帶油環(huán)邊水氣藏水平井開發(fā)優(yōu)化設計

馬時剛，李清瑤

（1.中海石油（中國）有限公司開發(fā)生產部，北京 100010；2.中國石油大學（北京）地球科學學院，北京 102249）

0 引言

帶油環(huán)氣藏開發(fā)過程中，隨著氣油界面的上升，油環(huán)將會錐進入氣區(qū)，干擾氣井生產，影響平穩(wěn)供氣；同時，錐進入氣區(qū)的原油將成為死油而無法采出，降低油環(huán)的開發(fā)效果。因此，維持氣油界面穩(wěn)定對于帶油環(huán)氣藏的開發(fā)至關重要［1-4］。

由于直井與油層之間的接觸方式為點接觸，井底附近的壓降漏斗呈對數(shù)分布，油氣（水）界面會呈現(xiàn)“錐形”突進；水平井水平段與油層之間的接觸方式為線接觸，水平段附近的壓降呈線性分布，油氣（水）界面會形成“脊形”突進。在產量相同情況下，水平井井底附近的壓降將遠遠小于直井井底，故水平井對抑制底油（水）錐進，控制油氣（水）界面穩(wěn)定性更為有效［5-8］。

1 氣藏特征

錦州×油氣田主體區(qū)為北東向展布、較完整的斷裂半背斜構造，Ⅱ油組為一個帶油環(huán)的層狀邊水凝析氣藏［9-11］，其氣油界面在-2 156 m，油水界面在-2 184 m，油環(huán)油柱高度僅為28 m。主體區(qū)地面原油密度為0.807～0.836 g/cm3， 黏度為 1.67～3.31 mPa·s， 含蠟量9.22%～12.23%，凝固點 14～26℃，具有密度小、黏度低、凝固點和含蠟量高等特點。

作為聯(lián)合供氣體系的產能接替，計劃在主體區(qū)Ⅱ油組氣區(qū)部署一批氣井。在生產過程中，如何減緩氣油界面和油水界面的上升，防止油水錐進干擾氣井，保持氣井穩(wěn)定生產，同時提高油環(huán)儲量的動用程度，是油藏工程師的研究方向。為此，本文根據(jù)水平井的開發(fā)優(yōu)勢，采用數(shù)值模擬研究方法，對油環(huán)區(qū)部署水平井、保持氣油界面和油水界面穩(wěn)定等方面進行了研究，為制定合理開發(fā)方案、提高該區(qū)的油氣采收率提供依據(jù)。

2 數(shù)值模擬研究

根據(jù)井資料建立錦州×油氣田主體區(qū)Ⅱ油組數(shù)值模型，采用ECLIPSE300組分模型軟件，對水平段縱向位置、長度、合理采油速度等參數(shù)進行研究和優(yōu)化［12-17］。

2.1 水平段縱向位置優(yōu)化

設計了水平段縱向距氣油界面距離分別為2，6，10，12，14，15 m 等 6 種方案進行優(yōu)化，結果見圖 1。

圖1 油、氣井累計產量與水平段距氣油界面距離的關系

隨著水平段縱向上與氣油界面距離的增加，一方面，水平油井受氣頂?shù)挠绊懡档停瑲庥捅冉档?，累計產油量增加，同時，水平段附近的線性壓降對氣油界面的影響也隨之減弱，油環(huán)會部分錐進入氣區(qū)，干擾氣井的生產，導致氣井產油量增加；另一方面，水平段縱向上距氣油界面越遠，距油水界面就越近，水平油井受邊水的影響增強，產水量顯著增加。通過指標對比，綜合考慮油、氣井開發(fā)效果，得出水平段縱向上距氣油界面10 m（水平段處于縱向上距氣油界面1/3油層厚度的位置）時效果最佳。

2.2 水平段長度優(yōu)化

在優(yōu)化了水平段縱向上最佳位置的基礎上，設計了水平段長度分別為 150，200，250，300，350，400 m 等6種方案。隨著水平段長度的增加，泄油面積增大，提高了原油動用程度，油井累計產油量增加；同時，水平段的線性壓降范圍增大，更大范圍的氣油界面得到穩(wěn)定控制，油環(huán)錐進減小，氣井受到的干擾降低，產油量減少，保證了穩(wěn)定供氣。當水平段長度超過300 m以后，水平井的優(yōu)勢效果不顯著（見圖2），故從開發(fā)效果和鉆井成本綜合考慮，水平段長度優(yōu)選為300 m。

圖2 油、氣井累計產油量與水平段長度的關系

2.3 合理工作制度優(yōu)化

由于受到供氣合同的制約，油田日產氣量需保持穩(wěn)定。對于油環(huán)區(qū)水平油井而言，為了保證氣油界面的穩(wěn)定，降低油環(huán)錐進干擾氣井穩(wěn)定生產的風險，對水平井工作制度進行了優(yōu)化。在水平段縱向位置和長度優(yōu)化基礎上，設計了采油速度分別為1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，4.0%等6種方案，結果見圖3。

圖3 油、氣井累計產油量與采油速度的關系

通過指標對比可知：當油環(huán)區(qū)水平油井采油速度較小時，氣油界面局部上升，原油錐進干擾氣井生產；隨著水平油井采油速度的提高，氣油界面相對穩(wěn)定，油環(huán)錐進減少，氣井受到干擾的影響減少，產油量降低。但過高的采油速度會加劇氣頂和邊水錐進，影響油井生產。綜合考慮油和氣的開發(fā)效果，將水平油井合理采油速度優(yōu)化為2.0%（產油量約為120 m3/d）。

3 實例分析

錦州×油氣田于2007年底投產，主體區(qū)Ⅱ油組氣區(qū)部署2口定向氣井?？紤]油田的地質儲層特征和鉆完井難度，在油環(huán)區(qū)部署1口水平井A4h，水平段長340 m，水平段距氣油界面8 m。在投產后的一年內，油井按照合理的采油速度生產，氣區(qū)和油環(huán)區(qū)地層壓力同步下降，氣油界面相對穩(wěn)定（見圖4）。

隨著冬季環(huán)境溫度降低，由于地層原油含蠟量和析蠟點高的影響，引起油井井筒析蠟和海管堵塞，水平油井停產半年，導致氣區(qū)和油環(huán)區(qū)地層壓力下降不一致（見圖5），氣油界面抬升，損失部分原油。在后續(xù)的生產中，油環(huán)內增加了 2口水平井（A7h，A10h），加快了油環(huán)區(qū)的生產，以便保持油氣區(qū)地層壓力同步下降。

圖5 錦州×油氣田主體區(qū)Ⅱ油組地層壓力剖面

實際生產動態(tài)和數(shù)值模擬均表明，優(yōu)化設計的水平井能延緩邊底油水的錐進速度，保持氣油和油水界面穩(wěn)定（見圖6），保證了氣井穩(wěn)定生產，滿足了供氣需求，還提高了原油動用程度，提升了油田整體開發(fā)效果。

圖6 錦州×油氣田主體區(qū)Ⅱ油組油氣水飽和度變化趨勢

4 結論

1）帶油環(huán)氣藏開發(fā)過程中，隨著氣油界面的上升，油環(huán)將會錐進入氣區(qū)，干擾氣井生產，同時，錐進入氣區(qū)的原油將成為死油而無法采出，降低油環(huán)的開發(fā)效果。因此，維持氣油界面的穩(wěn)定對于帶油環(huán)氣藏的開發(fā)至關重要。

2）水平段與油層之間為線接觸方式，油氣（水）界面會形成“脊形”突進。在采出同樣儲量情況下，水平井底附近的壓降將遠遠小于直井，故水平井對抑制底油（水）錐進，控制油氣（水）界面穩(wěn)定更為有效。

［1］蔣明，赫恩杰，肖偉.氣頂邊水油藏開發(fā)策略研究與實踐［J］.石油鉆采工藝，2011，33（5）：68-71.

［2］袁昭，李正科，邵明記.氣項油藏開發(fā)特點及開采方式概述［J］.天然氣勘探與開發(fā)，2008，31（1）：18-20.

［3］李亮.氣頂油藏的開發(fā)技術政策研究［J］.新疆石油天然氣，2009，5（2）：70-73.

［4］張學磊，李傳亮，樊茹.采油速度對油水界面上升和底水錐進的影響［J］.斷塊油氣田，2010，17（5）：583-585.

［5］曹立迎，藺高敏，宋傳真，等.底水油藏水平井水淹規(guī)律經(jīng)驗模型［J］.斷塊油氣田，2012，19（3）：323-326.

［6］高寶國，徐福剛，信德發(fā)，等.水平井技術在太平邊底水稠油油藏的應用［J］.斷塊油氣田，2009，16（1）：86-88.

［7］熊小偉，李云鵬，張靜蕾，等.一種預測底水油藏水錐動態(tài)及見水時間的新方法［J］.斷塊油氣田，2014，21（2）：221-223，227.

［8］尹顯林，焦文東，張涌靈，等.牙哈凝析氣藏水平井優(yōu)化設計及開發(fā)機理研究［J］.天然氣勘探與開發(fā)，2004，15（3）：290-293.

［9］黃曉波，徐長貴，周心懷，等.斷層側向封堵分析在遼東灣海域油氣勘探中的應用［J］.斷塊油氣田，2011，18（6）：740-742.

［10］孫龍德.塔里木盆地凝析氣田開發(fā)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2003：182-218.

［11］楊寶善.凝析氣藏開發(fā)工程［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1995：65-104.

［12］李丕龍，張達景，宗國洪.南美區(qū)油氣分布特征與隱蔽油氣藏勘探［J］.石油實驗地質，2012，34（6）：559-563.

［13］錢勤，嚴偉，王雪玲.元壩氣田長興組未開發(fā)氣藏采收率初探［J］.石油實驗地質，2012，34（6）：653-655.

［14］周金應，萬怡妏，侯雨辰.底水油藏水平井射孔最優(yōu)水平段長度計算方法［J］.斷塊油氣田，2007，14（6）：40-43.

［15］倪學鋒，程林松.稠油底水油藏水平井水平段位置優(yōu)選［J］.新疆石油地質，2005，26（4）：411-413.

［16］郭分喬，魏荷花，曹麗麗.低幅薄層邊底水油藏水平井開發(fā)數(shù)值模擬研究［J］.復雜油氣藏，2009，2（4）：49-51.

［17］賀豐果，李良川，岳湘安，等.水平井井身軌跡對底水油藏開采效果的影響［J］.西南石油大學學報：自然科學版，2009，31（6）：105-109.