梁 爽，劉義坤，于倩男，陳 實，張 寧

（1.東北石油大學提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江大慶163318；2.中國石油吉林油田分公司采油工藝研究院，吉林松原138001；3.中海油能源發(fā)展有限公司鉆采工程研究院，天津300452）

薄差儲層有效動用井距和合理井排距比研究
——以大慶油區(qū)杏六東塊為例

梁 爽1，劉義坤1，于倩男1，陳 實2，張 寧3

（1.東北石油大學提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江大慶163318；2.中國石油吉林油田分公司采油工藝研究院，吉林松原138001；3.中海油能源發(fā)展有限公司鉆采工程研究院，天津300452）

隨著油氣田開發(fā)的深入，水驅開發(fā)的主要對象已由中高滲透層轉變?yōu)楸〔顑?，薄差儲層開發(fā)井網部署存在注采關系不完善、地層壓力水平低、動用程度低等問題。以大慶油區(qū)杏六東塊為例，通過油藏工程方法計算出不同滲透率條件下的有效動用井距，以流管模型為基礎，求解菱形五點法井網不同井排距比的有效動用系數。結果表明，薄差儲層的平均滲透率為12×10-3μm2，對應的有效動用井距為180 m，合理井排距比為1.8。數值模擬法驗證結果表明，井排距比為1.8時，薄差儲層的波及范圍最大，見水最早，采出程度最高，與理論計算結果相符。

薄差儲層滲透率有效動用井距井排距比

大慶油區(qū)杏六東塊于19世紀60年代投入開發(fā)，先后部署了基礎井網、一次加密井網、更新調整井網和二次加密井網等4套開發(fā)井網，其中，二次加密井網以薄差儲層為開采對象。薄差儲層主要指厚度薄、層數多以及物性較差的表內薄層和表外儲層，具有一定的儲量潛力，其地質儲量占總地質儲量的比例大。研究區(qū)2006年完鉆井水淹狀況表明，表內厚層水淹狀況嚴重，水淹比例達93.52%，但薄差儲層仍具有一定潛力。1996—2013年二次加密井網采用250 m×200 m的五點法面積注水，但仍存在局部油水井數比偏高、注采井距偏大、地層壓力低、油層動用程度低等問題。有效動用井距和合理井排距比的確定是影響油田開發(fā)的重要因素［1-4］，筆者運用不等產量一源一匯公式和基于流管模型推導出的有效動用系數公式對有效動用井距與合理井排距比進行了研究，以期為更好地開發(fā)薄差儲層提供參考和借鑒。

1 有效動用井距的確定

假設均質無限大地層中存在注入量和產出量不等的1口注水井和1口生產井，根據勢的疊加原理可推導出注采井間的驅動壓力梯度為

式中：GD為驅動壓力梯度，MPa/m；pe為地層壓力，MPa；pwf為生產井井底壓力，MPa；R為注采井距，m；r為地層中任意一點與注水井的距離，m；rw為井筒半徑，m，取值為0.1；pinf為注水井井底壓力，MPa。

由注采井之間的驅動壓力梯度（圖1）可以看出，驅動壓力梯度在注水井和生產井附近較大，而距離注采井越遠，驅動壓力梯度越小，注采井之間必然存在最小驅動壓力梯度，當最小驅動壓力梯度克服啟動壓力梯度時，才能建立注采關系，此時對應的井距即為最大注采井距［5-9］，也稱之為有效動用井距。

圖1 注采井之間的驅動壓力梯度

由于二次加密井網的開采對象是薄差儲層，在求取薄差儲層有效動用井距時利用的是二次加密井網的數據，其注采壓差為21.14 MPa，結合式（1）可得到注采井距與最小驅動壓力梯度的關系（圖2），最小驅動壓力梯度隨著注采井距的增大而減小，且二者呈現較好的冪函數關系。

圖2 注采井距與最小驅動壓力梯度的關系

薄差儲層滲透率低，啟動壓力梯度對開發(fā)該類儲層有不可忽視的影響［10-17］，通過啟動壓力梯度測試實驗，得到其與滲透率的關系為

式中：λ為啟動壓力梯度，MPa/m；K為滲透率，10-3μm2。

薄差儲層的平均滲透率為12×10-3μm2，由式（2）可得，啟動壓力梯度為0.034 MPa/m。結合注采井距與最小驅動壓力梯度的關系（圖2）可知，當最小驅動壓力梯度為0.034 MPa/m時，有效動用井距為180 m。以此類推可得到不同滲透率對應的有效動用井距（圖3）。

圖3 滲透率與有效動用井距的關系

2 合理井排距比的確定

由于啟動壓力梯度的存在，在一定井網井距和注采壓差下，整個注采單元內不是所有流體都能流動，存在啟動面積和啟動角，啟動面積為注水能驅替到的面積，啟動角為有效驅替范圍內注采井間流線與注采井連線的最大夾角，將啟動面積與整個單元面積的比定義為有效動用系數［14］。當有效動用系數等于1時，單元面積內流體全部被驅替；當有效動用系數等于0時，則未被驅替。假設油水井間由一系列流管構成，根據流管模型推導的菱形五點法井網四分之一注采單元的有效動用系數為

式中：A為有效動用系數；L1為井距，m；α1，α2，β1和β2為注采單元的啟動角，（°）；L2為排距，m。

當有效動用井距為180 m、井排距比分別為1.2，1.5，1.8和2時，根據式（3）計算的有效動用系數分別為0.689 2，0.839 5，0.988 3和0.989 1。有效動用系數均大于0.6，且隨井排距比的增大而增加，說明在180 m的有效動用井距下，井排距比大于1.2時，薄差儲層均能有效動用，但井排距比為1.8時，有效動用系數已接近1，進一步增大時，有效動用系數的增加幅度很低，考慮到井排距比越大，經濟投入也越大，故認為薄差儲層有效動用的合理井排距比為1.8。

3 數值模擬驗證

利用數值模擬理想模型構建不同井、排距，模擬不同井排距比下薄差儲層的開采情況，以驗證求解的井距和井排距比的合理性。理想模型參數包括：X和Y方向網格步長均為10 m，縱向分為6個層位，單層有效厚度為0.4 m，滲透率為12×10-3μm2，孔隙度為0.25，原始含油飽和度為0.674，井距為180 m，采用一注四采模式，模擬井排距比分別為1.2，1.5，1.8和2時的含油飽和度（圖4）。

由井排距比分別為1.2，1.5，1.8和2時模擬的含油飽和度分布（圖4）及對應的開發(fā)指標（表1）可以看出，薄差儲層厚度小，物性差，油井見水時間晚，采收率低；井排距比為1.2時，采出程度低，含水率低，油井受效慢，波及系數小，驅油效果差；井排距比為1.5和2時，見水時間和含水率相差不大，但井排距比為2時，采出程度較高，驅油效果較好；井排距比為1.8時，波及范圍最大，見水最早，采出程度最高。

圖4 不同井排距比時模擬的含油飽和度

表1 不同井排距比下的開發(fā)指標

4 結論

利用不等產量一源一匯方法，建立了最小驅動壓力梯度與井距的關系，結合啟動壓力梯度與滲透率的關系，得到了不同滲透率條件下的有效動用井距，確定薄差儲層的有效動用井距為180 m；根據流管模型推導菱形五點法井網有效動用系數的理論公式，計算不同井排距比下的有效動用系數，得出薄差儲層的合理井排距比為1.8。數值模擬法驗證結果表明，當井排距比為1.8時，薄差儲層的波及范圍大，見水最早，采出程度最高，與理論計算結果相符。

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編輯武云云

TE319

A < class="emphasis_bold">文章編號：1

1009-9603（2014）01-0078-03

2013-12-10。

梁爽，女，在讀博士研究生，從事油氣田開發(fā)和數值模擬方面的研究。聯系電話：15164546856，E-mail：liangshuang21@ 163.com。

國家科技重大專項“薄差油層動用條件及層系井網優(yōu)化研究”（2011ZX05010-002-05），“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”（2011ZX05052），研究生創(chuàng)新基金“大慶長垣特高含水油田措施優(yōu)化方法研究”（YJSCX2012-050HLJ）。