段大洋
(中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司地質(zhì)研究院,遼寧盤錦 124010)
氣田永和18井區(qū)水平井開發(fā)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)
段大洋
(中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司地質(zhì)研究院,遼寧盤錦 124010)
永和18井區(qū)總體表現(xiàn)為縱向上多層段產(chǎn)氣,但產(chǎn)氣量不高;主力儲(chǔ)層橫向上發(fā)育不連續(xù),相變快,但永和18井儲(chǔ)層較發(fā)肓,產(chǎn)能較高,井區(qū)整體開發(fā)迫在眉睫。本文從氣田實(shí)際出發(fā),創(chuàng)造性的提出分井組分層系水平井優(yōu)化部署和類工廠化平臺(tái)輻射狀調(diào)整實(shí)施兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)了節(jié)本增效的水平井優(yōu)化部署開發(fā)。永和18井組水平井的成功實(shí)施為鄂爾多斯盆地東緣低豐度致密氣藏開發(fā)提供有利的指導(dǎo)和借鑒。
水平井 優(yōu)化部署 開發(fā) 低豐度 致密
永和18井區(qū)位于石樓西氣田南部,工區(qū)面積約726km2,完鉆探井19口,評(píng)價(jià)井8口,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)水平井1口。累計(jì)試氣23口井,共53層,試采2口井。自鉆開永和18井獲得重大突破后,2012-2013年,永和18井區(qū)進(jìn)入富集區(qū)優(yōu)選及開發(fā)階段。針對(duì)井區(qū)目前單井成本高、產(chǎn)能低的特征,力求需找“少井高產(chǎn)”的低成本開發(fā)模式,創(chuàng)造性的提出尋找富氣“甜點(diǎn)”區(qū),分區(qū)分層進(jìn)行水平井優(yōu)化部署開發(fā),圍繞永和18井山2段和永和20井山1段高產(chǎn)氣層,綜合考慮分別在該兩個(gè)井組的兩個(gè)層段進(jìn)行水平井部署;目前在優(yōu)先實(shí)施的永和18井組,考慮該井組地處黃土塬地貌,局部含氣豐度高,但相變快的特點(diǎn),本著“概念化設(shè)計(jì),邊實(shí)施邊調(diào)整”的原則,提出類工廠化開發(fā)模式,少平臺(tái)輻射狀鉆井方式,節(jié)本增效,取得了良好的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
2.1 分井組分層系水平井優(yōu)化部署
2.1.1 綜合地質(zhì)研究
構(gòu)造上,永和18井區(qū)各層位總體為東高西低的寬緩西傾單斜構(gòu)造,平均坡降6-8m/km,地層傾角不足1°,區(qū)內(nèi)未見斷層,構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單。
沉積相特征,早二疊世山2期,主要表現(xiàn)為盆地北部伊盟隆起的大幅度抬升,沖積-三角洲沉積向湖盆強(qiáng)烈進(jìn)積,而盆地中南部亦有小規(guī)模的河流-潮控三角洲沉積發(fā)育。但相帶展布范圍有限,顯示出“大平原-小前緣”的沉積特征[1],永和18井區(qū)在平面上除發(fā)育永和4井-永和15井與永和7井-永和18井與永和24井-永和22井等3條規(guī)模不大的潮道砂巖外,研究區(qū)其它井則以潮上砂泥坪、淺湖泥和沼澤沉積為主;二疊世山1期,永和18井區(qū)在平面上以三角洲前緣相區(qū)為特征, 發(fā)育永和4井-永和12井與永和6井-永和23井等兩條水下分流河道朵狀體, 而朵狀砂體兩側(cè)則為分流間灣與淺湖泥分布區(qū)。
砂體特征,通過二維地震和聯(lián)井對(duì)比綜合分析,山2砂體厚度在10-15米,在永和18井以南連片發(fā)育,厚度穩(wěn)定;山1砂厚在15-25米,兩套砂體匯合于井區(qū)南部,永和20井砂體最厚。
氣層分布特征,根據(jù)鉆錄測(cè)資料,永和18井的山2段和永和20井的山1段,小層疊加氣層厚度均在10-15米。中部較厚,向四周逐漸變薄。
儲(chǔ)層物性特征,山2段儲(chǔ)層孔隙度主要分布在3%-6%,平均孔隙度為5.54%,滲透率分布范圍為0.01mD-1.0mD,平均滲透率為9.05mD。山1段儲(chǔ)層孔隙度主要分布在3.0%-12.0%,平均孔隙度為7.38%;滲透率分布范圍為0.1 m D-1.0 m D,平均滲透率為0.65mD??傮w屬于低孔、低滲砂巖儲(chǔ)層。
2.1.2 試氣情況
永和18井區(qū)山1、山2段共試氣層位18層。單試山2段的有11層,平均單井無阻流量為12.25×104m3/d,永和18井最高,無阻流量為32×104m3/d。山1段:?jiǎn)卧嚿?段的有7層,平均單井無阻流量為1.26 ×104m3/d。永和20井最高,無阻流量為1.98×104m3/d。
2.1.3 水平井優(yōu)化部署
永和18井區(qū)儲(chǔ)層平面展布連續(xù)性差,縱向多層系含氣,為低豐度、致密氣藏特征。針對(duì)該特點(diǎn),首次采用水平井分井組分層系優(yōu)化部署井位,在永和18井組以山2段為目的層,優(yōu)化部署水平井12口,在永和20井組以山1段為目的層,優(yōu)化部署水平井48口。
2.2 類工廠化平臺(tái)輻射狀調(diào)整實(shí)施
2.2.1 水平井參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
水平井段長(zhǎng)度,通過數(shù)值模擬方法,分別對(duì)水平井段長(zhǎng)度400米、600米、800米、1000米、1100米和1200米6種方案進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示,單井累產(chǎn)氣量隨水平井段長(zhǎng)度的增加而增加,當(dāng)水平井段長(zhǎng)超過1000米后,單井累產(chǎn)氣量增幅很小。
水平井段在氣藏中位置的優(yōu)選,通過模擬水平井在氣層的上部、中部、下部三個(gè)位置累產(chǎn)氣的增量變化來研究。數(shù)值模擬結(jié)果顯示,水平段位于氣層中部時(shí)累產(chǎn)氣量最高。從壓裂裂縫監(jiān)測(cè)資料看,人工裂縫高度為10-40米,可有效溝通了上下儲(chǔ)層[2-3]。
水平井井距的選擇,利用合理井距法,當(dāng)水平井單井合理控制地質(zhì)儲(chǔ)量為1.55×108m3,當(dāng)儲(chǔ)量豐度為1.3×108m3/km2時(shí),對(duì)應(yīng)合理井距為650m;利用數(shù)值模擬法,隨著井距的增加,單井累產(chǎn)氣逐漸增加,當(dāng)井距大于600m時(shí),累產(chǎn)氣增加的幅度變小。綜合確定最優(yōu)水平井井距為600米[4]。
2.2.2 類工廠化水平井實(shí)施
永和18井山2段自然產(chǎn)能試氣,計(jì)算無阻流量32×104m3,周圍有評(píng)價(jià)井8口,試驗(yàn)水平井1口,井控程度高,氣層厚度大,地面建設(shè)便于集中建產(chǎn),因此優(yōu)先進(jìn)行水平井優(yōu)化開發(fā)。實(shí)踐證實(shí),該區(qū)有效氣層厚度橫向上急速相變,開發(fā)難度大。為規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)降低黃土塬地區(qū)地面建設(shè)成本,確立了“少井高產(chǎn),少井高效”的指導(dǎo)思想,制定了“概念化設(shè)計(jì),邊實(shí)施邊調(diào)整”的工作程序,最終形成了類工廠化平臺(tái)水平井開發(fā)形式,目前在三個(gè)鉆井平臺(tái)上成功實(shí)施水平井8口,平均砂巖鉆遇率為83%。
2014年在永和18井組實(shí)施水平井12口,完鉆8口,正鉆4口,投產(chǎn)水平井3口。目前單井平均日產(chǎn)氣10.88萬方,投產(chǎn)的水平井產(chǎn)量是周圍直井的4倍,開發(fā)效果較好。
(1)永和18井區(qū)主力儲(chǔ)層山1段和山2段,縱向上豐度低,橫向上相變快,為實(shí)現(xiàn)有效開發(fā),創(chuàng)造性地提出分別在永和18井組的山2段和永和20井組的山1段,實(shí)施水平井整體開發(fā)。
(2)通過理論計(jì)算和數(shù)值模擬,永和18井區(qū)以水平段長(zhǎng)1000米、井距600米進(jìn)行水平井整體部署,為規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)降低黃土塬地區(qū)地面建設(shè)成本,創(chuàng)造性的形成了類工廠化平臺(tái)輻射狀調(diào)整實(shí)施的水平井開發(fā)模式。
(3)永和18井區(qū)水平井開發(fā)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了“少井高產(chǎn)、少井高效”開發(fā)模式,為鄂爾多斯盆地東緣低 豐度致密氣藏開發(fā)提供有利的指導(dǎo)和借鑒。
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