延長油田WP區(qū)井網密度優(yōu)化設計研究

羅紅芳

（延安職業(yè)技術學院，陜西 延安 716000）

延長油田WP區(qū)構造上位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡南部。該區(qū)為典型的黃土地貌特征，溝谷梁峁縱橫交錯，地形很是復雜，地面海拔范圍是800～1300m。此次確定的研究區(qū)面積480km2，其中評價區(qū)面積130km2，屬低滲透油藏注水開發(fā)區(qū)域。為了合理部署該區(qū)域開發(fā)方案，選擇了注水評價區(qū)域。前期，為了更好的設計開發(fā)評價區(qū)域，需優(yōu)化設計井網密度。本次研究主要是優(yōu)化設計區(qū)域井網密度，為評價區(qū)開發(fā)提供依據。

影響水驅油藏采收率最主要的因素也是通過人們的動作作用，可以變動的因素就是井網密度。國內常用的井網密度以口/km2表示（SPC），是指平均每平方千米開發(fā)面積所占有的井數。國際上把井網密度定義為單井控制的含油面積，以km2/井表示。本次評價區(qū)井網密度的確定兩種表示形式均有涉及，最終的井網密度參數就以國內表示方法為準。通過井網密度的表示方法我們也可以看到決定井網密度應從地質和經濟因素兩個方面考慮。一般來講，擴大井網密度，雖然有利于提高采收率，但從經濟角度來講，過高的井網密度也會因投入過大而使經濟效益變差。因此，在低滲油田的開發(fā)中，確定合理的井網密度開發(fā)顯得尤為重要。

合理的井網密度是指在以經濟效益為中心的原則下綜合各項有關技術、經濟指標，其中包括水驅控制儲量、采油速度、最終采收率、鉆井和地面建設等投資、原油價格、成本等等因素，最后得到經濟效益最佳、最終采收率也高的井網密度計算合理井網密度的方法較多，但每種方法都有其自身的優(yōu)缺點，本文將優(yōu)選幾種方法具體研究。

一、井網密度與采收率的關系

根據國內學者的研究結果，可將低滲透油藏采收率計算表示為：

ER=EC·Ed·EV

Ac：井網參數；Ke：油層有效滲透率，10-3μm2；

a：待定系數，無量綱，a通常取值在2～3之間；

h：油層有效厚度，m； So：含油飽和度；

Sc：井網密度，km2/井； C：注采井數比。

其中，Ec為油層連通程度，用井距為d的正方形井網開發(fā)儲層半徑為r的圓形儲層就是油層連通程度。

油層連通程度Ec與井距d和儲量半徑r之間的關系式為：

根據式（公式2）可以得到油層連通程度Ec與儲量半徑r的關系曲線（圖1），可以看出，對于500m的注采井距，當儲量半徑為2000m～3000m是，油層連通程度為85%～90%，研究區(qū)儲量半徑一般小于3000m，因此油層連通程度通常小于90%。即使注采井距小到300m，儲量半徑達4000m，油層連通程度約為95%。對于低滲透油藏，應該選擇與油層空間展布相匹配的開發(fā)井網。

圖1 不同注采井距下儲量半徑與油層連通程度的關系曲線圖

由上面提到的公式1，可以做出WP區(qū)不同注采井數比（R）下井網密度與采收率的關系圖，見圖2，從圖2我們可以看出，采收率和井網密度以及注采井數比之間都成正比關系。但是我們從下圖中不難發(fā)現，當井網密度大于20口/km2時，隨著井網密度的增大，采收率的上升幅度就減小了。

圖2 WP區(qū)不同注采井數比（R）下井網密度與采收率關系

采收率按20%計算，注采井數比按0.5計算，評價區(qū)的井網密度確定為20口/km2。

二、確定經濟極限井網密度

經濟極限井網密度計算公式如下：

因此：

式中：Smin：經濟極限井網密度，口/km2；T：井投入開發(fā)評價年限，a。

NA：儲量豐度，104t/km2；do：原油商品率；

ER：原油采收率；po：原油售價，元/t；

G：投資貸款利率；ID：平均單井鉆井投資，萬元/口；

Pco：原油操作成本，元/t；

IB：平均單井地面建設投資，萬元/口；

圖3是根據式（公式4）作不同采收率下經濟極限井網密度與原油價格關系圖。如按評價區(qū)采收率17.5%計算，在原油價格為3300/噸時，得到WP區(qū)的經濟極限井網密度應為20.67口/km2。

圖3 WP區(qū)油層經濟極限井網密度與原油價格關系

三、確定合理井網密度

（一）謝爾卡喬夫法

關于井網密度和原油采收率的之間關系，前蘇聯謝爾卡喬夫院士推導出了比較科學合理的計算公式：

η0=η0e-as

后北京石油勘探開發(fā)科學研究院俞啟泰等在此理論基礎上，引入經濟學產出與投入的因素，推導出了計算合理井網密度的公式。

計算公式如下

目前常用的曲線交匯法就是在公式的基礎上，在f（S）—S的坐標系中，作與井網密度有關的兩個函數的曲線，兩條曲線的交匯點所對應的S值即為經濟合理。

其中：A——含油面積，km2；

N——地質儲量，×104t；

P——原油價格，元／t；

K——油層滲透率，10-3μm2；

B——單井總投資，萬元／well；

S——井網密度，well/km2。

應用該方法計算得到該油層在一定油價下（3300元/t）合理井網密度為14.9口/km2（圖4）。

圖4 王坪區(qū)長7油層經濟合理井網密度預測曲線（油價3300元/t）

（二）井網密度與采收率法

根據之前的研究已經知道井網密度越大，采收率越高，但當達到一定值后繼續(xù)增加井網密度，采收率的增加反而變緩了，且經濟上并不合算，確定的這個值就是合理井網密度，也叫最低井網密度。

采收率和井網密度之間成正比關系，會隨之的增長而提高，但是井網密度達到了一定值后，采收率隨之上升的速度變小，且經濟上并不合理，確定的這個值就是合理井網密度，也叫最低井網密度。

假設油田鉆井和地面建設的單井總費用為F元，則油田總的建設投資為A×f×F。如果原油的采油成本為C元/t，則總的采油成本為N×ER×C。若原油稅后價格為P元/t，則開發(fā)油田的銷售收入為N×ER×P，投資貸款利率為R，評價年限為T。因此，油田開發(fā)總盈利為：

M=N·ERP-A·f·F-N·ER·C（1+R）T/2

M=N·ER（P-C）-A·f·F（1+R）T/2

為求最優(yōu)井網密度，對式上式中的f求導，得

因此，最優(yōu)井網密度滿足下面的方程

圖4 WP區(qū)不同油價與最優(yōu)井網密度的關系

用迭代法解方程（公式5），得最優(yōu)井網密度，作不同油價下盈利額與井網密度的關系圖形（見圖4），由此可以看出，井網密度會隨著原油售價的增加而增加，綜合研究，當原油售價維持在3300元/噸時，評價區(qū)的最優(yōu)井網密度確定為15.8口/km2。

綜上所述，根據井網優(yōu)化設計研究發(fā)現，無論是確定經濟極限井網密度，還是合理井網密度，井網密度均會隨著原油售價上漲而增大，由此可見在確定井網密度是既要明確采收率，也要明確原油價格，在不同的采收率下井網密度與原油價格是有關的。據此，最終確定WP區(qū)采收率按17.5%計算，當原油價格為3300/噸時，得到WP區(qū)的經濟極限井網密度為20.67口/km2，合理井網密度為15.8口/km2?；陂_發(fā)效果和經濟效果的雙重考慮，延長油田WP區(qū)的最終井網密度確定為15.8口/km2。