不同類型油藏注水水平井ICD完井優(yōu)化設(shè)計(jì)*

羅 偉 王珍峰 劉振濤 陳昌杰 劉全寶 王風(fēng)英 孫 濤

(1. 南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四川南充 637000； 2. 中國石油華北油田分公司工程技術(shù)研究院 河北任丘 062550； 3. 中國石油華北油田分公司第一采油廠 河北任丘 062550； 4. 中國石油渤海鉆探井下作業(yè)分公司 河北任丘 062550)

隨著鉆完井技術(shù)的提高，水平井注水已大量應(yīng)用于國內(nèi)外油田的開發(fā)。水平井注水相對于直井具有不可比擬的優(yōu)勢，井筒流動(dòng)壓降和儲層滲透率非均質(zhì)性一方面增加了井眼長度，另一方面也使水平井注水暴露出一些較為嚴(yán)重的問題，例如沿水平段非均勻注入導(dǎo)致注入水在臨井過早突破，注水波及效率低等[1-3]。近些年，國外提出了以均衡吸水剖面為目的的完井控制方法，即在注水水平井中安裝流入控制閥(inflow control device，ICD)的完井方法，該技術(shù)在巴西Marlim油田、澳大利亞Stag油田和尼日尼亞Erha油田都有成功應(yīng)用，并取得了良好效果[4-6]，但目前ICD完井方法在中國還尚未應(yīng)用[7-12]。

注水水平井采用ICD完井主要為了解決3類問題：①高滲均質(zhì)油藏由于井筒流動(dòng)壓降而引起的跟-趾效應(yīng)；②非均質(zhì)砂巖油藏由于滲透率非均質(zhì)性而引起的非均勻注入；③裂縫性碳酸鹽巖油藏由于裂縫的存在而引起的非均勻注入。由于ICD是一種“被動(dòng)”的流入控制設(shè)備，一旦入井其限流強(qiáng)度則無法調(diào)節(jié)，這種被動(dòng)的限流特性使得最初入井時(shí)的完井參數(shù)變得尤為重要，而且注水水平井ICD完井動(dòng)態(tài)模擬預(yù)測又是確定合理完井參數(shù)的前提條件[13-19]。因此，本文針對注水水平井ICD完井優(yōu)化領(lǐng)域存在的關(guān)鍵問題，開展了不同類型油藏注水水平井ICD完井動(dòng)態(tài)模擬預(yù)測及完井參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，并對注采模式下2口水平井單獨(dú)或同時(shí)ICD完井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行了對比分析，以期為不同類型油藏進(jìn)行注水水平井ICD完井參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

1 注水水平井ICD完井動(dòng)態(tài)模擬方法

1.1 穩(wěn)態(tài)模擬方法

采用2口水平井(一注一采)的井網(wǎng)模式，建立注水水平井ICD完井動(dòng)態(tài)模擬半解析模型，模型建立過程中涉及注采水平井兩邊流動(dòng)的耦合以及各自井內(nèi)油藏入流和井筒流動(dòng)的耦合。

1.1.1油藏入流模型

假設(shè)1個(gè)強(qiáng)度為q的體積源在箱型封閉油藏中作用，通過正交變換和逆變換可得該體積源在油藏中任意1點(diǎn)的壓力響應(yīng)[16]，然后將注水水平井和生產(chǎn)水平井分別離散成NI和NP段，再通過尺寸轉(zhuǎn)換和疊加原理，并綜合考慮各向異性、儲層滲透率非均質(zhì)性和鉆井污染，可得2口水平井同時(shí)在該油藏工作時(shí)，注水水平井第i段中心對應(yīng)的砂面壓力：

l,m,n=0,1,2,…,∞

(1)

1.1.2井筒流動(dòng)模型

注水水平井ICD完井的井筒流動(dòng)分為環(huán)空流動(dòng)段、基管流動(dòng)段和ICD流動(dòng)段，流動(dòng)過程可表述為注入水首先通過基管進(jìn)入ICD，然后通過井筒環(huán)空從油藏砂面進(jìn)入油藏內(nèi)部。對于環(huán)空流動(dòng)段、基管流動(dòng)段和ICD流動(dòng)段，其流動(dòng)壓降分別為[20]

(2)

(3)

(4)

1.1.3耦合模型及求解

假設(shè)注水水平井被封隔器分隔成了M個(gè)完井分區(qū)，對于第m個(gè)完井分區(qū)，環(huán)空被分成了Nm,R+Nm,L個(gè)流動(dòng)段。

第m個(gè)ICD單元兩邊環(huán)空流動(dòng)段中點(diǎn)對應(yīng)的壓力可表示為

m=1,2,…,M;j=1,2,…,Nm,L

(5)

m=1,2,…,M;j=1,2,…,Nm,R

(6)

第m個(gè)ICD單元的入口壓力可表示為

(7)

根據(jù)質(zhì)量守恒原理，注水水平井環(huán)空、ICD和基管內(nèi)的流量可表示為

m=1,2,…,M;j=1,2,…,Nm,L

(8)

m=1,2,…,M;j=1,2,…,Nm,R

(9)

(10)

(11)

采用Newton-Raphson迭代方法對耦合模型進(jìn)行數(shù)值求解，求解步驟如下：①假設(shè)一組砂面壓力分布初值；②利用油藏入流模型計(jì)算藏入流分布；④計(jì)算環(huán)空壓力分布，并令新的砂面壓力分布等于環(huán)空壓力分布；⑤新的砂面壓力分布和上一迭代過程的砂面壓力分布進(jìn)行對比，如果誤差達(dá)到精度要求，說明迭代收斂,退出迭代計(jì)算；如果沒有達(dá)到精度要求，更新砂面壓力分布繼續(xù)迭代過程。

1.2 瞬態(tài)模擬方法

半解析耦合模型能實(shí)現(xiàn)注水水平井ICD完井參數(shù)快速優(yōu)化設(shè)計(jì)，但不能獲得ICD完井參數(shù)對整個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)井筒和油藏流動(dòng)動(dòng)態(tài)的影響規(guī)律，本文借助軟件Eclipse 2011TM中的多段井模型來實(shí)現(xiàn)注水水平井ICD完井動(dòng)態(tài)瞬態(tài)模擬，Eclipse 2008TM以后的版本都能模擬“發(fā)散式”的井筒流動(dòng)結(jié)構(gòu)，其利用循環(huán)流動(dòng)路徑來模擬ICD之間的流動(dòng)交換[21-23]。

2 不同類型油藏注水水平井ICD完井優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 高滲均質(zhì)油藏

2.1.1ICD完井動(dòng)態(tài)模擬

相關(guān)基礎(chǔ)參數(shù)見表1，該油藏為箱型封閉油藏，2口水平井(一注一采)正對平行布置，相距400 m。生產(chǎn)水平井配產(chǎn)2 000 m3/d，注水水平井按1∶1注采比配注2 000 m3/d。為了消除由于井筒流動(dòng)壓降而引起的跟-趾效應(yīng)，注水水平井采用ICD完井，根據(jù)總配注量和吸水指數(shù)確定ICD安裝個(gè)數(shù)為30，ICD限流強(qiáng)度為有效噴嘴自徑d=3 mm，不下入封隔器。利用Eclipse 2011TM進(jìn)行ICD完井動(dòng)態(tài)瞬態(tài)模擬時(shí)，采用塊中心網(wǎng)格得到該油藏網(wǎng)格模型為：X方向網(wǎng)格數(shù)60，網(wǎng)格步長12 m，總長720 m；Y方向網(wǎng)格數(shù)30，網(wǎng)格步長20 m，總長600 m；Z方向網(wǎng)格數(shù)12，網(wǎng)格步長3 m，總長36 m。在建立井筒模型時(shí)采用的是Eclipse多段井模型，能夠自動(dòng)考慮井筒變質(zhì)量流動(dòng)，本例模擬時(shí)設(shè)定相鄰兩網(wǎng)格的油藏流入直接進(jìn)入就近的ICD中，同時(shí)利用循環(huán)流動(dòng)路徑模擬環(huán)空流動(dòng)和相鄰ICD之間的流動(dòng)交換。

表1 高滲均質(zhì)油藏注水水平井ICD完井動(dòng)態(tài)模擬基礎(chǔ)參數(shù)Table 1 Basic parameters for high-permeability homogeneous reservoir ICD completion performance simulation

圖1a為高滲均質(zhì)油藏注水水平井ICD完井和常規(guī)完井對應(yīng)的吸水剖面，可以看出，常規(guī)完井由于井筒流動(dòng)壓降使注水水平井跟端的注入量遠(yuǎn)大于趾端的注入量，導(dǎo)致整個(gè)油藏的水驅(qū)前緣不均勻推進(jìn)，進(jìn)而使得生產(chǎn)水平井跟端過早見水，降低生產(chǎn)水平井的累積產(chǎn)油量，這一點(diǎn)可以從對應(yīng)生產(chǎn)水平井累積產(chǎn)油量隨生產(chǎn)時(shí)間的變化(圖1b)得到證實(shí)；而ICD完井的注水水平井跟端和趾端注入量的差異變小，整個(gè)吸水剖面變得更加均勻，這主要是由于ICD完井能夠調(diào)節(jié)注水水平井的砂面壓力分布，使得各井段注入壓差的差異變小。

圖1 高滲均質(zhì)油藏注水水平井ICD完井與常規(guī)完井的吸水剖面和累積產(chǎn)油量對比Fig.1 Outflow profiles and variations in cumulative oil production for ICD completion and conventional completion

2.1.2ICD完井參數(shù)敏感性分析

以2.1.1節(jié)ICD完井管柱結(jié)構(gòu)為基本方案，分析ICD限流強(qiáng)度、封隔器個(gè)數(shù)和變化布置方式對高滲均質(zhì)油藏注水水平井ICD完井動(dòng)態(tài)的影響。

1) ICD限流強(qiáng)度。

從不同ICD限流強(qiáng)度對應(yīng)的吸水剖面(圖2a)可以看出，隨著ICD限流強(qiáng)度的增加(有效噴嘴直徑的減小)，注水水平井的吸水剖面變得越來越均勻；同時(shí)吸水剖面均勻程度的增加幅度隨有效噴嘴直徑的減小變得越來越小。圖2b為不同ICD限流強(qiáng)度注水水平井配注2 000 m3/d對應(yīng)的井底壓力，可以看出，雖然ICD限流強(qiáng)度的增加能使吸水剖面更加均勻，但同時(shí)也會降低注水水平井的吸水指數(shù)(注入壓差增加，吸水指數(shù)降低)，因此在進(jìn)行ICD限流強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，需綜合考慮其對吸水剖面均勻程度和吸水指數(shù)的影響。

圖2 高滲均質(zhì)油藏注水水平井ICD完井不同限流強(qiáng)度對應(yīng)的吸水剖面和井底壓力Fig.2 Outflow profiles and bottomhole pressure of water injection horizontal well for different ICD flow-restriction sizes

另外可以發(fā)現(xiàn)存在一個(gè)明顯的有效噴嘴直徑臨界點(diǎn)(d=3 mm)，當(dāng)有效噴嘴直徑大于該臨界值時(shí)，有效噴嘴直徑的減小會使吸水剖面越來越均勻，而對注水水平井的井底壓力影響很小，但當(dāng)有效噴嘴直徑小于該臨界值時(shí)，有效噴嘴直徑的減小會使注水水平井的井底壓力急劇升高而對吸水剖面均勻程度影響很小，因此定義該有效噴嘴直徑臨界點(diǎn)為最優(yōu)ICD限流強(qiáng)度。

2) 封隔器個(gè)數(shù)。

設(shè)置了3種不同封隔器個(gè)數(shù)的完井情形，從不同封隔器個(gè)數(shù)對應(yīng)的吸水剖面(圖3)可以看出，不帶封隔器ICD完井相對于常規(guī)完井能使注水水平井的吸水剖面均勻程度大大提高，但隨著加入封隔器以及封隔器個(gè)數(shù)的增加，吸水剖面均勻程度不會進(jìn)一步增加。因此，對于高滲均質(zhì)油藏，當(dāng)注水水平井采用ICD完井時(shí)不需要下入封隔器即可獲得最佳完井效果，下入封隔器不僅不會給注入動(dòng)態(tài)帶來任何益處，反而會增加完井成本和安裝風(fēng)險(xiǎn)。

圖3 高滲均質(zhì)油藏注水水平井ICD完井不同封隔器個(gè)數(shù)對應(yīng)的吸水剖面Fig.3 Outflow profiles of water injection horizontal well for different packer numbers

3) 變化布置方式。

高滲均質(zhì)油藏的變化布置方式為“梯形”ICD完井設(shè)計(jì)：高限流強(qiáng)度的ICD位于注水水平井的跟端，低限流強(qiáng)度的ICD位于注水水平井的趾端。從不同布置方式下對應(yīng)的吸水剖面(圖4)可以看出，變化布置方式相對于統(tǒng)一布置方式幾乎不會提高注水水平井的吸水剖面均勻程度。因此對于高滲均質(zhì)油藏，注水水平井ICD完井推薦采用統(tǒng)一布置方式，這樣既可以降低ICD完井管柱的安裝操作復(fù)雜性，又能取得與變化布置方式相當(dāng)?shù)耐昃Ч?/p>

圖4 高滲均質(zhì)油藏注水水平井ICD完井不同布置方式下對應(yīng)的吸水剖面Fig.4 Outflow profiles of water injection horizontal well for different ICD completion design patterns

2.2 非均質(zhì)砂巖油藏

2.2.1ICD完井動(dòng)態(tài)模擬

相關(guān)基礎(chǔ)參數(shù)如表2所示，該油藏為箱型封閉油藏，2口水平井(一注一采)正對平行布置，相距400 m。生產(chǎn)水平井配產(chǎn)520 m3/d，注水水平井按1∶1注采比配注520 m3/d。注水水平井完井段的測井滲透率分布如圖5所示，為了消除由于滲透率非均質(zhì)性而引起的非均勻注入，注水水平井采用ICD完井。根據(jù)總配注量和吸水指數(shù)確定安裝24個(gè)ICD，ICD限流強(qiáng)度為d=1.5 mm，下入3個(gè)封隔器將注水水平井平均分成4段。

表2 非均質(zhì)砂巖油藏注水水平井ICD完井動(dòng)態(tài)模擬基礎(chǔ)參數(shù)Table 2 Basic parameters for heterogeneous sand reservoir ICD completion performance simulation

圖5 非均質(zhì)砂巖油藏注水水平井完井段的測井滲透率分布Fig.5 Logging permeability distribution along the injection horizontal section

圖6a為非均質(zhì)砂巖油藏注水水平井ICD完井和常規(guī)完井對應(yīng)的吸水剖面，可以看出，對于常規(guī)完井，由于滲透率非均質(zhì)性的存在導(dǎo)致沿水平段的注入量極不均勻，滲透率高的井段注入量大，滲透率低的井段注入量小，這將導(dǎo)致注入水在臨近生產(chǎn)水平井過早突破，降低生產(chǎn)水平井的累積產(chǎn)油量。而對于ICD完井，滲透率高的井段注入量降低了，滲透率低的井段注入量增加了，吸水剖面變得更加均勻，這主要是由于ICD完井在高滲井段引入了更大的附加壓降，進(jìn)而調(diào)節(jié)了水平段的砂面壓力分布。圖6b為對應(yīng)生產(chǎn)水平井累積產(chǎn)油量隨生產(chǎn)時(shí)間的變化，可以看出，注水水平井采用ICD完井相對于常規(guī)完井能使對應(yīng)生產(chǎn)水平井的見水時(shí)間更長，累積產(chǎn)油量更高。

圖6 非均質(zhì)砂巖油藏注水水平井ICD完井和常規(guī)完井的吸水剖面和累積產(chǎn)油量對比Fig.6 Outflow profiles and variations in cumulative oil production for ICD completion and conventional completion

2.2.2ICD完井參數(shù)敏感性分析

以2.2.1節(jié)ICD完井管柱結(jié)構(gòu)為基本方案，分析ICD限流強(qiáng)度、封隔器個(gè)數(shù)和變化布置方式對非均質(zhì)砂巖油藏注水水平井ICD完井動(dòng)態(tài)的影響。

1) ICD限流強(qiáng)度。

圖7為不同ICD限流強(qiáng)度對應(yīng)的吸水剖面和配注520 m3/d的井底壓力。類似于高滲均質(zhì)油藏反映出的規(guī)律，對于非均質(zhì)砂巖油藏注水水平井ICD完井同樣存在一個(gè)最優(yōu)ICD限流強(qiáng)度，此例對應(yīng)的值為d=1.5 mm。

圖7 非均質(zhì)砂巖油藏注水水平井ICD完井不同限流強(qiáng)度對應(yīng)的吸水剖面和井底壓力Fig.7 Outflow profiles and bottomhole pressure of water injection horizontal well for different ICD flow-restriction sizes

2) 封隔器個(gè)數(shù)。

設(shè)置了4種不同封隔器個(gè)數(shù)的完井情形，從不同封隔器個(gè)數(shù)對應(yīng)的吸水剖面(圖8)可以看出，類似于常規(guī)完井，不帶封隔器ICD完井不能有效均衡注水水平井的吸水剖面；但隨著封隔器個(gè)數(shù)的增加，吸水剖面越來越均勻；當(dāng)封隔器個(gè)數(shù)達(dá)到3個(gè)，即完井分區(qū)長度等于儲層滲透率相關(guān)長度時(shí)，吸水剖面均勻程度不會再隨封隔器個(gè)數(shù)增加而進(jìn)一步提高。因此對于非均質(zhì)砂巖油藏，當(dāng)注水水平井采用ICD完井時(shí)存在1個(gè)最優(yōu)封隔器個(gè)數(shù)，個(gè)數(shù)多少與儲層滲透率非均質(zhì)程度密切相關(guān)：滲透率相關(guān)長度大，最優(yōu)封隔器個(gè)數(shù)就??；滲透率相關(guān)長度小，最優(yōu)封隔器個(gè)數(shù)就大，具體需要通過模擬計(jì)算確定。

圖8 非均質(zhì)砂巖油藏注水水平井ICD完井不同封隔器個(gè)數(shù)對應(yīng)的吸水剖面Fig.8 Outflow profiles of water injection horizontal well for different packer numbers

3) 變化布置方式。

對于非均質(zhì)砂巖油藏，變化布置方式即高限流強(qiáng)度的ICD位于高滲井段對應(yīng)的完井分區(qū)內(nèi)，低限流強(qiáng)度的ICD位于低滲井段對應(yīng)的完井分區(qū)內(nèi)，從不同布置方式下對應(yīng)的吸水剖面(圖9)可以看出，變化布置方式相對于統(tǒng)一布置方式可以使吸水剖面均勻程度得到提高，但提高的幅度有限。因此，對于非均質(zhì)砂巖油藏，如果沿水平段的滲透率分布能夠準(zhǔn)確確定并保證完井管柱順利下入到目標(biāo)深度，則注水水平井ICD完井推薦采用變化布置方式；如果儲層的不確定性因素太多或井眼軌跡和井眼形狀極不規(guī)則，則注水水平井ICD完井推薦采用統(tǒng)一布置方式。

圖9 非均質(zhì)砂巖油藏注水水平井ICD完井不同布置方式對應(yīng)的吸水剖面Fig.9 Outflow profiles of water injection horizontal well for different ICD completion design patterns

2.3 裂縫性碳酸鹽巖油藏

2.3.1ICD完井動(dòng)態(tài)模擬

相關(guān)基礎(chǔ)參數(shù)如表3所示，該油藏為箱型封閉油藏，2口水平井(一注一采)正對平行布置，相距400 m。生產(chǎn)水平井配產(chǎn)500 m3/d，注水水平井按1∶1注采比配注500 m3/d。注水水平井完井段的測井滲透率分布如圖10所示，可以清晰看出水平段存在2條裂縫，其位置分別位于距跟端100 m和350 m。為了消除由于裂縫存在而引起的非均勻注入，注水水平井采用ICD完井。根據(jù)總配注量和吸水指數(shù)確定ICD安裝個(gè)數(shù)為16，ICD限流強(qiáng)度為d=2 mm，下入15個(gè)封隔器將注水水平井分成16段。

表3 裂縫性碳酸鹽巖油藏注水水平井ICD完井動(dòng)態(tài)模擬基礎(chǔ)參數(shù)Table 3 Basic parameters for fractured carbonate reservoir ICD completion performance simulation

圖10 裂縫性碳酸鹽巖油藏注水水平井完井段的測井滲透率分布Fig.10 Logging permeability distribution along the injection horizontal section

圖11a為裂縫性碳酸鹽巖油藏注水水平井ICD完井和常規(guī)完井對應(yīng)的吸水剖面，可以看出，對于常規(guī)完井，由于裂縫存在導(dǎo)致沿水平段的注入量分布極不均勻，注入水主要從裂縫段進(jìn)入地層，而其他井段的注入量很小，這將導(dǎo)致注入水通過裂縫快速與生產(chǎn)水平井竄通，整個(gè)油藏的水驅(qū)波及效率極低。而對于ICD完井，裂縫段的注入量大大降低，吸水剖面變得相對均勻，這主要是由于ICD完井在裂縫段引入了更大的附加壓降，變向提高了其他井段的注入壓差。圖11b為對應(yīng)生產(chǎn)水平井累積產(chǎn)油量隨生產(chǎn)時(shí)間的變化，這張圖顯示的信息同樣印證了前面的分析結(jié)果，注水水平井采用ICD完井能夠有效避免注入水通過裂縫快速與生產(chǎn)水平井竄通，進(jìn)而使對應(yīng)生產(chǎn)水平井的見水時(shí)間更長，累積產(chǎn)油量更高。

圖11 裂縫性碳酸鹽巖油藏注水水平井ICD完井和常規(guī)完井的吸水剖面和累積產(chǎn)油量對比Fig.11 Outflow profiles and variations in cumulative oil production for ICD completion and conventional completion

2.3.2ICD完井參數(shù)敏感性分析

以2.3.1節(jié)ICD完井管柱結(jié)構(gòu)為基本方案，分析ICD限流強(qiáng)度、封隔器個(gè)數(shù)和變化布置方式對裂縫性碳酸鹽巖油藏注水水平井ICD完井動(dòng)態(tài)的影響。

1) ICD限流強(qiáng)度。

圖12為不同ICD限流強(qiáng)度對應(yīng)的吸水剖面和不同ICD限流強(qiáng)度注水水平井配注500 m3/d對應(yīng)的井底壓力。類似于高滲均質(zhì)油藏和非均質(zhì)砂巖油藏反映出的規(guī)律，對于裂縫性碳酸鹽巖油藏注水水平井ICD完井同樣存在1個(gè)最優(yōu)ICD限流強(qiáng)度，此例對應(yīng)的值為d=2 mm。

圖12 裂縫性碳酸鹽巖油藏注水水平井ICD完井不同限流強(qiáng)度對應(yīng)的吸水剖面和井底壓力Fig.12 Outflow profiles and bottomhole pressure of water injection horizontal well for different ICD flow-restriction sizes

2) 封隔器個(gè)數(shù)。

設(shè)置了5種不同封隔器個(gè)數(shù)的完井情形，從不同封隔器個(gè)數(shù)對應(yīng)的吸水剖面(圖13)可以看出，隨著封隔器個(gè)數(shù)增加，吸水剖面越來越均勻，當(dāng)封隔器個(gè)數(shù)達(dá)到最大即每個(gè)完井分區(qū)內(nèi)只有一個(gè)ICD時(shí)，吸水剖面均勻程度達(dá)到最優(yōu)。因此對于裂縫性碳酸鹽巖油藏，注水水平井采用ICD完井時(shí)推薦最大化封隔器個(gè)數(shù)進(jìn)而保證每個(gè)完井分區(qū)內(nèi)只有1個(gè)ICD。

圖13 裂縫性碳酸鹽巖油藏注水水平井ICD完井不同封隔器個(gè)數(shù)對應(yīng)的吸水剖面Fig.13 Outflow profiles of water injection horizontal well for different packer numbers

3) 變化布置方式。

對于裂縫性碳酸鹽巖油藏，變化布置方式即高限流強(qiáng)度的ICD位于裂縫段對應(yīng)的完井分區(qū)內(nèi)，低限流強(qiáng)度的ICD位于普通儲層段對應(yīng)的完井分區(qū)內(nèi)，從不同布置方式下對應(yīng)的吸水剖面(圖14a)和不同布置方式下對應(yīng)的井底壓力(圖14b)可以看出，變化布置方式相對于統(tǒng)一布置方式不僅可以提高吸水剖面的均勻程度，同時(shí)還能使注水水平井的吸水指數(shù)大幅度提高。因此，對于裂縫性碳酸鹽巖油藏，注水水平井ICD完井首推采用變化布置方式，如果裂縫段所處位置難以確定或者井眼軌跡和井眼形狀極不規(guī)則，也可采用統(tǒng)一布置方式。

圖14 裂縫性碳酸鹽巖油藏注水水平井ICD完井不同布置方式對應(yīng)的吸水剖面和井底壓力Fig.14 Outflow profiles and bottomhole pressure of water injection horizontal well for different ICD completion design patterns

3 注采模式下2口水平井單獨(dú)和同時(shí)ICD完井動(dòng)態(tài)分析

在注采模式下，2口水平井采用何種完井方式使得ICD完井達(dá)到最優(yōu)均衡注水效果，目前國內(nèi)外均沒有明確的定論。這里以裂縫性碳酸鹽巖油藏實(shí)例計(jì)算的井網(wǎng)單元為例，對注采模式下2口水平井單獨(dú)或同時(shí)ICD完井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行了對比分析。設(shè)置4種完井情形：①2口水平井均為常規(guī)完井；②生產(chǎn)水平井單獨(dú)ICD完井；③注水水平井單獨(dú)ICD完井；④2口水平井均為ICD完井。從4種完井情形對應(yīng)的吸水剖面(圖15)可以看出，生產(chǎn)水平井單獨(dú)采用ICD完井僅能均衡它自身水平段的產(chǎn)液剖面，對井網(wǎng)單元內(nèi)注水水平井吸水剖面均勻程度的改善很小，而注水水平井單獨(dú)采用ICD完井，吸水剖面均勻程度則得到了較大改善，而兩水平井都采用ICD完井，對吸水剖面進(jìn)一步改善幅度很小。這主要是由于生產(chǎn)水平井單獨(dú)采用ICD完井只能均衡生產(chǎn)水平井近井筒附近的地層流入，并不能有效改善整個(gè)井網(wǎng)單元的水驅(qū)波及效率；而注水水平井單獨(dú)采用ICD完井，通過均衡吸水剖面進(jìn)而使水驅(qū)前緣均勻推進(jìn)，提高了整個(gè)井網(wǎng)單元的水驅(qū)波及效率和最終采收率。因此，在注采模式下，為了達(dá)到整個(gè)井網(wǎng)單元內(nèi)水驅(qū)前緣均勻推進(jìn)的目的，注水水平井單獨(dú)采用ICD完井即可。

圖15 裂縫性碳酸鹽巖油藏不同ICD完井情形對應(yīng)的注水水平井吸水剖面Fig.15 Outflow profiles of water injection horizontal well for different ICD completion scenarios

4 結(jié)論

1) 對于高滲均質(zhì)油藏、非均質(zhì)砂巖油藏和裂縫性碳酸鹽巖油藏，ICD完井能有效提高注水水平井的吸水剖面均勻程度。ICD限流強(qiáng)度增加雖然能使吸水剖面更加均勻，但同時(shí)也會降低注水水平井的吸水指數(shù)，因此在進(jìn)行ICD限流強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，需綜合考慮其影響。

2) 對于高滲均質(zhì)油藏，注水水平井ICD完井不需要下入封隔器即可獲得最佳完井效果；對于非均質(zhì)砂巖油藏，注水水平井ICD完井存在1個(gè)最優(yōu)封隔器個(gè)數(shù)，其與儲層滲透率非均質(zhì)程度密切相關(guān)；對于裂縫性碳酸鹽巖油藏，注水水平井ICD完井推薦最大化封隔器個(gè)數(shù)，進(jìn)而保證每個(gè)完井分區(qū)內(nèi)只有一個(gè)ICD。

3) 對于高滲均質(zhì)油藏，注水水平井ICD完井推薦采用統(tǒng)一布置方式；對于非均質(zhì)砂巖油藏，如水平段滲透率分布能準(zhǔn)確確定并能保證完井管柱順利下入到位推薦采用變化布置方式，如儲層不確定性因素多或井眼軌跡/井眼形狀極不規(guī)則推薦采用統(tǒng)一布置方式；對于裂縫性碳酸鹽巖油藏，注水水平井ICD完井首推采用變化布置方式。

4) 在注采模式下，為了達(dá)到整個(gè)井網(wǎng)單元內(nèi)水驅(qū)前緣均勻推進(jìn)的目的，注水水平井單獨(dú)采用ICD完井即可。