斷塊油藏布井方案研究現(xiàn)狀*

汪寧宇，閆文華，吳東瑩

（東北石油大學(xué) 提高采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163318）

斷塊油藏布井方案研究現(xiàn)狀*

汪寧宇，閆文華，吳東瑩

（東北石油大學(xué) 提高采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163318）

斷塊油藏布井方案設(shè)計(jì)是否合理，是直接影響油田開發(fā)效果好壞的重要因素。復(fù)雜斷層的切割和遮擋作用使得斷塊油藏含油區(qū)分布復(fù)雜，需針對(duì)斷層和含油區(qū)的分布特征制定相應(yīng)的布井方案。綜述了斷塊油藏布井方案設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀，以井網(wǎng)形狀、井位、井網(wǎng)方向、井型、井網(wǎng)密度等方面為研究重點(diǎn)。提出了斷塊油藏布井方案發(fā)展展望。

斷塊油藏；井網(wǎng)形狀；井網(wǎng)方向；井網(wǎng)密度

斷塊油藏是指區(qū)塊內(nèi)單一或多條斷層將原有地層切割、遮擋后形成的油氣聚集[1]。其具有地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、層間層內(nèi)非均質(zhì)性嚴(yán)重、注采連通性差等特點(diǎn)，開采難度大。斷塊油藏布井方案設(shè)計(jì)，是油田開發(fā)中繼油藏地質(zhì)描述、剩余油分布情況研究后的又一重要環(huán)節(jié)。斷塊油藏布井方案以含油面積大小或剩余油分布情況為設(shè)計(jì)中心，儲(chǔ)層與斷層分布復(fù)雜是斷層油藏布井方案設(shè)計(jì)困難的根本原因。設(shè)計(jì)方案應(yīng)以在獲得較高經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，最大化油田最終采出程度為目的，具體工作圍繞井網(wǎng)形狀、井位與井網(wǎng)方向、井型、井網(wǎng)密度等方面為研究重點(diǎn)。

1 斷塊油藏布井方案

1.1 井網(wǎng)形狀相關(guān)研究現(xiàn)狀

當(dāng)前采油技術(shù)下，我國(guó)注水開發(fā)斷塊油田或二次開發(fā)油田大多采用面積注水開發(fā)方式[2]。面積注水井網(wǎng)主要分為三角形井網(wǎng)與正方形井網(wǎng)，此外還有交錯(cuò)排狀和不規(guī)則井網(wǎng)等布井方式。對(duì)于不同形狀的復(fù)雜斷塊油藏應(yīng)采取與之相配合形狀的井網(wǎng)[3]。三角形斷塊油藏應(yīng)布三角形井網(wǎng)；四邊形斷塊油藏應(yīng)布近正方形井網(wǎng)；條狀斷塊油藏布“之”字形井網(wǎng)能使注水波及體積最大化。對(duì)于多條斷層重疊形成的微小斷塊油藏，多采用靠近斷層采油，遠(yuǎn)離斷層注水的“一注一采”開發(fā)方式，甚至對(duì)于含油面積過于小的砂體，從成本考慮常只布采出井，不布注入井。齊亞東[4]等采用數(shù)值模擬方法對(duì)條帶狀特低滲透斷塊油藏布井方案進(jìn)行研究，其認(rèn)為由于斷層切割作用使油藏面積可部署3排直井時(shí)，以油井-水井-油井的排列方式采收率最高。對(duì)于剩余油面積狹小，或油藏邊部位置不適合大面積布井時(shí)，采用直井注水-水平井采油的復(fù)合布井方式為最優(yōu)。周燦[2]用數(shù)值模擬法研究對(duì)比了五點(diǎn)法、反九點(diǎn)法、反七點(diǎn)法與交錯(cuò)排狀井網(wǎng)在采油速度為3%，注采比為1時(shí)的最終采收率，指出交錯(cuò)排狀井網(wǎng)開發(fā)效果優(yōu)于另外3種井網(wǎng)。崔傳智[5]等研究認(rèn)為對(duì)于水驅(qū)方向與構(gòu)造線走向垂直的一注兩采井網(wǎng)，達(dá)到合理注采所需的井距受地層傾角控制，呈正相關(guān)關(guān)系；注采井間的儲(chǔ)層非均質(zhì)性越強(qiáng)，欲達(dá)到注采關(guān)系完善所需的合理井距越大。

1.2 井位與井網(wǎng)方向相關(guān)研究現(xiàn)狀

采用面積注水井網(wǎng)就涉及到井網(wǎng)方向與斷層走向間夾角大小的問題。研究表明，井網(wǎng)方向與斷層走向間夾角大小是影響油藏最終采收率因素之一。生產(chǎn)井井位應(yīng)部署于含油飽和度高或剩余油分布富集，與注入井連通效果好，注采關(guān)系完善的區(qū)域。胥小偉[6]等研究了直井與水平井組合下水平井與斷層夾角對(duì)油田采收率的影響，其認(rèn)為水平井與斷層相垂直時(shí)油藏采出程度最高。作者同時(shí)研究了水平井與斷層相垂直時(shí)，相同水平段長(zhǎng)度下，水平井距斷層距離對(duì)采出程度的影響，其認(rèn)為采出程度與水平井距斷層距離呈正相關(guān)關(guān)系，但其并沒有對(duì)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的機(jī)理做出解釋，可靠性有待商榷。Paul[7]使用了3D幾何模型研究了單一斷層和兩個(gè)及兩個(gè)以上斷層的相關(guān)褶皺折疊模式。K.J.Weber[8]討論了儲(chǔ)層構(gòu)架、積累條件和生產(chǎn)歷史的相關(guān)篩選標(biāo)準(zhǔn)。劉仲宣[9]通過對(duì)西南靈音寺～荷包場(chǎng)地區(qū)二疊系陽新統(tǒng)鉆遇斷層井有效裂縫分布規(guī)律、產(chǎn)流體性質(zhì)及其地震響應(yīng)特征研究，制定出適應(yīng)該地區(qū)的精選井位方法，建立了按斷層斷開層位布井的模式。該方案經(jīng)礦場(chǎng)多口實(shí)驗(yàn)井檢驗(yàn)，獲氣成功率高。對(duì)于分流河道斷塊油藏，交錯(cuò)排狀井網(wǎng)能最大程度上開采剩余油。而交錯(cuò)排狀井網(wǎng)又根據(jù)井排方向和主河道走向是否垂直、注入井與采出井分別位于河道邊部或中部分為4種情況。研究表明，采用三排井網(wǎng)時(shí)，井排方向與河道走向垂直，中部注入邊部采出的布置井排方式水驅(qū)波及體積最大，開發(fā)效果最優(yōu)。

1.3 井型相關(guān)研究現(xiàn)狀

井型選擇包括直井和水平井。水平井按水平段曲率分類分為超短曲率、短曲率、中曲率、長(zhǎng)曲率水平井[10]。按井眼軌跡類型分類主要分為多分支水平井與大位移水平井。Zuo-zhen HAN[11]對(duì)有邊底水的Ng33斷塊油藏進(jìn)行剩余油挖潛方法進(jìn)行研究，其認(rèn)為油水驅(qū)替模式會(huì)由邊水推進(jìn)轉(zhuǎn)變成底水錐進(jìn)，而剩余油主要分布與儲(chǔ)層上部。對(duì)于有邊底水的斷塊油藏，水平井與直井相比具有臨界產(chǎn)量高、控制面積大、底水突破時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。姜艷蓮[12]對(duì)喇嘛甸油田斷層邊部定向井挖潛剩余油方法進(jìn)行了研究，作者基于井震結(jié)合的三圍地質(zhì)建模成果，使斷層描述精度進(jìn)一步提高，井眼軌跡設(shè)計(jì)方案更精確。其建議定向井井身平行于斷層面并與斷層走向呈90°時(shí)可大幅提高剩余油采出程度。袁向春[13]對(duì)斷塊油藏中水平井目的層和位置的優(yōu)選方法進(jìn)行論證，并指出合理提液時(shí)機(jī)、注采參數(shù)與布井方式是水平井生產(chǎn)參數(shù)設(shè)計(jì)的核心。屈亞光[14]等針對(duì)高尚堡油藏，應(yīng)用數(shù)值模擬方法研究了該區(qū)塊直井、水平井混合井網(wǎng)布井優(yōu)選方案。采用直井注水、水平井采油的不規(guī)則三角形井網(wǎng)能更適合于斷塊油藏單個(gè)油藏面積小、分布復(fù)雜、合理注采方案設(shè)計(jì)難度大的特點(diǎn)。在水平井井型的選擇上，大斜度井和雙分支水平井能定向鉆遇多層砂體，應(yīng)用效果好。對(duì)于開發(fā)程度較高的斷塊油藏，常采用調(diào)整注采井網(wǎng)（油井轉(zhuǎn)注）、新鉆調(diào)整井、老井側(cè)鉆為增產(chǎn)措施[15]。

1.4 井網(wǎng)密度相關(guān)研究現(xiàn)狀

井網(wǎng)密度是指所研究區(qū)塊內(nèi)，單位面積的井?dāng)?shù)。合理井網(wǎng)密度主要受油層的發(fā)育與展布形態(tài)、儲(chǔ)層及流體物性、人為開發(fā)因素、經(jīng)濟(jì)因素等條件的控制[16]。井網(wǎng)密度設(shè)計(jì)包括合理井?dāng)?shù)、井距、油水井?dāng)?shù)比設(shè)計(jì)。井?dāng)?shù)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮保持合理采油速度和有效提高單井生產(chǎn)能力兩方面[17]，同時(shí)為使油田開發(fā)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，預(yù)測(cè)未來油價(jià)走勢(shì)，在油價(jià)高時(shí)應(yīng)采取打加密井提高采油速度的方案；低油價(jià)時(shí)應(yīng)減少鉆井?dāng)?shù)，控制成本。最初合理井?dāng)?shù)的計(jì)算方法是以斷塊地層儲(chǔ)量與采油速度計(jì)算得到平均單井產(chǎn)能公式[18]，再根據(jù)該公式得到開發(fā)井?dāng)?shù)—采油速度-日產(chǎn)水平理論圖版，參照設(shè)計(jì)采油速度，在圖版上得出相應(yīng)的采油井?dāng)?shù)。耿兆華[15]等研究了不同斷層組合類型下剩余油分布，結(jié)果表明不同斷層組合類型遮擋所形成的剩余油分布特征不同，應(yīng)采取不同的挖潛方式，改變水驅(qū)液流方向、井網(wǎng)加密是開發(fā)斷塊剩余油的高效技術(shù)。張賢松[19]提出對(duì)于低滲透油藏，滲流能力決定了有效注采井距的大小。通過對(duì)比采用壓裂工藝與不采用壓裂工藝下合理注采井距與有效井距的關(guān)系，得出低滲透油藏更適合采用稀井網(wǎng)-壓裂的布井方法，即采用減少布井并采取壓裂增產(chǎn)措施來提高低滲透油藏采收率。吳瓊[20]結(jié)合吉林新立斷塊油藏開發(fā)布井經(jīng)驗(yàn)，分析了斷層附近儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)、井距、低壓、高壓因素對(duì)加密井部署方案的影響。新立油田總計(jì)部署高效加密井76口，新井較老井產(chǎn)量增幅明顯，新建產(chǎn)能14.82×104t，加密井方案實(shí)施效果良好。

1.5 斷層避讓區(qū)對(duì)布井方案的影響

由于斷層是地層經(jīng)過地質(zhì)活動(dòng)后，原有地層斷裂、錯(cuò)開所形成，斷層附近地質(zhì)巖性常具有松散易破碎的特點(diǎn)，這將導(dǎo)致鉆井施工過程中井壁穩(wěn)定性很難保證，給鉆井施工帶來很大難度；同時(shí)為了防止破壞斷層斷裂帶造成的原油外泄，布井方案在近斷層地帶會(huì)在遠(yuǎn)離斷層一定距離的位置布井，形成斷層避讓區(qū)。而斷層避讓區(qū)油水井注采關(guān)系不完善，不能形成有效驅(qū)替，常在斷層避讓區(qū)形成剩余油富集區(qū)。國(guó)內(nèi)外關(guān)于斷層避讓區(qū)研究較少。楊清立[21]等對(duì)利用水平井挖潛斷層附近剩余油方法進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：斷層避讓區(qū)是主要剩余油富集區(qū)，原因是斷層附近油水井注采關(guān)系不完善，不能形成有效驅(qū)替，避讓距離決定了剩余油的富集程度；避讓距離為30m時(shí)較避讓距離為60m時(shí)采收率提高了約6%。利用水平井挖潛斷層附近剩余油時(shí)，井眼軌跡盡可能靠近斷層可最大限度的開發(fā)斷層邊部剩余油。

2 結(jié)語

斷塊油藏布井方案與普通砂巖油藏布井方案區(qū)別主要在于復(fù)雜斷層對(duì)油藏的切割、遮擋、封閉作用，使得含油區(qū)域分布復(fù)雜。斷塊油藏開發(fā)一定程度后，剩余油的分布也與普通砂巖油藏有很大不同。針對(duì)斷塊油藏的含油面積形狀不同，應(yīng)制定相適應(yīng)的布井方案?？s短斷層避讓距離是斷層附近剩余油挖潛的方法之一，但這也給油藏地質(zhì)描述和水平井鉆井技術(shù)發(fā)展提出了更高的要求。斷塊油藏的布井方案設(shè)計(jì)與先期的油藏地質(zhì)描述密不可分，對(duì)復(fù)雜斷層及油藏的精細(xì)描述是布井方案的基礎(chǔ)。未來斷塊油藏布井方案的發(fā)展，是以高精度油藏與地質(zhì)描述為依托，綜合經(jīng)濟(jì)因素與環(huán)境保護(hù)因素，應(yīng)用油藏?cái)?shù)值模擬軟件，針對(duì)不同斷塊油藏特點(diǎn)，制定相應(yīng)布井方案。

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Research progress ofwell distribution scheme in fault block oil reservoir*

WANG Ning-yu,YANWen-hua,WU Dong-ying
（Key Laboratory of Enhanced Oil Recovery of the Ministry of Education,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,China）

An important factor that directly influences the development effectof oilfield iswhether the well design in fault block reservoirs is reasonable.Cutting and screening effect of complex faultmakes complex fault block reservoir petroliferous area distribution,and in view of the fault and oil-bearing area distribution characteristics draw up corresponding well spacing.This paper summarizes the research status of the wellbore scheme in fault block reservoir,the research focus on well pattern shape,well location,well pattern direction,well type,well spacing density and so on.The development prospectof thewell spacing of faultblock reservoir is put forward.

faultblock oil reservoir;well pattern shape;well pattern direction;well spacing density

TE347

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170448

2016-12-07

中國(guó)石油科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目（2013D-5006-0203）

汪寧宇（1992-），男，碩士研究生在讀，研究方向：油田開發(fā)及提高采收率技術(shù)。

閆文華（1967-），女，博士，教授，研究方向：油田開發(fā)及提高采收率技術(shù)。