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摘要:低渗透油藏常常通过压裂改造获得工业开发价值,而压裂所产生的水力裂缝的存在,使得低渗透油藏的整个开发过程展现具有与常规油藏开发不同的特点。低渗层常发育隐含或张开的天然裂缝,使渗透率存在明显的方向性而导致注水、采油过程中出现严重非均质性。因此,低渗透油藏的开发井网的设置应考虑水力裂缝和渗透率各向异性的影响并与之优化匹配。
关键词:低渗透;开发井网;各向异性
一、渗透率各向异性的低渗透油藏开发井网研究意义
由于受沉积等地质因素的控制,储层渗透率的大小往往表现出各向异性的特征。渗透率各向异性是储层的基本性质,它对油藏的有效开采会产生一定的负面影响,主要表现为:注入流体沿渗透率较大的方向优先推进,导致不同方向上的生产井见水时间差别较大,致使驱替过程出现不均衡的情况,从而影响油藏开发效果。
低渗透油藏中存在人工裂缝,使得其开发过程展现与常规油藏开发不同的特点:压裂所形成的高导流能力的裂缝,改变了近井筒地带油的渗流方式,由常规的径向流动变成了特殊的双线性流动,即油先从致密地层流向裂缝,然后从裂缝流入井筒。
常规的中、高渗油层的渗流区域是以井筒为中心的同心圆,而低渗层压裂后由于井筒有两条对称裂缝存在,因而压裂裂缝周围形成了一个椭圆形的泄流区域,随裂缝方位不同泄流区域也不同,井与井之间这种泄流区域可能交叉、重叠,在合适的裂缝方位下将形成最大的驱扫面积。低渗透油藏的产量主要取决于压后支撑裂缝长度和导流能力,而裂缝方位的有利与不利将决定油藏注水开发过程中的驱油效率,从而影响油藏的最终采收率。低渗层常常伴随的一个主要特征是存在隐含或张开的天然裂缝,注水过程中由于渗透率的明显方向性而导致注水、采油的严重非均质性。因此,合理地部署井网可以得到有效调节。低渗透油藏开发的这些特点表明低渗透油藏在开发过程中井网型式与水力裂缝特性密切相关,低渗透油藏开发方案的编制必须考虑人工裂缝的作用与渗透率方向性的影響。因此,渗透率各向异性的低渗透油藏开发井网问题值得探讨与研究。
二、低渗透油藏开发井网井网型式选择
一套设计合理的井网系统需要具备三个条件,其一,要在低渗透油田井网的开采初期时采油速率高的优势尽量使无水采油期延长;其二,在尽量得到最多的油田开采收率;其三,整个井网系统对于低渗透油田的开采过程要因地制宜,要具有灵活性。井网再设计时要多方面考虑,综合考虑油田开发的经济性,比如单晶控制储量的多少,井网如何分布,还要控制好注水井与产油井之间的压力传递,另外还要最大程度地延缓方向性的水窜以及水淹时间。
合理开发井网是否适应于油田的开发,对于低渗透油田来说,首先要考虑单井控制储量和整个油田的开发是否经济合理,井网不能太密;其次要考虑到产油井和注水井之间的压力传递关系,注采井距不能过大;另外还要最大程度地延缓方向性的水窜及水淹的时间。
通过对正方形五点、矩形五点、矩形八点、正方形反九点和菱形反九点等井网作了对比,从整体压裂后采油速率和采出程度的数值模拟结果发现,菱形反九点井网的采油率会随着生产时间的延长而体现出其优势,菱形反九点井网相对扩大了地层主应力方向上的注采井距,缩短了垂直主应力方向上的井排距,使平面上各油井的受效程度得到了有效的改善。菱形反九点注采井网系统的应用,使角井水淹时间得到了很大程度上的延缓,同时加大了边井的受效程度,当角井含水较高时可以转注。由此,菱形反九点井网不仅在初期采油过程中加大速率,而且在后期作业中具有良好的调整灵活性。可广泛应用于低渗透油田的开始初始阶段,其后可以根据各种资料的积累和对油藏特征认识的作出相应调整。井网系统控制因素分析是开发低渗透油田的核心,天然裂缝发育特征、储层地应力和水力裂隙缝属性参数以及储层横向和纵向、宏观和微观、层间和层内不同程度的非均质性等都是控制井网系统的因素。
三、菱形反九点井网产能影响因素讨论影响
在许多次菱形反九点井网和矩形五点井网系统的使用后,我们发现采油井与注入井的压裂情况和规模、渗透率平面的方向性、井角的转注时机以及低渗透油田的油藏韵律性都会影响到菱形反九点井网和矩形五点井网的产能。
3.1 采油井和注入井的压裂状况
在通常的施工中,对注水井的压裂远远少于对采油井进行压裂。菱形反九点井网开发初期,注采井数比为 1:3,保持地层压力存在一定难度,如果不对注水井进行压裂,就很有可能无法注水。而影响到井网的采出程度。无数次的数值模拟研究结果表明,要想达到平均地层压力达到最高,只需压裂注水井,反之,则只需压裂采油井。平均地层压力在注水井采油井都压裂或都不压裂时的相差不多;虽然在对采油井压裂与注采井都压裂两个条件下的初始采油速率相差无几,但在之后的长时间油田开采过程中,地层压力的维持情况会有很大差别,影响到采油速率,导致采出程度也相差较大;另外一种情况,对注水井压裂和注采井都不进行压裂时采油的速率都相当低,值得一提的是,当注水井压裂时,由于地层压力保持较好而采油速率是注采井都不压裂时的两倍多,两者采出程度相差较大。
3.2 注入井和采油井的压裂规模
当注水井压裂裂缝长度一定时,平均地层的压力会随着生产井压裂规模的扩大而降低。随着裂缝穿透率(裂缝长度与井距比值)的变化,采出程度曲线和平均地层压力曲线变化趋势非常相似。对于采油井而言,裂缝穿透率为 30%比较好,当穿透率大于此值,甚至到 100%时,相对应的地层压力和采出程度与其相差有限;对于注水井而言,由于注采比一般小于 1(1:2-1:3),裂缝穿透率为 65%左右较好,当穿透率大于此值,甚至到 100%时,相对应的地层压力和采出程度与其相差极为有限。只要井网的井距和排距设计合理,注采井压裂规模合适,含水率可以得到较好的控制。
四、结论
低渗透油藏的开发由于水力裂缝的介入而展现与常规油藏开发的不同特点,这些特点表明低渗透油藏开发井网型式与裂缝特性密切相关。低渗层常具有的渗透率明显的方向性使得开发过程中出现注水、采油严重的非均质性,合理部署井网能使其得到有效调节。因此,渗透率各向异性的低渗透油藏开发井网与常规开发井网应有所不同。
参考文献:
[1]周俊杰.低渗透油田开发注采井网系统设计及优化策略探析[J].化工管理,2014,35:57.
[2]杨爱民.低渗透油田开发注采井网系统设计探讨[J].科技创新与应用,2012,34:34.
[3]丁云宏,陈作,曾斌,etal.渗透率各向异性的低渗透油藏开发井网研究[J].石油学报,2002(02):75-78+9.
关键词:低渗透;开发井网;各向异性
一、渗透率各向异性的低渗透油藏开发井网研究意义
由于受沉积等地质因素的控制,储层渗透率的大小往往表现出各向异性的特征。渗透率各向异性是储层的基本性质,它对油藏的有效开采会产生一定的负面影响,主要表现为:注入流体沿渗透率较大的方向优先推进,导致不同方向上的生产井见水时间差别较大,致使驱替过程出现不均衡的情况,从而影响油藏开发效果。
低渗透油藏中存在人工裂缝,使得其开发过程展现与常规油藏开发不同的特点:压裂所形成的高导流能力的裂缝,改变了近井筒地带油的渗流方式,由常规的径向流动变成了特殊的双线性流动,即油先从致密地层流向裂缝,然后从裂缝流入井筒。
常规的中、高渗油层的渗流区域是以井筒为中心的同心圆,而低渗层压裂后由于井筒有两条对称裂缝存在,因而压裂裂缝周围形成了一个椭圆形的泄流区域,随裂缝方位不同泄流区域也不同,井与井之间这种泄流区域可能交叉、重叠,在合适的裂缝方位下将形成最大的驱扫面积。低渗透油藏的产量主要取决于压后支撑裂缝长度和导流能力,而裂缝方位的有利与不利将决定油藏注水开发过程中的驱油效率,从而影响油藏的最终采收率。低渗层常常伴随的一个主要特征是存在隐含或张开的天然裂缝,注水过程中由于渗透率的明显方向性而导致注水、采油的严重非均质性。因此,合理地部署井网可以得到有效调节。低渗透油藏开发的这些特点表明低渗透油藏在开发过程中井网型式与水力裂缝特性密切相关,低渗透油藏开发方案的编制必须考虑人工裂缝的作用与渗透率方向性的影響。因此,渗透率各向异性的低渗透油藏开发井网问题值得探讨与研究。
二、低渗透油藏开发井网井网型式选择
一套设计合理的井网系统需要具备三个条件,其一,要在低渗透油田井网的开采初期时采油速率高的优势尽量使无水采油期延长;其二,在尽量得到最多的油田开采收率;其三,整个井网系统对于低渗透油田的开采过程要因地制宜,要具有灵活性。井网再设计时要多方面考虑,综合考虑油田开发的经济性,比如单晶控制储量的多少,井网如何分布,还要控制好注水井与产油井之间的压力传递,另外还要最大程度地延缓方向性的水窜以及水淹时间。
合理开发井网是否适应于油田的开发,对于低渗透油田来说,首先要考虑单井控制储量和整个油田的开发是否经济合理,井网不能太密;其次要考虑到产油井和注水井之间的压力传递关系,注采井距不能过大;另外还要最大程度地延缓方向性的水窜及水淹的时间。
通过对正方形五点、矩形五点、矩形八点、正方形反九点和菱形反九点等井网作了对比,从整体压裂后采油速率和采出程度的数值模拟结果发现,菱形反九点井网的采油率会随着生产时间的延长而体现出其优势,菱形反九点井网相对扩大了地层主应力方向上的注采井距,缩短了垂直主应力方向上的井排距,使平面上各油井的受效程度得到了有效的改善。菱形反九点注采井网系统的应用,使角井水淹时间得到了很大程度上的延缓,同时加大了边井的受效程度,当角井含水较高时可以转注。由此,菱形反九点井网不仅在初期采油过程中加大速率,而且在后期作业中具有良好的调整灵活性。可广泛应用于低渗透油田的开始初始阶段,其后可以根据各种资料的积累和对油藏特征认识的作出相应调整。井网系统控制因素分析是开发低渗透油田的核心,天然裂缝发育特征、储层地应力和水力裂隙缝属性参数以及储层横向和纵向、宏观和微观、层间和层内不同程度的非均质性等都是控制井网系统的因素。
三、菱形反九点井网产能影响因素讨论影响
在许多次菱形反九点井网和矩形五点井网系统的使用后,我们发现采油井与注入井的压裂情况和规模、渗透率平面的方向性、井角的转注时机以及低渗透油田的油藏韵律性都会影响到菱形反九点井网和矩形五点井网的产能。
3.1 采油井和注入井的压裂状况
在通常的施工中,对注水井的压裂远远少于对采油井进行压裂。菱形反九点井网开发初期,注采井数比为 1:3,保持地层压力存在一定难度,如果不对注水井进行压裂,就很有可能无法注水。而影响到井网的采出程度。无数次的数值模拟研究结果表明,要想达到平均地层压力达到最高,只需压裂注水井,反之,则只需压裂采油井。平均地层压力在注水井采油井都压裂或都不压裂时的相差不多;虽然在对采油井压裂与注采井都压裂两个条件下的初始采油速率相差无几,但在之后的长时间油田开采过程中,地层压力的维持情况会有很大差别,影响到采油速率,导致采出程度也相差较大;另外一种情况,对注水井压裂和注采井都不进行压裂时采油的速率都相当低,值得一提的是,当注水井压裂时,由于地层压力保持较好而采油速率是注采井都不压裂时的两倍多,两者采出程度相差较大。
3.2 注入井和采油井的压裂规模
当注水井压裂裂缝长度一定时,平均地层的压力会随着生产井压裂规模的扩大而降低。随着裂缝穿透率(裂缝长度与井距比值)的变化,采出程度曲线和平均地层压力曲线变化趋势非常相似。对于采油井而言,裂缝穿透率为 30%比较好,当穿透率大于此值,甚至到 100%时,相对应的地层压力和采出程度与其相差有限;对于注水井而言,由于注采比一般小于 1(1:2-1:3),裂缝穿透率为 65%左右较好,当穿透率大于此值,甚至到 100%时,相对应的地层压力和采出程度与其相差极为有限。只要井网的井距和排距设计合理,注采井压裂规模合适,含水率可以得到较好的控制。
四、结论
低渗透油藏的开发由于水力裂缝的介入而展现与常规油藏开发的不同特点,这些特点表明低渗透油藏开发井网型式与裂缝特性密切相关。低渗层常具有的渗透率明显的方向性使得开发过程中出现注水、采油严重的非均质性,合理部署井网能使其得到有效调节。因此,渗透率各向异性的低渗透油藏开发井网与常规开发井网应有所不同。
参考文献:
[1]周俊杰.低渗透油田开发注采井网系统设计及优化策略探析[J].化工管理,2014,35:57.
[2]杨爱民.低渗透油田开发注采井网系统设计探讨[J].科技创新与应用,2012,34:34.
[3]丁云宏,陈作,曾斌,etal.渗透率各向异性的低渗透油藏开发井网研究[J].石油学报,2002(02):75-78+9.