縫洞型碳酸鹽巖油藏井網(wǎng)密度研究

王 一

（成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川成都 610059）

縫洞型碳酸鹽巖油藏井網(wǎng)密度研究

王 一

（成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川成都 610059）

縫洞型碳酸鹽巖油藏的儲(chǔ)層類(lèi)型與其他類(lèi)型油藏極其不一樣，因而對(duì)于縫洞型碳酸鹽巖油藏井網(wǎng)密度的研究，目前還沒(méi)有一種比較成熟的方法。針對(duì)上述問(wèn)題，以縫洞型碳酸鹽巖油藏常見(jiàn)的一種儲(chǔ)滲模式進(jìn)行研究，考慮該類(lèi)型油藏油井的產(chǎn)量遞減規(guī)律，同時(shí)結(jié)合相類(lèi)似油藏計(jì)算井網(wǎng)密度的經(jīng)驗(yàn)公式，并對(duì)該經(jīng)驗(yàn)公式產(chǎn)生的誤差進(jìn)行原因分析及修正，從而得到了一種計(jì)算縫洞型碳酸鹽巖井網(wǎng)密度的新方法。油田應(yīng)用實(shí)例表明，該方法對(duì)于縫洞型碳酸鹽巖油藏井網(wǎng)密度的計(jì)算有很好的指導(dǎo)作用。

縫洞型碳酸鹽巖油藏；井網(wǎng)密度；產(chǎn)量遞減規(guī)律

井網(wǎng)密度是油藏開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要指標(biāo)，井網(wǎng)密度是否合理，對(duì)最終采收率和經(jīng)濟(jì)利益至關(guān)重要，國(guó)內(nèi)外對(duì)于合理井網(wǎng)密度的確定方法已經(jīng)很成熟，但這些方法主要運(yùn)用于砂巖油藏。因此本文對(duì)某區(qū)塊縫洞型碳酸鹽巖油藏井網(wǎng)密度進(jìn)行初步研究，以相類(lèi)似油藏井網(wǎng)密度經(jīng)驗(yàn)公式為基礎(chǔ)，并對(duì)該經(jīng)驗(yàn)公式產(chǎn)生的誤差進(jìn)行修正，從而得出計(jì)算縫洞型碳酸鹽巖井網(wǎng)密度的方法。

1 油藏地質(zhì)特征

某區(qū)塊縫洞型碳酸鹽巖油藏儲(chǔ)集體復(fù)雜，非均質(zhì)性嚴(yán)重，埋藏較深，一般在5000 m以上，裂縫、溶洞比較發(fā)育，其儲(chǔ)集空間以孔、洞、縫為主，儲(chǔ)層的基質(zhì)部分儲(chǔ)集性能總體較差，絕大部分不具有儲(chǔ)集油的能力，油氣的高產(chǎn)能主要依靠裂縫和大型溶蝕孔洞發(fā)育帶，眾多高產(chǎn)井已說(shuō)明了這一點(diǎn)。根據(jù)目前的資料研究分析，該區(qū)塊縫洞型碳酸鹽巖油藏含油氣儲(chǔ)層類(lèi)型主要有單溶洞多裂縫型（見(jiàn)圖1）和多溶洞多裂縫連通型（見(jiàn)圖2）[1-2]。

圖1 單溶洞多裂縫型儲(chǔ)層模式圖

圖2 多溶洞多裂縫型儲(chǔ)層模式圖

2 油井產(chǎn)量變化模型

圖3 單溶洞多裂縫型油藏示意圖

針對(duì)圖1類(lèi)型儲(chǔ)層的油井產(chǎn)量變化規(guī)律進(jìn)行數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)。假設(shè)油井通過(guò)多條天然裂縫與體積為Vo（m3）的溶洞連通，為簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)公式，這里假定只有兩條天然裂縫（見(jiàn)圖3）。裂縫的長(zhǎng)，寬，高分別為 L1（m），W1（m），H1（m）和 L2（m），W2（m），H2（m）；油井產(chǎn)量為Q（t），井底流壓為Pwf（MPa），原始地層壓力為Pi（MPa），某一時(shí)刻t（d）與溶洞連通的裂縫壓力分別為P1和P2（MPa），流體的壓縮系數(shù)為C（MPa-1），原油粘度為uo（mPa·s），忽略裂縫和溶洞的可壓縮性。

根據(jù)趙艷艷博士的研究[3]，得裂縫1，2分別流向井底的產(chǎn)量為Q1，Q2則：

由（3）式可知，油井的產(chǎn)量隨時(shí)間呈指數(shù)遞減的規(guī)律，同理依照以上的理論推導(dǎo)，單溶洞多裂縫型和多溶洞多裂縫連通型油藏也符合指數(shù)遞減規(guī)律。但由于奧陶系碳酸鹽巖油藏的開(kāi)發(fā)情況非常復(fù)雜，不能絕對(duì)的認(rèn)為油井產(chǎn)量都符合以上的遞減規(guī)律，結(jié)合項(xiàng)目生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)研究，衰竭式開(kāi)發(fā)階段產(chǎn)油量緩慢遞減類(lèi)型的油井，絕大多數(shù)符合上述產(chǎn)量遞減規(guī)律；相反產(chǎn)油量快速遞減的油井，由于該類(lèi)油井含水上升快，產(chǎn)量低，使得產(chǎn)油量情況變化復(fù)雜[4-5]。

3 井網(wǎng)密度方法研究[6-7]

縫洞型碳酸鹽巖地質(zhì)情況復(fù)雜，裂縫較發(fā)育，儲(chǔ)層埋藏深度大，開(kāi)發(fā)成本高，研究一套合理井網(wǎng)密度的方法，需要考慮經(jīng)濟(jì)因素。要使井網(wǎng)密度達(dá)到經(jīng)濟(jì)上合理，必須滿足下列條件：（1）防止井網(wǎng)過(guò)密，造成不合理投資；（2）避免井網(wǎng)過(guò)稀，致使最終采收率降到經(jīng)濟(jì)合理界限以下。

該方法以謝爾卡喬夫公式為基礎(chǔ)：

式中：ER：最終采收率，小數(shù)；Ed：驅(qū)油效率，小數(shù)；b：井網(wǎng)密度常數(shù)，口/平方千米；f：井網(wǎng)密度，口/平方千米。

同時(shí)結(jié)合油井產(chǎn)量變化模型的推導(dǎo)結(jié)論，碳酸鹽巖油藏開(kāi)發(fā)初期，油井產(chǎn)量大多數(shù)符合指數(shù)遞減規(guī)律，可推導(dǎo)得：

式中：Q0：年產(chǎn)量，104t；Dc：年綜合遞減率，小數(shù)；T：油藏開(kāi)發(fā)年限，年；N：地質(zhì)儲(chǔ)量，104t；R：油藏開(kāi)發(fā)期內(nèi)可采儲(chǔ)量采出程度，小數(shù)。

在綜合經(jīng)濟(jì)效益因素，可得到投資凈現(xiàn)值的計(jì)算公式：

式中:Y1：開(kāi)發(fā)期內(nèi)總收入，萬(wàn)元；Y2：開(kāi)發(fā)期內(nèi)總投資，萬(wàn)元；P：稅后油價(jià)，元；C：原油操作成本，元/噸；a：原油商品率，小數(shù)；i：基準(zhǔn)收益率，小數(shù)；A：含油面積，km2；M：?jiǎn)尉偼顿Y，萬(wàn)元。

將公式（4）和（5）代入公式（6）得：

（1）當(dāng)NPV為達(dá)到最大值時(shí)，對(duì)應(yīng)的井網(wǎng)密度為合理井網(wǎng)密度 f合；即，整理化簡(jiǎn)得：

（2）當(dāng)NPV＝0時(shí)，對(duì)應(yīng)的井網(wǎng)密度為經(jīng)濟(jì)極限井網(wǎng)密度f(wàn)極；即整理化簡(jiǎn)得：

4 實(shí)例計(jì)算

現(xiàn)以某區(qū)塊縫洞型碳酸鹽巖油藏為例說(shuō)明方法的應(yīng)用，參數(shù)數(shù)值（見(jiàn)表1）。

表1 某區(qū)塊縫洞型碳酸鹽巖油藏井網(wǎng)密度計(jì)算參數(shù)表

根據(jù)以上參數(shù)，利用（9）和（10）式分別計(jì)算該區(qū)塊的井網(wǎng)密度（見(jiàn)表2）。

表2 某區(qū)塊縫洞型碳酸鹽巖油藏井網(wǎng)密度計(jì)算結(jié)果

從表2可看出，合理井網(wǎng)密度比目前井網(wǎng)密度要小，根據(jù)目前的生產(chǎn)狀況研究，按照當(dāng)前布署的井網(wǎng)密度，達(dá)不到預(yù)期的采收率，因而上述方法得出的合理井網(wǎng)密度不準(zhǔn)確。

分析誤差認(rèn)為，對(duì)于每一具體的油藏，驅(qū)油效率Ed和井網(wǎng)指數(shù)b是一定的，但這些參數(shù)有時(shí)不能完全獲取，因此這兩參數(shù)的獲取一般通過(guò)借鑒類(lèi)似油田的數(shù)值。但由于某區(qū)塊油藏開(kāi)發(fā)時(shí)間、生產(chǎn)狀況與借鑒的油田還是有些差別，因此在借鑒井網(wǎng)指數(shù)b參數(shù)值時(shí)，代入謝爾卡喬夫公式對(duì)某區(qū)塊的采收率計(jì)算存在一定的誤差，需對(duì)井網(wǎng)指數(shù)進(jìn)行校正。對(duì)于驅(qū)油效率的取值，結(jié)合該區(qū)塊油藏孔隙度、滲透率、以及原油粘度、密度等高壓物性綜合分析，驅(qū)油效率Ed借鑒的數(shù)值可不用校正。

5 修正后井網(wǎng)密度方法

（1）根據(jù)誤差來(lái)源分析，提出校正系數(shù)X，即有bX。因此某區(qū)塊的井網(wǎng)密度與采收率的關(guān)系為：

（2）借鑒類(lèi)似油田參數(shù)：塔河油田衰竭式開(kāi)采采收率 0.14～0.23，平均驅(qū)油效率0.5，井網(wǎng)密度 1.27，則用（4）式得出井網(wǎng)指數(shù) 0.986～1.617。

（3）校正參數(shù)：某區(qū)塊目前井網(wǎng)密度0.33，采出程度0.04（將其當(dāng)成目前井網(wǎng)密度下的最終采收率），結(jié)合借鑒的驅(qū)油效率和井網(wǎng)密度，利用（4）式反算X為0.52～0.85。計(jì)算時(shí)可依據(jù)明確的采收率和井網(wǎng)指數(shù)，得出相應(yīng)的校正系數(shù)，本文計(jì)算取值X為0.55。

（4）校正后公式及計(jì)算結(jié)果：校正后，合理井網(wǎng)密度校正公式為：

極限井網(wǎng)密度校正公式為：

經(jīng)計(jì)算校正結(jié)果（見(jiàn)表3）。

依據(jù)目前國(guó)內(nèi)已投入開(kāi)發(fā)的碳酸鹽巖油藏及前人認(rèn)識(shí)成果，縫洞型碳酸鹽巖油藏平均井距為500～700 m，因此校正后方法得出的合理井網(wǎng)密度及合理井距具有合理性[8]，計(jì)算方法具有參考價(jià)值。

表3 某區(qū)塊縫洞型碳酸鹽巖油藏井網(wǎng)密度校正結(jié)果

6 結(jié)論

（1）本方法考慮縫洞型碳酸鹽巖油藏油井產(chǎn)量變化規(guī)律情況，結(jié)合類(lèi)似油藏井網(wǎng)密度經(jīng)驗(yàn)公式，并對(duì)其進(jìn)行修正，從而得出了一種計(jì)算縫洞型碳酸鹽巖油藏井網(wǎng)密度的方法。該方法計(jì)算的結(jié)果對(duì)比同類(lèi)的油藏開(kāi)發(fā)技術(shù)，說(shuō)明本方法有合理性。

（2）對(duì)于縫洞型碳酸鹽巖油藏井網(wǎng)密度的研究，利用類(lèi)似油藏井網(wǎng)密度的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算時(shí)，需對(duì)經(jīng)驗(yàn)公式的參數(shù)進(jìn)行必要的修正，使之適合所要計(jì)算的區(qū)塊，否則計(jì)算出來(lái)的值將會(huì)存在一定的誤差。

（3）本方法涉及到的油井產(chǎn)量遞減規(guī)律，與目前某區(qū)塊的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)吻合，該規(guī)律適用于衰竭式開(kāi)發(fā)的縫洞型碳酸鹽巖油藏，對(duì)于開(kāi)發(fā)中后期的產(chǎn)量變化規(guī)律還需進(jìn)一步的研究。

（4）縫洞型碳酸鹽巖油藏儲(chǔ)層非均質(zhì)性極其嚴(yán)重，一般采取不規(guī)則井網(wǎng)部署方式，除了單純地計(jì)算合理井網(wǎng)密度和合理井距之外，還應(yīng)該結(jié)合其它指標(biāo)，如單井控制儲(chǔ)量等進(jìn)行綜合分析，才能制定出更好的開(kāi)發(fā)政策。

[1] 魯新便.塔里木盆地塔河油田奧陶系碳酸鹽巖油藏開(kāi)發(fā)地質(zhì)研究中的若干問(wèn)題[J] . 石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2003，25（5）：508-511.

[2] 陳志海，戴勇，郎兆新.縫洞性碳酸鹽巖油藏儲(chǔ)滲模式及其開(kāi)采特征[J] .石油勘探與開(kāi)發(fā)，2005，32（3）：101-105.

[3] 趙艷艷，袁向春，康志江.縫洞型碳酸鹽巖油藏油井產(chǎn)量及壓力變化模型[J] .石油與天然氣地質(zhì)，2010，31（1）：54-56.

[4] 劉常紅，陳只海.塔河碳酸鹽巖油藏產(chǎn)量遞減特征與影響因素分析[J] .特種油氣藏，2010，6（17）：72-74.

[5] 李柏林，涂興萬(wàn)，李傳亮.塔河縫洞型碳酸鹽巖底水油藏產(chǎn)量遞減特征研究[J] .巖性油氣藏，2008，20（3）：132-134.

[6] 朱圣舉，劉寶良.確定低滲透油藏合理井網(wǎng)密度和極限井網(wǎng)密度的新方法[J] .特種油氣藏，1999，6（1）：14-17.

[7] 楊敏，姜祥成，邵洪艷，等.用將來(lái)凈現(xiàn)值法求合理井網(wǎng)密度[J] .大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2005，3（24）：43-44.

[8] 楊堅(jiān)，吳濤.塔河油田碳酸鹽巖縫洞型油氣藏開(kāi)發(fā)技術(shù)研究[J] .石油天然氣學(xué)報(bào)，2008，30（3）：326-328.

A study of well density for fractured－vuggy carbonate rock reservoirs

WANG Yi
（Chengdu University of Technology，Chengdu Sichuan 610059，China）

The model of fractured-vuggy carbonate rock reservoirs are much different from.Sandstone reservoirs that there isn’t a mature method of study of well density for it in today.So that,base on the production decline law in one of normal models of fractured－vuggy carbonate rock reservoirs and integrates empirical formula on calculate well density with similar reservoirs,also analysis and revise the error which generates by the formula,a new method of determining well density for fractured-vuggy carbonate rock reservoirs is presented.The application of the method indicates that it is have a good guide to research well density in fracture-vuggy carbonate rock reservoirs.

fracture-vuggy carbonate rock reservoirs；well density；production decline law

10.3969/j.issn.1673-5285.2012.11.003

TE344

A

1673－5285（2012）11－0011－04

2012-06-28

王一，男（1986－），成都理工大學(xué)能源學(xué)院在讀碩士研究生，油氣田開(kāi)發(fā)工程專(zhuān)業(yè)，研究方向油藏工程與數(shù)值模擬，郵箱：wy03105130@126.com。