張家博
摘要:為了經(jīng)濟有效的開發(fā)低滲透油藏,合理井網(wǎng)密度的確定是低滲透油田開發(fā)的一個重要問題。本文結(jié)合建立有效驅(qū)替系統(tǒng)的井距、獲得較高采收率的合理井距、經(jīng)濟合理井距和經(jīng)濟極限井距,得出目前油價條件下的合理井距,為西區(qū)油田正72井區(qū)的開發(fā)提供了很好的理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞:低滲、有效驅(qū)替系統(tǒng)、采收率、合理井距
合理井網(wǎng)密度的確定是低滲透油田開發(fā)的一個重要問題,對于特低滲透油田,合理的井網(wǎng)密度既要使井網(wǎng)對儲層的控制程度盡可能的大,也能建立有效的驅(qū)替壓力系統(tǒng),還能使單井控制可采儲量高于經(jīng)濟極限值,又要滿足油田的合理采油速度、采收率及經(jīng)濟效益等指標。
一、建立有效驅(qū)替系統(tǒng)的井距
低滲透油田由于存在啟動壓力梯度,注采井間的壓力損耗梯度很大,在大井距條件下開發(fā),壓力的損耗則更加嚴重。為了減少壓力損耗,最有效的方法是打加密井,縮小井距,但是盲目的加密井網(wǎng),勢必增加投資成本,增加開發(fā)的風險。因此確定注采關(guān)系能夠建立的極限注采井距對低滲透油田的經(jīng)濟有效開發(fā)具有重要的意義。
李忠興等利用“壓差-流量”法對長慶油田三疊系油藏25塊典型低滲透天然巖心(空氣滲透率為0.022~8.057×10-3μm2)進行室內(nèi)驅(qū)替實驗,得到低滲透油田啟動壓力梯度與巖心滲透率回歸關(guān)系式:
正72井區(qū)平均滲透率為2.96×10-3μm2,在含油區(qū)內(nèi)北部和東部邊角區(qū)滲透率基本小于2×10-3μm2,主體區(qū)滲透率基本大于2×10-3μm2,大部分井在2.1~4.9×10-3μm2之間。統(tǒng)計16口井壓降測試資料,目前平均滲透率為1.91×10-3μm2;25口井壓力恢復資料目前平均滲透率為2.38×10-3μm2。因此認為,正72井區(qū)地層滲透率主要范圍為2~3×10-3μm2。
在注采主流線上,井間任意一點的驅(qū)替壓力梯度表達式為:
把地層壓力、井底壓力、井筒半徑等參數(shù)代入上式,可得到井間驅(qū)替壓力梯度分布,驅(qū)替壓力梯度在注采井附近很大,注采井間逐漸減弱,并在注采平衡點處最小。只有當最小驅(qū)替壓力梯度克服最大啟動壓力梯度時,注采關(guān)系才能建立,此時對應的井距即是油層能夠動用的最大注采井距。
對于不同的滲透率,啟動壓力梯度不同,滲透率越大,啟動壓力梯度越小,為了克服啟動壓力梯度需要的最大注采井距也較大,正72井區(qū)滲透率為2~3×10-3μm2時,啟動壓力梯度在0.017~0.027MPa/m,最大井距范圍為260~320m。
二、獲得較高采收率的合理井距
前蘇聯(lián)謝爾卡喬夫的井網(wǎng)密度與油藏最終采收率公式:
以及其推導的井網(wǎng)體積波及系數(shù)與井網(wǎng)密度的公式:
由此得出不同體積波及系數(shù)與井網(wǎng)密度、井距關(guān)系:
式中地下原油粘度5.27mPa.s、空氣滲透率2~3×10-3μm2,對不同的油層厚度20m、30m、40m、50m、60m計算得到不同井網(wǎng)密度下的波及系數(shù),對于細分層系后有效厚度為30m的儲層,當水驅(qū)波及系數(shù)Ev為0.8時,井網(wǎng)密度n為12.0~13.3口/km2,折算井距為302m~318m,若按照驅(qū)油效率40%計算,水驅(qū)采收率可達32%,而260~270m左右的井距,水驅(qū)波及系數(shù)可達0.85,水驅(qū)采收率可以達到34%,因此,正72井區(qū)獲得較高采收率的合理井距為300m。
三、經(jīng)濟合理井距和經(jīng)濟極限井距
考慮到地層物性、原油性質(zhì)、地質(zhì)儲量豐度、原油商品率和價格、稅率、鉆井和地面建設投資、生產(chǎn)成本等因素,經(jīng)濟合理井網(wǎng)密度是指在一定地質(zhì)和開發(fā)條件下,該油氣田的總收入減去總投入為最大,即獲得最大利潤時的井網(wǎng)密度,經(jīng)濟極限井網(wǎng)密度是總利潤為零時的井網(wǎng)密度。
根據(jù)謝爾卡喬夫研究的井網(wǎng)密度與油藏最終采收率關(guān)系可以得到調(diào)整井可以獲得經(jīng)濟利潤:
對上式f求導得:
即當dL/df=0時,井網(wǎng)密度f為經(jīng)濟合理井網(wǎng)密度,根據(jù)上式代入各項地質(zhì)及經(jīng)濟參數(shù),可計算不同儲量豐度條件下經(jīng)濟合理井網(wǎng)密度。
經(jīng)濟極限井距是指將井網(wǎng)控制的可采地質(zhì)儲量全部采出、并全部銷售之后,所得收入恰好全部用來彌補開發(fā)油田所需的投入以及開發(fā)油田需繳納的各項稅收,油田開發(fā)的凈利潤為零,這個井網(wǎng)稱經(jīng)濟極限井網(wǎng),相應的井距即為經(jīng)濟極限井距,它是油田開發(fā)井距的經(jīng)濟下限值。
當式(6)L=0時,井網(wǎng)密度f就是該區(qū)的經(jīng)濟極限井網(wǎng)密度,代入各項地質(zhì)及經(jīng)濟參數(shù),計算不同儲量豐度條件下的經(jīng)濟極限井網(wǎng)密度。
由井網(wǎng)密度反算可得到在不同儲層的井距。儲量豐度為20×104t/km2時,新鉆井沒有經(jīng)濟效益,儲量豐度越高,經(jīng)濟合理井距和極限井距越小,油價越高,經(jīng)濟合理井距和極限井距越小。
正72井區(qū)含油區(qū)內(nèi)主體區(qū)平均儲量豐度為43~55×104t/km2,而北部和東部邊角區(qū)平均儲量豐度在23×104t/km2左右,不具有打新井的效益。在油價50美元至60美元時,儲量豐度在40~60×104t/km2,經(jīng)濟極限井距為250m左右,經(jīng)濟合理井距270m左右,因此在主體區(qū)厚度大、儲量豐度高的區(qū)域打調(diào)整井,具有一定的經(jīng)濟效益。
以上研究結(jié)果表明,正72井區(qū)層系細分以后,在目前油價條件下的合理井距為260m~300m左右。
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