胡慶賀

(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)

南蘇丹G油田水平井開發(fā)效果影響因素分析

胡慶賀

(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)

摘要：水平井開發(fā)效果是由地質(zhì)、開發(fā)以及現(xiàn)場(chǎng)施工等參數(shù)共同作用的結(jié)果，而各種參數(shù)對(duì)水平井開發(fā)效果影響的強(qiáng)弱是不確定的、灰色的，利用灰色關(guān)聯(lián)分析方法可以確定影響水平井開發(fā)效果的主要參數(shù)。針對(duì)南蘇丹G油田邊底水油藏特點(diǎn)建立油藏?cái)?shù)值模型，通過數(shù)值模擬計(jì)算得到不同參數(shù)下的開發(fā)指標(biāo)，并且對(duì)影響水平井開發(fā)效果的參數(shù)進(jìn)行敏感性分析，經(jīng)灰色關(guān)聯(lián)分析得到影響G油田邊底水油藏水平井開發(fā)效果指標(biāo)排序結(jié)果為：水平井避水高度、水平井產(chǎn)液速度、水平井軌跡、毛管力、韻律性、Kv/Kh。

關(guān)鍵詞：南蘇丹G油田；灰色關(guān)聯(lián)分析；水平井；開發(fā)效果

G油田位于南蘇丹Melut盆地，目的層主要為辮狀河河道沉積，油藏埋深為1 600～2 200m，巖性以石英砂巖為主，平均孔隙度為21%，平均滲透率為800×10-3μm2，平均地層原油黏度為4.6mPa·s，油藏原始地層溫度為118 ℃，原始地層壓力為22MPa，地層水礦化度在5000～10 000mg/L，并且存在較強(qiáng)的邊底水。2010年以來采用直井注水+水平井采油的組合模式生產(chǎn)，截至2015年11月，已投產(chǎn)水平井8口，水平井平均單井日產(chǎn)油440t，為直井產(chǎn)量的3.75倍。

1油藏典型模型建立

選用了某商業(yè)軟件專為模擬水平井而設(shè)置的多段井模塊，該模塊除了具有常規(guī)直井的功能之外，還考慮了水平井井筒內(nèi)部壓降，從而減小了以往模擬時(shí)因忽略水平井井筒壓降而造成的誤差，確保了模型具有更高的精度。以G油田Y層油藏參數(shù)為基礎(chǔ)，建立油藏?cái)?shù)值模型[1-3]，模型具體參數(shù)見表1。

2水平井開發(fā)效果影響因素分析

2.1垂向與水平滲透率比值(Kv/Kh)

設(shè)計(jì)Kv/Kh值分別為0.05、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9的6組模型，分析Kv/Kh值對(duì)水平井開發(fā)效果的影響。模擬結(jié)果表明：Kv/Kh值越大，底水錐進(jìn)的速度越快，含水上升越快，水平井無水采油期和低含水采油期相對(duì)越短，采出程度較低，開發(fā)效果越差(圖1)。

2.2韻律性

表1　模型基本參數(shù)

圖1　Kv/Kh對(duì)水平井開發(fā)效果的影響

分別模擬均質(zhì)、正韻律和反韻律3種地層模式 分析韻律性對(duì)水平井開發(fā)效果的影響。模擬結(jié)果表明：反韻律地層水平井無水采油期和低含水采油期相對(duì)較長(zhǎng)，采出程度較高，開發(fā)效果最好，其次是均質(zhì)地層，正韻律地層開發(fā)效果最差(圖2)。

2.3毛管力

圖2　不同韻律性地層對(duì)水平井開發(fā)效果的影響

實(shí)際油藏中由于毛管力的存在，油水之間不是一個(gè)明顯的分界面，而是存在一個(gè)油水過渡帶，毛管力大小不同，油水過渡帶的高度亦不相同，因此會(huì)對(duì)水平井開發(fā)效果造成直接影響。通過改變模型毛管力的大小(毛管力1>毛管力2>毛管力3>毛管力4)來模擬不同毛管力對(duì)水平井開發(fā)效果的影響。模擬結(jié)果表明：在油藏其他條件不變的情況下，隨著毛管力的增大，見水時(shí)間提前，含水上升較快，水平井水淹程度強(qiáng)，開發(fā)效果變差(圖3)。

圖3　毛管力大小對(duì)水平井開發(fā)效果的影響

2.4水平井產(chǎn)液速度

產(chǎn)液速度對(duì)水平井開發(fā)效果的影響模擬結(jié)果表明：水平井產(chǎn)液速度作為水平井開發(fā)效果的重要指標(biāo)，既不是越大越好，也不是越小越好。產(chǎn)液速度過大，水平井見水時(shí)間提前，含水上升速度過快，這說明較大的產(chǎn)液量可能誘發(fā)水平井局部或全部水淹(圖4)。而水平井產(chǎn)液速度的下降可能使水平井在經(jīng)濟(jì)上失去意義[4]。

2.5水平井避水射孔高度

水平井開發(fā)邊底水油藏時(shí)，為了防止水平井過早見水，水平段存在一個(gè)合理的避水射孔高度，即距離油水界面的高度(1.0H表示距離底水最遠(yuǎn)，H為油層厚度)。

通過變化水平段射孔層位來模擬不同避水射孔高度對(duì)水平井開發(fā)效果的影響。分別設(shè)計(jì)水平井避水射孔高度為0.2H、0.4H、0.6H和0.8H四組對(duì)比模型，模擬結(jié)果表明：水平井避水射孔高度越大，其無水采油期和低含水采油期相對(duì)越長(zhǎng)，采出程度較高，開發(fā)效果越好(圖5)。但考慮到鉆井風(fēng)險(xiǎn)，水平井避水射孔高度并不是越大越好，通常水平段距離油水界面0.7H～0.9H比較合適。

圖4　產(chǎn)液速度對(duì)水平井開發(fā)效果的影響

圖5　避水高度對(duì)水平井開發(fā)效果的影響

2.6水平井軌跡

常見的水平井井身軌跡有水平型、凹形和S型。對(duì)于邊底水油藏，水平井井身軌跡的大幅波動(dòng)，往往使部分井段接近邊底水，導(dǎo)致局部水淹。模擬結(jié)果表明：在其他條件不變的情況下，S型見水最早，開發(fā)效果最差；其次為凹形；水平型見水最晚，開發(fā)效果最好(圖6)。

圖6　水平井軌跡對(duì)水平井開發(fā)效果的影響

3開發(fā)效果影響因素灰色關(guān)聯(lián)分析

灰色關(guān)聯(lián)分析(GRA)方法[5-7]是一種油田開發(fā)過程中常用的多因素統(tǒng)計(jì)分析方法，主要用于求解系統(tǒng)中各因素之間的主要關(guān)系，找出影響目標(biāo)值的重要因素，從而掌握事物的主要特征，是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)發(fā)展變化態(tài)勢(shì)的定量描述和比較方法。它以各因素的樣本數(shù)據(jù)為依據(jù)，用灰色關(guān)聯(lián)度來描述各因素間關(guān)系的強(qiáng)弱、大小和次序。如果樣本數(shù)據(jù)系列反映出兩因素變化的態(tài)勢(shì)(方向、大小、速度等)基本一致，則它們之間的關(guān)聯(lián)度較大；反之，關(guān)聯(lián)度較小。

通過對(duì)G油田油藏理論模型數(shù)值模擬研究可知，影響G油田水平井開發(fā)效果的因素有儲(chǔ)層非均質(zhì)性、毛管力、水平井避水高度、產(chǎn)液速度和水平井軌跡等。而每種因素對(duì)開發(fā)效果的影響強(qiáng)弱關(guān)系是不明確的、灰色的，各種影響因素與開發(fā)效果構(gòu)成一個(gè)灰色系統(tǒng)。以采出程度作為評(píng)價(jià)開發(fā)效果的指標(biāo)，把采出程度作為灰色系統(tǒng)的參考序列，把對(duì)開發(fā)效果影響的各種因素作為比較序列，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法定量評(píng)價(jià)各因素對(duì)水平井開發(fā)效果影響的強(qiáng)弱。水平井開發(fā)效果影響因素及其指標(biāo)量級(jí)見表2，無量綱處理結(jié)果見表3。計(jì)算得出以上各影響因素與水平井開發(fā)效果的關(guān)聯(lián)度(表4)。

灰色關(guān)聯(lián)算法分析表明，G油田水平井開發(fā)效果各影響因素由強(qiáng)到弱的排序?yàn)椋核骄芩叨?、水平井產(chǎn)液速度、水平井軌跡、毛管力、韻律性、Kv/Kh。

表2　水平井開發(fā)效果影響因素指標(biāo)

表3　影響因素?zé)o量綱數(shù)據(jù)

表4　影響因素關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)

4結(jié)論

(1)結(jié)合G油田的油藏特征以及水平井開發(fā)的特點(diǎn)，通過對(duì)油藏理論模型數(shù)值模擬研究可知：影響G油田水平井開發(fā)效果的主要因素有Kv/Kh、韻律性、水平井避水高度、水平井產(chǎn)液速度、水平井軌跡和毛管力。

(2)避水高度是影響G油田水平井開發(fā)效果最重要的因素，非均質(zhì)性對(duì)開發(fā)效果的影響較小。各影響因素對(duì)開發(fā)效果的影響由強(qiáng)到弱的排序?yàn)椋核骄芩叨?、產(chǎn)液速度、水平井軌跡、毛管力、韻律性、Kv/Kh。

參考文獻(xiàn)

[1]周代余,江同文.底水油藏水平井水淹動(dòng)態(tài)和水淹模式研究[J].石油學(xué)報(bào),2004,25(6):73-76.

[2]鄭俊德,高朝陽.水平井水淹機(jī)理數(shù)值模擬研究[J].石油學(xué)報(bào).2006,27(5):99-103.

[3]姜漢橋.底水油藏水平井水淹規(guī)律數(shù)值模擬研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,31(6):172-176.

[4]李俊鍵.水平井水淹規(guī)律影響因素的不確定性及關(guān)聯(lián)分析[J].油氣田地面工程,2008,27(12):1-3.

[5]鄧聚龍.灰色系統(tǒng)理論教程[M].湖北武漢:華中理工大學(xué)出版社,1990:5-25.

[6]劉玉忠.灰色關(guān)聯(lián)分析法在產(chǎn)量遞減影響因素分析中的應(yīng)用[J].油氣地質(zhì)與采收率,2004,11(6):48-50.

[7]孫敬.低滲透油藏遞減影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析[J].特種油氣藏,2012,19(2):90-93.

編輯：李金華

文章編號(hào)：1673-8217(2016)02-0090-03

收稿日期：2015-11-16

作者簡(jiǎn)介：胡慶賀,工程師，1984年生，2010年碩士畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(北京)油氣田開發(fā)專業(yè)，從事油氣田開發(fā)方面的研究。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(51504223)。

中圖分類號(hào)：TE341

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A