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裂缝性低渗透油藏注水井网优化技术

[加入收藏][字号: ] [时间:2009-04-10 振威石油网 关注度:0]
摘要:  在低渗透油田几十年的开发实践中,人们对裂缝性低渗透油田的井网布置取得了很多有益的认识。目前国内外投入开发的低渗透井网大多有三种:最先发展的正方形井网及反九点面积井网和后来发展菱形井网。前两种井网由于将注水井排直接布置在主裂缝上,所以油井...
  在低渗透油田几十年的开发实践中,人们对裂缝性低渗透油田的井网布置取得了很多有益的认识。目前国内外投入开发的低渗透井网大多有三种:最先发展的正方形井网及反九点面积井网和后来发展菱形井网。前两种井网由于将注水井排直接布置在主裂缝上,所以油井投入开发后,见水快,水淹严重,而菱形井网才是裂缝性低渗透油藏开发的最佳井网,这其中又以两排注水井夹两排采油井菱形井网最佳。

  以上探讨的低渗透油田开发的合理井网是从直井的角度来论证的。随着水平井等钻井工艺技术的发展,为低渗透油田的开发提供了更加有效的手段。水平井加压裂可大大提高单井产量,使低渗透油田开发取得更好的经济效益。水平井对于厚度达5—10m以上的单油层最合适,对于多个单层达5—10m以上厚度的多油层油藏则可采用多底水平井。 目前初步认为合理的井网应该是生产井采用水平井,其水平段应垂直最大地应力方向以与裂缝直交,并以多段压裂形成多条垂直于水平井段的裂缝, 以求得最大产能。注水井可以以直井为主,沿主应力方向布井,形成线状注水。至于这种水平井和直井配合的线性注水井网其井距及排距多少最为合理要比单纯直井复杂的多,需要视具体情况(主要是裂缝渗透率与基质渗透率大小)用数值模拟手段深入研究。Horacio Ferreira于1998年把水平井注水和传统的五点井网注水进行了模拟对比。对比表明,在注入水的波及面积、注入水突破时的波及孔隙体积以及油水的相对流动速率等因素对原油采收率的影响上,水平井注水井网都要比传统五点井网优越。

  井网是合理开发方案的基础,对低渗透油藏来说,更是如此,必须进行井网优化。国内外裂缝性低渗透油藏在进行井网优化时,都是在裂缝油藏有别于常规油藏这个角度考虑的。裂缝性低渗透油藏最突出的特点有3个:一是储层存在天然裂缝,裂缝具有方向性,且不同油田其裂缝发育程度不同;二是裂缝渗透率较基质高,裂缝是储层的主要渗流通道,基质则是储层的主要储积空间;三是若注采井处在裂缝系统上,油水运动受裂缝控制,出现不均匀性。

  裂缝性低渗透油藏渗流特征及开发实践表明,影响油田开发效果的因素主要有两个方面,一是储层裂缝参数,另一个是井网部署。裂缝参数包括裂缝方向、导流能力及密度(视线密度);井网因素包括两排水井夹油井排数和注采井方向与裂缝走向夹角。而以前国内外裂缝性低渗透油藏在井网部署时,几乎都采用了正方形井网、反九点注水方式。尽管一些裂缝性油藏在部署井网时为了避免裂缝对开发的不利影响,将井排方向与裂缝方向部署成一定角度,结果仍然造成与平行裂缝走向部署开发井的相似结果,即处在裂缝系统上的注采井的油井见水早,含水上升快,甚至暴性水淹,而垂直于水井排的油井注水收益差。 物理模拟、数值模拟和现场试验都说明:裂缝性低渗透油藏最好的开采方式是沿平行裂缝方向注水,沿垂直裂缝方向驱油,即线状注水方式。裂缝性低渗透油藏合理井网是菱形井网与矩形五点井网,最优井网为两排水井夹两排油井(即扁四点法),其注采方向与裂缝走向有夹角,对单向裂缝渗透率与基质渗透率比值越大其夹角越小,对具体油田应视油井产能和裂缝渗透率与基质渗透率比值大小而定;对两垂直缝,其注采井与裂缝走向的夹角为45°。

  这主要是因为:

  (1)避免了油井处在主裂缝走向上,极大地减小了水淹井的可能性,也就有效地避免了因油井水淹而出现的严重的后果。

  (2)由于缩小了排距,油井易于受注水影响,使油井地层压力保持较高的水平,同时由于注采井直线距离比较长,没有裂缝沟通,所以虽然受效,但不会造成水淹。

  (3)由于油井受两口注水井驱油,先是受最近注水井的驱动,可使油井稳产,之后又受较远注水井的驱动,使油井较反九点井网稳产时间长。

  (4)油井少、水井多,它特别适合裂缝性油藏。

  (5)若加密油井可以最大限度减少死油区,如在油井间加密一排油井,加密后注采井数比为1:3。一般讲这种注采井数对裂缝性低渗透油藏是能满足配注要求的。

  由于低渗透油藏沿裂缝方向的渗透率远大于垂直于裂缝方向的渗透率,因此油水井排的井距应大于其排距,同时井距和裂缝的长度、油藏地质也有关系。

  对于以上的结论是在考虑不同的情况下得出的,所以,对于不同的油田还必须有不同的井网优化条件,在考虑井网的部署时,必须对应于一定的现场要求。如果考虑了以下的条件,那么选择菱形井网将会更好地适应油藏的地质条件:

  •考虑裂缝的规模,主要有裂缝的方向和发育程度(视线密度)。

  •考虑裂缝的渗透率和基质的渗透率的比值,不同的比值对应于不同的井距和排距,这就确定了不同的井网密度,这是最主要的。

  •考虑后期的井网调整要求,能否在后期适合转注和井网加密的要求。

  •当砂体发育方向与主裂缝方位接近时,应适当加大井排距比;当断层发育并与主裂缝方向成大角度时,考虑到断层对东西向注采井间的遮挡作用,可适当缩小井排距比;基质渗透率越小,井排距比应越大。

  经济上可接受情况下的主要性能如下:

  •菱形井网可改善平面上各油井的均匀受效程度,采油速率优势逐渐明显。

  •大大延缓了角井水淹时间,同时使边井的受效程度加大,而且当角井含水较高时可以转注。

  •后期具有良好的调整灵活性,油井的转注改变了渗流方向,提高了驱油效率。

  •井排距比同砂体发育方向与主裂缝方位的接近程度、基质渗透率有关。
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