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裂缝性油藏水平井开发井网参数优化研究


 2009 年第 20 期            内蒙古石油化工
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裂缝性油藏水平井开发井网参数优化研究
贾井瑞1 , 刘月田1 , 刘保彻2
( 1. 中国石油大学, 北京 102249; 2. 长庆油田公司油气工艺研究院, 陕西 西安 710018)

  摘 要: 对所研

究油田井网参数进行正交试验设计, 并在根据油藏实际参数所建立的裂缝性双重介 质油藏数值模型中进行模拟生产, 对模拟结果从提高采出程度与控制含水上升方面考虑分析, 找所对采 收率和井网见水影响相对较大的参数, 并得到所给参数水平下的井网参数的最优组合。 关键词: 裂缝性油藏; 水平井; 正交试验设计; 数值模拟; 双重介质   裂缝性油藏开发中单井的裂缝钻遇率直接影响 其单井产能。 水平井可以增大裂缝的钻遇率, 因此水 平井对裂缝性油藏开采具有一定优势; 裂缝性油藏 具有初期产能高, 压力递减快的特点, 应及时注水保 持地层压力[ 1- 3 ]。 目前已有一些学者对水平井注水 及其井网进行了一定研究, 并取的一定成果[ 4- 6 ]。 本文对某裂缝性油藏水平井井网参数采用数理 统计学试验正交设计方法进行组合, 然后用油藏数 值模拟手段进行模拟, 结合模拟结果运用极差分析 法对各参数水平进行分析, 给出最优井网参数组合, 以指导实际开发。 1 建立裂缝性油藏模拟模型 采用国内某油田油藏参数建立油藏数值模型。 裂缝性油藏为双重介质包含裂缝系统和岩块系统, 两个系统具有不同的属性, 把两套属性赋到一套网 格系统上即为双重介质模型[ 2 ]。 岩块系统属性, 孔隙 度 6% , 渗透率 X 方向和 Y 方向为 4. 1×10- 3 Λ 2 , Z m - 3 2 方向渗透率方向均 1×10 Λ , 初始含油饱和度 0. m 66; 裂缝系统属性, 孔隙度0. 4% , 裂缝方向渗透率取 200 × 10- 3 Λ 2 , 垂直裂缝方向渗透率取 4. 1 × 10- 3 m
Ξ

数值模型。

图 1 五点法水平井注采井网

2 正交试验设计

Λ 2 , 裂缝内全部含油, 饱和度为 1。裂缝系统和基质 m 系统要用两套不同的相渗曲线, 因为裂缝中毛管力 的作用非常小, 裂缝系统的相渗曲线形状为近对角 线形, 岩块系统相对渗透率曲线与一般砂岩相渗相 似。模型采用双孔单渗模型, 块中心网格, 在X 方向 和 Y 方向上网格步长均取 40m 。 油田根据研究决定采用如图 1 所示水平井注采 井网, 五点法水平井注采井网 。 油藏模型大小取一 个井网单元研究, 虚线内部大小, 所建井网单元油藏 数值模型外观如图2, 根据试验设计需要建多个油藏
收稿日期: 2009- 04- 29

图 2 井网单元数值模拟模型

试验设计是以概率论和数理统计为理论基础, 科学的安排多因素分析的一类实用性很强的数学方 法。 正交试验设计就是利用一套现成的规格化的表 格—— 正交表来安排多因素试验, 并对试验结果进 行统计分析, 找出较优试验方案的一种科学方法[ 7 ]。 研究的裂缝性油藏水平井井网参数有水平井水 平段长L 、 井距 a、 排据 b、 水平井水平段与裂缝发育

作者简介: 贾井瑞 ( 1983—) , 男, 河北沧州人, 硕士研究生, 研究方向: 油藏数值模拟。

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内蒙古石油化工           2009 年第 20 期 
因素, 其次是水平段长, 排据和井距为次要因素。 4 在三个水平中最大, 说明夹角Η在取水平 3 ( 90 度) 时 采 收率最好, 45 和 0 度时依次次之; 1、 1、 1 依 次变大, 说明水平井的水平段长越长采收率越好。
表 4  水平
j j j

ca se1、 se4 和ca se7 的结果之和。 j 是参数 j 情况下 ca R
j

方位夹角 Η 每个参数选三个水平, 具体见表 1。 。
表 1  井网参数水平表 参数 水平段 水平 1 水平 2 水平 3 长L (m ) 320 400 480 井距 a (m ) 排据 b (m )
160 240 320 200 280 360 0 45 90

  四个参数, 每个三个水平, 若试验所有组合将有
34 种可能, 也就是进行 81 次数值模拟, 次数太多。 正

交表具有整齐可比性和均衡搭配性, 选用合适的正 交表L 9 ( 34 ) , 只需 9 次试验, 即可得出最优 ( 或较优) 方案。 井网各参数试验设计具体如表 2。 3 裂缝性油藏井网参数分析 数值模拟时采油井工作制度定井底流压, 注水
井网参数实验正交设计表 井距 排据 夹角 Η
0 90 45 0 45 90 45 0 90

表 2 

参数

水平段

二年采 二年时 采收率 0. 1145 0. 1184 0. 1154 0. 1149 0. 1211 0. 1186 0. 1193 0. 1156 0. 1225 含水率 0. 89406 0. 89091 0. 88767 0. 89118 0. 89442 0. 88587 0. 89352 0. 88632 0. 89325

case1 case2 case3 case4 case5 case6 case7 case8 case9

长L (m ) 320 320 320 400 400 400 480 480 480

a (m ) 160 240 320 160 240 320 160 240 320

b (m ) 200 280 360 280 200 360 280 360 200

井定注采比 1: 1, 以保持地层压力。由于裂缝性油藏 开发中一个重要问题就是提高采出程度与控制含水 上升之间的矛盾, 分析时应综合考虑。 选生产二年时 ( 见表2) 用来分析比较。 的含水率和采收率 选用极差 分析法, 分别制作采收率和含水率的极差分析表, 表 3 和表 4。 其中 、 、 分别表示水平 1、 水平 2 和水平 3; 2 3 4, j 取1、、、 依次代表四个参数。 j 则表示参数j 在 水 平 1 情况下所有试验结果之和, 如 2 就 表 示 、 j、
j

中最大值减去最小值, R j 值越大说明参
采收率极差分析表

数 j 的波动对试验结果影响越大。
表 3  水平段

水平
j j j

Rj

长L (m ) 0. 3483 0. 3546 0. 3574 0. 0091

井距 a (m ) 排据 b (m )
0. 3487 0. 3551 0. 3565 0. 0078 0. 3581 0. 3527 0. 3495 0. 0086

0. 3449 0. 3558 0. 3596 0. 0147

夹角 Η 夹角 Η

含水率极差分析表 水平段 长L (m ) 2. 67264 2. 67147 2. 67309 0. 00162 井距 a (m ) 排据 b (m )
2. 67876 2. 67165 2. 66679 0. 01197 2. 68164 2. 6757 2. 65986 0. 02178

2. 67156 2. 67561 2. 67003 0. 00558

Rj

  自表 3 中可以看出, R 4 最大, 即水平井水平段 与裂缝发育方向夹角 Η对采收率影响最大, 是主要

  从表 4 可以看出出, R 3 最大, 即排据对井网见 水影响最大, 其次是井距, 夹角 Η和水平段长则为次 要因素。 含水率和越小, 见水越晚, 比较表 4 中数据 得, 排据越宽见水越晚, 井距越长见水越晚。
4 结论

综合考虑采收率和井网见水, 分别选取两者影 响较大的两个参数最优水平进行组合, 则四个井网 参 数 在 所 给 水 平 条 件 下 最 优 组 合 是, 水 平 段 长 480m , 井距 320m , 排据 360m , 水平段与裂缝发育方 向垂直。 在所研究的裂缝性油藏水平井井网参数中, 水 平段与裂缝发育方向夹角对采收率影响最大; 排据 大小对井网见水影响最大。 综合考虑提高采出程度 和 控 制 含 水 上 升 两 方 面, 水 平 段 长 480m , 井 距 320m , 排据 360m , 水平段与裂缝发育方向垂直, 是 所给参数水平下, 井网参数的最优组合。 [ 参考文献 ] [ 1 ]  王家宏 中国水平井应用实例分析 [M ]. 北京: . 石油工业出版社, 2002, 18 48. ~ [ 2 ]  袁士义, 宋新民, 冉启全 裂缝性油藏开发技术 .
[M ]. 北 京: 石 油 工 业 出 版 社, 2004, 299~ 322.

[ 3 ]  T. D. 范 高尔夫- 拉特 ( 法). 裂缝性油藏工程 [M ]. 北京: 石油工业出版社, 1989, 377 392. ~ [ 4 ]  胡文瑞 水平井油藏工程设计 [M ]. 北京: 石油 .

工业出版社, 2008, 125 160. ~ [ 5 ]  刘月田 各向异性油藏水平井开发井网设计方 . 法 [J ]. 石油勘探与开发, 2008, ( 05) 619 624. ~ [ 6 ]  凌宗发, 胡永乐, 李保柱 水平井注采井网优化 . [J ]. 石油勘探与开发, 2007. 34 ( 1) : 65 72. ~
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夹角 Η


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