滲透率各向異性的低滲透油藏開發(fā)井網(wǎng)研究

魚莎莎

摘要：低滲透油藏常常通過壓裂改造獲得工業(yè)開發(fā)價(jià)值，而壓裂所產(chǎn)生的水力裂縫的存在，使得低滲透油藏的整個(gè)開發(fā)過程展現(xiàn)具有與常規(guī)油藏開發(fā)不同的特點(diǎn)。低滲層常發(fā)育隱含或張開的天然裂縫，使?jié)B透率存在明顯的方向性而導(dǎo)致注水、采油過程中出現(xiàn)嚴(yán)重非均質(zhì)性。因此，低滲透油藏的開發(fā)井網(wǎng)的設(shè)置應(yīng)考慮水力裂縫和滲透率各向異性的影響并與之優(yōu)化匹配。

關(guān)鍵詞：低滲透;開發(fā)井網(wǎng);各向異性

一、滲透率各向異性的低滲透油藏開發(fā)井網(wǎng)研究意義

由于受沉積等地質(zhì)因素的控制，儲(chǔ)層滲透率的大小往往表現(xiàn)出各向異性的特征。滲透率各向異性是儲(chǔ)層的基本性質(zhì)，它對(duì)油藏的有效開采會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，主要表現(xiàn)為：注入流體沿滲透率較大的方向優(yōu)先推進(jìn)，導(dǎo)致不同方向上的生產(chǎn)井見水時(shí)間差別較大，致使驅(qū)替過程出現(xiàn)不均衡的情況，從而影響油藏開發(fā)效果。

低滲透油藏中存在人工裂縫，使得其開發(fā)過程展現(xiàn)與常規(guī)油藏開發(fā)不同的特點(diǎn)：壓裂所形成的高導(dǎo)流能力的裂縫，改變了近井筒地帶油的滲流方式，由常規(guī)的徑向流動(dòng)變成了特殊的雙線性流動(dòng)，即油先從致密地層流向裂縫，然后從裂縫流入井筒。

常規(guī)的中、高滲油層的滲流區(qū)域是以井筒為中心的同心圓，而低滲層壓裂后由于井筒有兩條對(duì)稱裂縫存在，因而壓裂裂縫周圍形成了一個(gè)橢圓形的泄流區(qū)域，隨裂縫方位不同泄流區(qū)域也不同，井與井之間這種泄流區(qū)域可能交叉、重疊，在合適的裂縫方位下將形成最大的驅(qū)掃面積。低滲透油藏的產(chǎn)量主要取決于壓后支撐裂縫長(zhǎng)度和導(dǎo)流能力，而裂縫方位的有利與不利將決定油藏注水開發(fā)過程中的驅(qū)油效率，從而影響油藏的最終采收率。低滲層常常伴隨的一個(gè)主要特征是存在隱含或張開的天然裂縫，注水過程中由于滲透率的明顯方向性而導(dǎo)致注水、采油的嚴(yán)重非均質(zhì)性。因此，合理地部署井網(wǎng)可以得到有效調(diào)節(jié)。低滲透油藏開發(fā)的這些特點(diǎn)表明低滲透油藏在開發(fā)過程中井網(wǎng)型式與水力裂縫特性密切相關(guān)，低滲透油藏開發(fā)方案的編制必須考慮人工裂縫的作用與滲透率方向性的影響。因此，滲透率各向異性的低滲透油藏開發(fā)井網(wǎng)問題值得探討與研究。

二、低滲透油藏開發(fā)井網(wǎng)井網(wǎng)型式選擇

一套設(shè)計(jì)合理的井網(wǎng)系統(tǒng)需要具備三個(gè)條件，其一，要在低滲透油田井網(wǎng)的開采初期時(shí)采油速率高的優(yōu)勢(shì)盡量使無水采油期延長(zhǎng);其二，在盡量得到最多的油田開采收率;其三，整個(gè)井網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)于低滲透油田的開采過程要因地制宜，要具有靈活性。井網(wǎng)再設(shè)計(jì)時(shí)要多方面考慮，綜合考慮油田開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性，比如單晶控制儲(chǔ)量的多少，井網(wǎng)如何分布，還要控制好注水井與產(chǎn)油井之間的壓力傳遞，另外還要最大程度地延緩方向性的水竄以及水淹時(shí)間。

合理開發(fā)井網(wǎng)是否適應(yīng)于油田的開發(fā)，對(duì)于低滲透油田來說，首先要考慮單井控制儲(chǔ)量和整個(gè)油田的開發(fā)是否經(jīng)濟(jì)合理，井網(wǎng)不能太密;其次要考慮到產(chǎn)油井和注水井之間的壓力傳遞關(guān)系，注采井距不能過大;另外還要最大程度地延緩方向性的水竄及水淹的時(shí)間。

通過對(duì)正方形五點(diǎn)、矩形五點(diǎn)、矩形八點(diǎn)、正方形反九點(diǎn)和菱形反九點(diǎn)等井網(wǎng)作了對(duì)比，從整體壓裂后采油速率和采出程度的數(shù)值模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)的采油率會(huì)隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)而體現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)，菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)相對(duì)擴(kuò)大了地層主應(yīng)力方向上的注采井距，縮短了垂直主應(yīng)力方向上的井排距，使平面上各油井的受效程度得到了有效的改善。菱形反九點(diǎn)注采井網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用，使角井水淹時(shí)間得到了很大程度上的延緩，同時(shí)加大了邊井的受效程度，當(dāng)角井含水較高時(shí)可以轉(zhuǎn)注。由此，菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)不僅在初期采油過程中加大速率，而且在后期作業(yè)中具有良好的調(diào)整靈活性。可廣泛應(yīng)用于低滲透油田的開始初始階段，其后可以根據(jù)各種資料的積累和對(duì)油藏特征認(rèn)識(shí)的作出相應(yīng)調(diào)整。井網(wǎng)系統(tǒng)控制因素分析是開發(fā)低滲透油田的核心，天然裂縫發(fā)育特征、儲(chǔ)層地應(yīng)力和水力裂隙縫屬性參數(shù)以及儲(chǔ)層橫向和縱向、宏觀和微觀、層間和層內(nèi)不同程度的非均質(zhì)性等都是控制井網(wǎng)系統(tǒng)的因素。

三、菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)產(chǎn)能影響因素討論影響

在許多次菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)和矩形五點(diǎn)井網(wǎng)系統(tǒng)的使用后，我們發(fā)現(xiàn)采油井與注入井的壓裂情況和規(guī)模、滲透率平面的方向性、井角的轉(zhuǎn)注時(shí)機(jī)以及低滲透油田的油藏韻律性都會(huì)影響到菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)和矩形五點(diǎn)井網(wǎng)的產(chǎn)能。

3.1 采油井和注入井的壓裂狀況

在通常的施工中，對(duì)注水井的壓裂遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于對(duì)采油井進(jìn)行壓裂。菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)開發(fā)初期，注采井?dāng)?shù)比為 1：3，保持地層壓力存在一定難度，如果不對(duì)注水井進(jìn)行壓裂，就很有可能無法注水。而影響到井網(wǎng)的采出程度。無數(shù)次的數(shù)值模擬研究結(jié)果表明，要想達(dá)到平均地層壓力達(dá)到最高，只需壓裂注水井，反之，則只需壓裂采油井。平均地層壓力在注水井采油井都?jí)毫鸦蚨疾粔毫褧r(shí)的相差不多;雖然在對(duì)采油井壓裂與注采井都?jí)毫褍蓚€(gè)條件下的初始采油速率相差無幾，但在之后的長(zhǎng)時(shí)間油田開采過程中，地層壓力的維持情況會(huì)有很大差別，影響到采油速率，導(dǎo)致采出程度也相差較大;另外一種情況，對(duì)注水井壓裂和注采井都不進(jìn)行壓裂時(shí)采油的速率都相當(dāng)?shù)停档靡惶岬氖?，?dāng)注水井壓裂時(shí)，由于地層壓力保持較好而采油速率是注采井都不壓裂時(shí)的兩倍多，兩者采出程度相差較大。

3.2 注入井和采油井的壓裂規(guī)模

當(dāng)注水井壓裂裂縫長(zhǎng)度一定時(shí)，平均地層的壓力會(huì)隨著生產(chǎn)井壓裂規(guī)模的擴(kuò)大而降低。隨著裂縫穿透率（裂縫長(zhǎng)度與井距比值）的變化，采出程度曲線和平均地層壓力曲線變化趨勢(shì)非常相似。對(duì)于采油井而言，裂縫穿透率為 30%比較好，當(dāng)穿透率大于此值，甚至到 100%時(shí)，相對(duì)應(yīng)的地層壓力和采出程度與其相差有限;對(duì)于注水井而言，由于注采比一般小于 1（1：2-1：3），裂縫穿透率為 65%左右較好，當(dāng)穿透率大于此值，甚至到 100%時(shí)，相對(duì)應(yīng)的地層壓力和采出程度與其相差極為有限。只要井網(wǎng)的井距和排距設(shè)計(jì)合理，注采井壓裂規(guī)模合適，含水率可以得到較好的控制。

四、結(jié)論

低滲透油藏的開發(fā)由于水力裂縫的介入而展現(xiàn)與常規(guī)油藏開發(fā)的不同特點(diǎn)，這些特點(diǎn)表明低滲透油藏開發(fā)井網(wǎng)型式與裂縫特性密切相關(guān)。低滲層常具有的滲透率明顯的方向性使得開發(fā)過程中出現(xiàn)注水、采油嚴(yán)重的非均質(zhì)性，合理部署井網(wǎng)能使其得到有效調(diào)節(jié)。因此，滲透率各向異性的低滲透油藏開發(fā)井網(wǎng)與常規(guī)開發(fā)井網(wǎng)應(yīng)有所不同。

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