注水方式。裂縫性低滲透油藏合理井網是菱形井網與矩形五點井網,最優井網為兩排水井夾兩排油井(即扁四點法),其注采方向與裂縫走向有夾角,對單向裂縫滲透率與基質滲透率比值越大其夾角越小,對具體油田應視油井產能和裂縫滲透率與基質滲透率比值大小而定;對兩垂直縫,其注采井與裂縫走向的夾角為45°。

  這主要是因為:

  (1)避免了油井處在主裂縫走向上,極大地減小了水淹井的可能性,也就有效地避免了因油井水淹而出現的嚴重的后果。

  (2)由于縮小了排距,油井易于受注水影響,使油井地層壓力保持較高的水平,同時由于注采井直線距離比較長,沒有裂縫溝通,所以雖然受效,但不會造成水淹。

  (3)由于油井受兩口注水井驅油,先是受最近注水井的驅動,可使油井穩產,之后又受較遠注水井的驅動,使油井較反九點井網穩產時間長。

  (4)油井少、水井多,它特別適合裂縫性油藏。

  (5)若加密油井可以最大限度減少死油區,如在油井間加密一排油井,加密后注采井數比為1:3。一般講這種注采井數對裂縫性低滲透油藏是能滿足配注要求的。

  由于低滲透油藏沿裂縫方向的滲透率遠大于垂直于裂縫方向的滲透率,因此油水井排的井距應大于其排距,同時井距和裂縫的長度、油藏地質也有關系。

  對于以上的結論是在考慮不同的情況下得出的,所以,對于不同的油田還必須有不同的井網優化條件,在考慮井網的部署時,必須對應于一定的現場要求。如果考慮了以下的條件,那么選擇菱形井網將會更好地適應油藏的地質條件:

  •考慮裂縫的規模,主要有裂縫的方向和發育程度(視線密度)。

  •考慮裂縫的滲透率和基質的滲透率的比值,不同的比值對應于不同的井距和排距,這就確定了不同的井網密度,這是最主要的。

  •考慮后期的井網調整要求,能否在后期適合轉注和井網加密的要求。

  •當砂體發育方向與主裂縫方位接近時,應適當加大井排距比;當斷層發育并與主裂縫方向成大角度時,考慮到斷層對東西向注采井間的遮擋作用,可適當縮小井排距比;基質滲透率越小,井排距比應越大。

  經濟上可接受情況下的主要性能如下:

  •菱形井網可改善平面上各油井的均勻受效程度,采油速率優勢逐漸明顯。

  •大大延緩了角井水淹時間,同時使邊井的受效程度加大,而且當角井含水較高時可以轉注。

  •后期具有良好的調整靈活性,油井的轉注改變了滲流方向,提高了驅油效率。

  •井排距比同砂體發育方向與主裂縫方位的接近程度、基質滲透率有關。
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