仿水平井注水開發(fā)裂縫井網(wǎng)適配優(yōu)化設(shè)計研究

孫成龍

摘 要：裂縫井網(wǎng)適配優(yōu)化設(shè)計是仿水平井注水開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。本文研究確定了仿水平井注水開發(fā)合理井網(wǎng)形式、油水井井排方向、注采排距、井距和油水井合理穿透比。

關(guān)鍵詞：特低滲透油藏;仿水平井;裂縫井網(wǎng)適配;優(yōu)化設(shè)計

勝利油田儲量豐度小于50×104t/km2的“低豐度”、“低滲透”油藏儲量1.67億噸，占低滲透未動用儲量的48.4%。由于該類油藏技術(shù)極限井距小于經(jīng)濟(jì)合理井距，常規(guī)井網(wǎng)難以實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效注水開發(fā)。要提高開發(fā)效果，必須立足注水開發(fā)，提高油藏產(chǎn)能和采收率[1]。本文通過對仿水平井增產(chǎn)機(jī)理的認(rèn)識、井網(wǎng)井距及裂縫參數(shù)等的研究，形成了仿水平井注水開發(fā)裂縫井網(wǎng)適配優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，為后續(xù)特低滲儲層注水開發(fā)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 仿水平井增產(chǎn)機(jī)理

仿水平井技術(shù)通過直井壓裂造長縫“仿”水平井，擴(kuò)大泄油面積，注采井距“轉(zhuǎn)”注采排距，建立有效驅(qū)替，裂縫適配井網(wǎng)，提高波及體積。增產(chǎn)機(jī)理主要體現(xiàn)在三個方面：“縫面建驅(qū)替”、“縫長增井距”和“縫網(wǎng)擴(kuò)波及”。在井距、排距一定的條件下，隨著油井和水井壓裂縫長的增加，流體流動方向由油水井間的徑向流變?yōu)榱芽p間的線性流，注采系統(tǒng)距離減小，驅(qū)動由 “點驅(qū)”變?yōu)椤懊骝?qū)”，近井帶壓力損失降低，驅(qū)替壓力梯度提高。因此可以通過優(yōu)化注采井排裂縫面之間的距離，建立有效驅(qū)替，即仿水平井增產(chǎn)的第一個認(rèn)識“縫面建驅(qū)替”。在儲量豐度一定的情況下，單控儲量越大，能實現(xiàn)效益開發(fā)的經(jīng)濟(jì)井網(wǎng)密度越小，井距就越大，因此裂縫越長，就可以形成越大的井距，控制更多的儲量。這就是仿水平井增產(chǎn)的第二個認(rèn)識“縫長增井距”。仿水平井注水開發(fā)油藏為“扇面狀”波及，而直井注水開發(fā)為“紡錘狀”波及。在相同的井網(wǎng)密度下，裂縫越長、與井網(wǎng)配置越合理，波及系數(shù)越大，即仿水平井增產(chǎn)的第三個認(rèn)識“縫網(wǎng)擴(kuò)波及”。

2 裂縫井網(wǎng)適配優(yōu)化設(shè)計

2.1 裂縫與井網(wǎng)井排優(yōu)化

2.1.1 井網(wǎng)形式優(yōu)化

仿水平井注水開發(fā)理念是基于直井五點井網(wǎng)提出的，通過拉大井距、縮小排距的變形形成仿水平井井網(wǎng)。設(shè)計交錯排狀和正對排狀兩種井網(wǎng)形式，并分別截取一個注采單元開展數(shù)值模擬研究 [2]。模擬計算15年指標(biāo)進(jìn)行對比，交錯排狀井網(wǎng)開發(fā)效果較好，含水上升比較慢，采出程度較高。交錯井網(wǎng)相對于正對井網(wǎng)來說，在井距、排距相同的情況下，油水井的距離更大，水驅(qū)開發(fā)時，油井見水時間更長，致使交錯井網(wǎng)條件下水驅(qū)油驅(qū)替更均勻，水井注入水在油井見水的時刻注入量更多，所以波及面積更大，而且交錯井網(wǎng)不容易在油井與油井之間的等勢面上形成剩余油，驅(qū)替更完善，采出程度較高。

2.1.2 井排方向優(yōu)化

假設(shè)井排方向與裂縫方向的夾角為α，本模型油水井連線為最大夾角（33.7°）。數(shù)值模擬研究表明，隨著α的不斷增大，注采單元的采出程度不斷下降，因此，當(dāng)井排方向與裂縫方向一致時開發(fā)效果最好。

2.2 井距排距優(yōu)化

2.2.1 排距優(yōu)化

仿水平井井網(wǎng)通過壓裂長縫，實現(xiàn)變“注采井距”為“注采排距”的條件后，需確定合理的注采排距?？s小排距有利于提高波及系數(shù)，但交錯排狀井網(wǎng)是一個壓“扁”的五點井網(wǎng)，排距越小，既井網(wǎng)越“扁”，裂縫方向發(fā)生變化時，油水井裂縫距離越近，抗水淹風(fēng)險的能力越差。為了增強(qiáng)抗水淹風(fēng)險的能力，應(yīng)以建立有效驅(qū)替的最大距離作為合理排距。根據(jù)低滲透油藏滲流理論，以建立有效驅(qū)替的最大距離為合理排距。合理排距為極限控油半徑的2倍，即排距=2×r極限。

2.2.2 井距優(yōu)化

在排距優(yōu)化的基礎(chǔ)上，根據(jù)單井控制儲量相同的原則，以正方形五點井網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)合理井距為基礎(chǔ)，通過拉大井距、縮小排距，轉(zhuǎn)換為交錯排狀井網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)合理井距;井距與極限控制半徑的差值，靠裂縫的縫長彌補(bǔ)，從而控制全部儲量，井距應(yīng)控制在裂縫半長與極限控制半徑之和的2倍以內(nèi)。井距過大則無法建立有效驅(qū)替，井距過小則經(jīng)濟(jì)效益差[3]。

2.3 裂縫參數(shù)優(yōu)化

采用油藏數(shù)值模擬的方法建立水力裂縫穿透比與增油、增注倍數(shù)的關(guān)系。水井穿透比在0.2以內(nèi)時，累增注、累增油的增幅較大。水井穿透比大于0.2后，累增注增幅變緩，說明繼續(xù)增大壓裂施工規(guī)模無益于增注效果提高;累增油增幅緩慢下降，注水利用率大幅下降，因此水井穿透比保持在0.2時比較合理。隨著油井穿透比的增加，采出程度表現(xiàn)為先增大后趨于平緩;相同油井穿透比下隨著水井穿透比的增大，采出程度降低。隨著油井裂縫穿透比的增加，油井與地層的連通性越好，油井的累計產(chǎn)油量越高。但是隨著裂縫長度的增加，產(chǎn)能增幅逐漸變緩，且施工難度及投資都隨之增大，當(dāng)油井穿透比超過0.35后，采出程度開始下降，因此油井穿透比保持在0.35時開采效果較優(yōu)。

3 結(jié)論

①仿水平井注水開發(fā)的合理井網(wǎng)形式是交錯排狀井網(wǎng)，井間剩余油分布較少，平面波及系數(shù)最高，采出程度最高;②沿最大地應(yīng)力方向部署井排能有效防止水竄、水淹，波及系數(shù)大、采收率最高;③合理排距為極限控油半徑的2倍，井距應(yīng)控制在裂縫半長與極限控制半徑之和的2倍以內(nèi);④油水井合理穿透比分別為0.35和0.2時，此時仿水平井注采效果較優(yōu)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李道品，羅迪強(qiáng).低滲透油田開發(fā)的特殊規(guī)律—低滲透油田開發(fā)系列論文之一[J].斷塊油氣田，1997，1（4）：30-35.

[2]鮮成鋼，程浩，郎兆新，等.低滲油田井網(wǎng)模式研究[J].石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），1999，23（2）：51-54.