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        開發(fā)壓裂井網(wǎng)優(yōu)化數(shù)值模擬研究——以莫北油田莫116斷塊為例

        2014-12-16 08:32:22歐陽傳湘閔江本盧海陽
        石油地質(zhì)與工程 2014年2期
        關(guān)鍵詞:井距產(chǎn)油量采出程度

        黃 山,歐陽傳湘,閔江本,盧海陽

        (1.長江大學(xué)石油工程學(xué)院·油氣鉆采工程湖北省重點(diǎn)實驗室,湖北武漢430100;2.中國石化勝利油田分公司河口采油廠)

        莫北油田位于準(zhǔn)噶爾盆地腹部古爾班通古特沙漠之中,莫116斷塊位于莫北油田的南部,屬低孔、特低滲儲層,且儲層縱向非均質(zhì)性嚴(yán)重,不同斷塊內(nèi)油氣關(guān)系復(fù)雜,流體性質(zhì)差別大,若不進(jìn)行壓裂改造,勢必會造成注水開發(fā)中層間矛盾突出,區(qū)塊采收率不高[1]。開發(fā)壓裂改造技術(shù)是低滲透注水開發(fā)油田高效開采的有效方法,而井網(wǎng)部署是開發(fā)壓裂設(shè)計中很關(guān)鍵的一步,因此,本文對莫116斷塊的壓裂井網(wǎng)進(jìn)行了優(yōu)化研究。

        1 井網(wǎng)方位及井排距優(yōu)選

        為研究莫116斷塊不同井網(wǎng)的開發(fā)效果,以矩形五點(diǎn)井網(wǎng)、正六邊形反七點(diǎn)井網(wǎng)、反九點(diǎn)井網(wǎng)及菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)為基礎(chǔ),考慮井排與裂縫方向平行、垂直和交叉成45°夾角三種情況,建立相應(yīng)機(jī)理模型進(jìn)行模擬,模擬時間取14 a。裂縫模擬采用近井筒模型(NWM),通過建立非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對局部網(wǎng)格進(jìn)行加密處理,實現(xiàn)對裂縫的精細(xì)模擬。

        根據(jù)文獻(xiàn)[2],考慮到由于莫116井區(qū)儲層無明顯發(fā)育的天然裂縫,而區(qū)塊的滲透率介于特低滲透與較低滲透之間,為建立油水井有效驅(qū)替,井距不宜選擇過大[3]。

        1.1 矩形五點(diǎn)井網(wǎng)

        在五點(diǎn)井網(wǎng)中,當(dāng)井排與裂縫平行時,采出程度達(dá)到30%之后油井開始見水,而當(dāng)井排與裂縫成45°夾角時,采出程度超過14%時即開始見水。井排與裂縫垂直和井排與裂縫平行為同一方案。故井排應(yīng)與裂縫方向平行。不同井排距方案中,350 m×250 m井網(wǎng)的折算單井累產(chǎn)油量最高,其次是350 m×200 m井網(wǎng)。從前2~3年累產(chǎn)油量來看,350 m×200 m井網(wǎng)的優(yōu)勢較為明顯,累積產(chǎn)量增長較快,并在投產(chǎn)初期3年內(nèi)保持最高。考慮到壓裂有效期限制,這種優(yōu)越性表現(xiàn)越早越好。因此,五點(diǎn)井網(wǎng)的最佳井排距為350 m×200 m。見圖1、圖2。

        圖1 五點(diǎn)井網(wǎng)不同裂縫方向含水率-采出程度關(guān)系

        1.2 正六邊形反七點(diǎn)井網(wǎng)

        在正六邊形反七點(diǎn)井網(wǎng)中,當(dāng)井排與裂縫成45°夾角時,油水井連線與裂縫接近平行,各裂縫間距較平行和垂直時更近,容易導(dǎo)致油井很快見水,在同一個注采單元內(nèi)部由于裂縫的影響使得油水井幾何形態(tài)不對稱,從而導(dǎo)致單元內(nèi)部油井見水時間不一、波及系數(shù)低。而當(dāng)井排與裂縫平行時油井見水時間比井排與裂縫垂直時的早。因此,井排應(yīng)與裂縫方向垂直,見圖3。

        圖2 五點(diǎn)井網(wǎng)不同井排距下單井累產(chǎn)油量曲線

        圖3 反七點(diǎn)井網(wǎng)不同裂縫方向含水率-采出程度關(guān)系曲線

        不同井排距方案中,350 m井距方案的折算單井累產(chǎn)油量最高,其次是310 m。從前2~3年累產(chǎn)油量來看,350 m井距和310 m井距二者差別不大,而采用310 m井距方案注水時,油井見水時間最晚。結(jié)合經(jīng)濟(jì)評價(表1),310 m井距的內(nèi)部收益率和稅后凈現(xiàn)值都比350 m井距的高,而投資回收期更短,故反七點(diǎn)井網(wǎng)最佳井距為310 m。見圖4。

        1.3 反九點(diǎn)井網(wǎng)

        表1 不同井網(wǎng)不同井排距方案經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

        圖4 反七點(diǎn)井網(wǎng)不同井排距下單井累產(chǎn)油量曲線

        在反九點(diǎn)井網(wǎng)中,井排與裂縫平行和垂直為同一方案,故只研究井排與裂縫平行和成45°角兩種情況。當(dāng)井排與裂縫平行時采出程度達(dá)超過10%之后油井就開始見水,而當(dāng)井排與裂縫成45°角時,采出程度接近20%才開始見水。因此,采用井排與裂縫成45°角的方案,見圖5。

        不同井排距方案中,300 m×200 m井網(wǎng)折算單井累產(chǎn)油量最高,從前2~3年累產(chǎn)油量來看,350 m×200 m井網(wǎng)的優(yōu)勢也較為明顯。故反九點(diǎn)法井網(wǎng)的最佳井排距為300 m×200 m,見圖6。

        1.4 菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)

        圖5 反九點(diǎn)井網(wǎng)不同裂縫方向含水率-采出程度關(guān)系曲線

        圖6 反九點(diǎn)井網(wǎng)不同井排距下單井累產(chǎn)油量曲線

        在菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)中,采出程度一定時,井排與裂縫垂直以及成45°夾角時的含水率均比井排與裂縫平行時的高。因此,井排應(yīng)與裂縫方向平行,見圖7。不同井排距方案中,350 m×150 m井網(wǎng)和300 m×200 m井網(wǎng)的折算單井累產(chǎn)油量最高,其次是300 m×150 m。而從前2~3年累產(chǎn)油量來看,400 m×100 m井網(wǎng)產(chǎn)量最高。結(jié)合經(jīng)濟(jì)評價(表1),400 m×100 m井網(wǎng)的內(nèi)部收益率和稅后凈現(xiàn)值最高,投資回收期最短。因此,菱形反九點(diǎn)法井網(wǎng)的最佳井排距為400 m×100 m,見圖8。

        圖7 菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)不同裂縫方向含水率-采出程度關(guān)系曲線

        圖8 菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)不同井排距下單井累產(chǎn)油量曲線

        2 井網(wǎng)類型優(yōu)選[5-6]

        在區(qū)塊地質(zhì)模型上,分別對五點(diǎn)井網(wǎng)350 m×200 m、反七點(diǎn)井網(wǎng)井距310 m、反九點(diǎn)井網(wǎng)300 m×200 m、菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)400 m×100 m 進(jìn)行模擬。由平均單井累產(chǎn)油量曲線可以看出,隨著時間的增加,各種方案的平均單井累產(chǎn)油量均有不同程度的增加,其中五點(diǎn)井網(wǎng)平均單井累產(chǎn)油量最高。由含水率與采出程度的關(guān)系曲線可以看出,在開發(fā)初期,相同采出程度下五點(diǎn)井網(wǎng)的含水率最低,而在開發(fā)后期,五點(diǎn)井網(wǎng)的產(chǎn)水有所上升,但與反七點(diǎn)井網(wǎng)和菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)的含水率曲線接近重合,且最終的采出程度最高,即五點(diǎn)井網(wǎng)可以較好地提高油井的采出程度,見圖9、圖10。

        3 結(jié)論

        圖9 不同井網(wǎng)組合方案累產(chǎn)油量對比曲線

        圖10 不同井網(wǎng)組合方案含水率-采出程度關(guān)系曲線

        (1)在開發(fā)壓裂中,部署井網(wǎng)時要充分考慮壓裂裂縫的延伸方向與井網(wǎng)的匹配關(guān)系,選優(yōu)合適的方向,避免油井過早見水,影響產(chǎn)量。通過油藏數(shù)值模擬方法,得到了矩形五點(diǎn)井網(wǎng)、正六邊形反七點(diǎn)井網(wǎng)、反九點(diǎn)井網(wǎng)以及菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)的最佳井網(wǎng)方位以及最佳井排距。

        (2)針對莫北油田莫116斷塊的特點(diǎn),優(yōu)選得到合理的開發(fā)井網(wǎng)為五點(diǎn)井網(wǎng),裂縫平行于井排方向,最佳井排距為350 m×200 m。

        [1]李道品.低滲透油田開發(fā)概論[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),1997,16(3):33-37.

        [2]李道品,羅迪強(qiáng).低滲透油田的合理井網(wǎng)和注采原則──低滲透油田開發(fā)系列論文之二[J].?dāng)鄩K油氣田,1994,1(5):12-20.

        [3]李道品,低滲透油田開發(fā)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1997.

        [4]彭昱強(qiáng),涂彬,魏俊之,等.油氣田開發(fā)井網(wǎng)研究綜述[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2002,21(6):22-25.

        [5]李松泉,唐曾熊.低滲透油田開發(fā)的合理井網(wǎng)[J].石油學(xué)報,1998,19(3):52-55.

        [6]鄢雪梅,胥云,蔣建方,等.烏南油田烏五斷塊開發(fā)壓裂數(shù)值模擬[J].新疆石油地質(zhì),2011,32(4):412-414.

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