王婭妮，江 山，王新海,馮 帥，尹 虎，陳光喜

(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

八面河油田水平井優(yōu)化設(shè)計研究

王婭妮，江 山，王新海,馮 帥，尹 虎，陳光喜

(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

利用數(shù)值模擬技術(shù)從水平井方位、平面位置、水平段長度3個方面分別對中低滲薄油藏和厚油藏水平井開發(fā)效果的影響進(jìn)行模擬預(yù)測，提出了針對八面河油田的水平井優(yōu)化設(shè)計方案。研究結(jié)果表明，中低滲透(滲透率<200×10-3μm2)的薄油藏(厚度在1～2m)，水平井的方位為垂直于主滲方向，距邊水120m，水平井段長度為180～200m，開發(fā)效果較好；對于中低滲透(滲透率<200×10-3μm2)的厚油藏(厚度在5～20m)，得出水平井的方位為垂直于主滲方向，距邊水100m，水平井段長度為200～220m，開發(fā)效果較好。

八面河油田；水平井；優(yōu)化設(shè)計；數(shù)值模擬

石油天然氣是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略物資，也是油田持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著大部分油田進(jìn)入高含水或特高含水期，剩余油分布復(fù)雜，挖潛難度較大。利用直井挖潛，含水上升快，經(jīng)濟(jì)效益差，而水平井采油因具有生產(chǎn)壓差小、泄油面積大等特點(diǎn)，能夠控制含水上升速度、增加產(chǎn)液量，己成為新油田開發(fā)、老油田挖潛、提高采收率的重要技術(shù)。目前，國內(nèi)水平井?dāng)?shù)量也在逐年增多,但一些水平井的生產(chǎn)并不理想,如產(chǎn)量不高、投產(chǎn)時間很短就見水、含水上升快、產(chǎn)油量下降快等。在這種情況下，對水平井的優(yōu)化設(shè)計就顯得尤為重要。

1 工區(qū)概況

八面河油田角四區(qū)塊地處山東省壽光市境內(nèi)，構(gòu)造上位于東營凹陷南斜坡八面河鼻狀斷裂構(gòu)造帶北部的中部，為向北傾斜的反向斷鼻型油藏，地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)一直是典型的“饅頭”狀，構(gòu)造東西部都很陡，與八面河油田東陡西緩構(gòu)造基本形態(tài)不匹配。

2 模擬研究水平井優(yōu)化

水平井優(yōu)化設(shè)計的主要內(nèi)容是，根據(jù)油藏參數(shù)和流體參數(shù)，優(yōu)化設(shè)計水平井在油藏中的方位和位置、水平井的長度和水平井的生產(chǎn)壓差，當(dāng)然還應(yīng)當(dāng)包括水平井的完井，油藏保護(hù)以及與其他增產(chǎn)措施的匹配等。根據(jù)不同儲層物性與剩余油分布特征，利用油藏數(shù)值模擬軟件，分別對中低滲透(滲透率小于200×10-3μm2)薄油藏(厚度在1～2m)與厚油藏(厚度在5～20m) 的水平井方位 、水平段最佳位置以及水平段長度進(jìn)行優(yōu)化。

2.1水平井平面位置優(yōu)化

水平井最佳位置在油藏中縱向位置受到油層厚度、隔夾層分布、油水界面和油氣界面位置等的制約。由于水平井在油層中位置是永久性的，無論何種類型的油藏，實(shí)施水平井的關(guān)鍵是根據(jù)油藏地質(zhì)特征正確地設(shè)計水平井井段位置。

1)薄油藏(厚度1～2m)水平井平面位置優(yōu)選 薄油藏平面位置優(yōu)選主要考慮邊水影響，因此建立了水平井產(chǎn)量與距邊水距離模型，設(shè)定油層厚度為2m，距邊水分別為20、40、60、80、100、120、140、160m，模擬時間為15年。從數(shù)值模擬結(jié)果(見圖1)可以看出，隨著水平井距邊水的距離增大，累積產(chǎn)量在遞增，但是當(dāng)離邊水的距離超過120m，累積增量在減少。故薄油藏最佳的距邊水距離為120m。

2)厚油藏(厚度5～20m)水平井平面位置優(yōu)選 設(shè)定初始含油飽和度為0.65，油層厚度為20m,對水平井平面位置優(yōu)化進(jìn)行研究，分別距邊水20、40、60、80、100、120、140、160、180m部署水平井，水平井水平段長300m，模擬時間為15年。從模擬結(jié)果(見圖2)可知，距離邊水小于100m時，累積產(chǎn)油量增加幅度很大，大于100m后，累積產(chǎn)油量變化幅度很小，所以最佳的距邊水距離為100m左右。

圖1 薄油藏距邊水不同距離開發(fā)效果對比圖 圖2 厚油藏距邊水不同距離開發(fā)效果對比圖

2.2水平井方位優(yōu)選

水平井在油藏中的方位是指水平井在油藏中的延伸方向與油藏主滲透率的匹配問題。水平段的延伸方向與儲層的構(gòu)造形態(tài)、斷層位置、含油砂體的沉積類型和邊界有密切關(guān)系，同時還應(yīng)該參考儲層中地應(yīng)力分布、天然裂縫的發(fā)育以及地面已有井網(wǎng)等情況。

1)薄油藏水平井方位優(yōu)選 模型設(shè)計方位為水平井與主滲方向平行、與主滲夾45°角、垂直于主滲方向3個方面。從模擬結(jié)果(見圖3)可以看出，當(dāng)水平井水平段方向與主滲方向垂直時，累積產(chǎn)油量最大，且隨著角度的減少，累產(chǎn)油在遞減，說明水平井的最佳設(shè)計方位為垂直于主滲方向。

2) 厚油藏(厚度5～20m)水平井方位優(yōu)選 厚油藏水平井設(shè)計與薄油藏相似，從水平井水平段與主滲方向一致、垂直于主滲方向、與主滲方向夾45°角3個方面設(shè)計。油藏厚度為20m,水平井水平段長度為300m,模擬時間為15年。從模擬結(jié)果(見圖4)可以看出，隨著水平井的水平段方向與主滲方向夾角逐漸增大時，累產(chǎn)油在逐漸增大，當(dāng)與主滲方向垂直時，累產(chǎn)油達(dá)到最大值，最小值為水平井方向平行與主滲方向。

圖3 薄油藏不同方位效果對比圖 圖4 厚油藏不同方位效果對比圖

2.3水平井的長度優(yōu)化

水平井的長度是一個關(guān)鍵參數(shù)，影響到水平井的產(chǎn)能、臨界產(chǎn)量和底水突破時間。水平井越長，越有利于底水油藏的開發(fā)，但其鉆井費(fèi)用越高，關(guān)鍵是兩者的協(xié)調(diào)，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行優(yōu)化。

1)薄油藏(厚度1～2m)水平井長度優(yōu)化 分析認(rèn)為在水平井長度增加到350m以后，隨著長度的增加，產(chǎn)量遞增幅度不明顯。因此，在平面位置、方位優(yōu)化基礎(chǔ)上，設(shè)計水平井距離邊水100m、油藏厚度為2m，分別設(shè)計水平井段長度為100、120、140、160、180、200、220、240m。模擬時間為15年。從模擬結(jié)果(見圖5)可以看出，隨著水平井水平段的增加，累積產(chǎn)油量會有一定幅度的增加，但是當(dāng)水平段小于180m時，產(chǎn)量遞增較快，當(dāng)大于200m后，產(chǎn)量遞增較少，故薄油藏最佳的水平井水平段長度為180～200m。

2)厚油藏(厚度5～20m)水平井水平段優(yōu)化設(shè)計 以平面距邊水100m、油層厚度為20m,設(shè)計了水平段長度分別為120、140、160、180、200、220、240、260m。模擬15年。通過數(shù)值模擬結(jié)果(見圖6)可以看出，水平井段長度從120～220m時，產(chǎn)量遞增較快，當(dāng)水平井長度超過200m時，產(chǎn)量遞增較慢，由此可以得出結(jié)論：水平段長度在200～220m之間最適宜。

圖5 薄油藏水平井段長度與產(chǎn)量關(guān)系對比圖 圖6 厚油藏水平井段長度與產(chǎn)量關(guān)系對比圖

3 結(jié) 論

對常規(guī)油藏開發(fā)中薄油藏和厚油藏分布進(jìn)行了水平井方位、水平井平面位置和水平井長度的優(yōu)化設(shè)計，得出了如下結(jié)論：中低滲透(滲透率<200×10-3μm2)的薄油藏(厚度在1～2m)，水平井的方位為垂直于主滲方向，距邊水120m，水平井段長度為180～200m，開發(fā)效果較好；對于中低滲透(滲透率<200×10-3μm2)的厚油藏(厚度在5～20m)，得出水平井的方位為垂直于主滲方向，距邊水100m，水平井段長度為200～220m，開發(fā)效果較好。

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[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.11.034

TE34

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16731409(2012)11N10403