畢業(yè)設(shè)計（論文）淺談坪北、薛岔低滲油田井網(wǎng)部署

1、西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）成人高等教育成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）畢業(yè)設(shè)計（論文）題題 目：目： 淺談坪北、薛岔低滲油田井網(wǎng)部署淺談坪北、薛岔低滲油田井網(wǎng)部署 學(xué)學(xué) 生：生： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 評評 閱閱 人：人： 教教 學(xué)學(xué) 站：站： 專專 業(yè)：業(yè)： 石石 油油 工工 程程 完成日期：完成日期： 20102010 年年 0808 月月 1818 日日 西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）i淺談坪北、薛岔低滲油田井網(wǎng)部署淺談坪北、薛岔低滲油田井網(wǎng)部署摘要：摘要：在油田開發(fā)所涉及的諸多問題中，人們最關(guān)心的問題之一就是井網(wǎng)部署問題，因為油田開發(fā)采收率的高低和經(jīng)濟(jì)效益的好壞在很

2、大程度上取決于所部署的井網(wǎng)。尤其對于非均質(zhì)低滲透油藏，在不同滲透率級差下，如何建立合理、經(jīng)濟(jì)的井網(wǎng)密度，對提高低滲油藏水驅(qū)油效率及采收率，提高低滲透油藏的開發(fā)水平具有十分重要的意義。本文主要討論常規(guī)油藏井網(wǎng)部署形式和低滲油田中的井網(wǎng)部署基本方法，在此基礎(chǔ)上，運用數(shù)值模擬等方法對坪北油田 sp199 井區(qū)、薛岔油田的井網(wǎng)部署進(jìn)行評價，提出了具體可行的實施方案。研究表明： 就坪北油田 sp199 井區(qū)而言，采用棱形反九點井網(wǎng)、井距為100m 160m 較合理；薛岔油田長 61油藏亦可采用棱形反九點注采井網(wǎng)、井網(wǎng)密度控制在 15.35 口/km2、井距 500m、排距 130m 為最合理的井網(wǎng)系統(tǒng)。

3、關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：井網(wǎng)部署；井網(wǎng)密度；坪北油田；薛岔油田西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）iisimply discussions on the well network deployment of low-permeability reservoirs in pingbei oilfield and xuecha oilfieldabstract：in the process of an oilfield development, well network deployment is one of the issues people are most concerned about wh

4、erein the many issues involved, because the level of oil field development and economic recovery depends largely on the deployment of the well network. especially for non-homogeneous & low-permeability reservoirs, how to establish a rational and economic well density under different permeability con

5、trast is very important, for it have significant impact on the efficiency of oil-water displacement and ultimate recovery for low permeability reservoir. the paper mainly to discuss the network deployment of conventional and the basic method to deploy well network of low permeability oilfields. then

6、, to evaluate the network deployment in pingbei oilfield sp199 wellblock and xuecha oilfield using numerical simulation methods. finally, put forward specific and feasible implementation in these two area.the results show that: in pingbei oilfield sp199 wellblock, the use of rhombic inverted nine-sp

7、ot well pattern, and the well spacing is 100m160m more reasonable; in xuecha oilfield, rhombic inverted nine-spot well pattern also can be used, the well density is 15.35 / km2, the well spacing is 500m, the row spacing is 130m, it is the most reasonable well pattern.key words: well network deployme

8、nt；pingbei oilfield；xuecha oilfield西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）iii目目 錄錄1 前 言.11.1 選題的目的及意義.11.2 井網(wǎng)部署研究現(xiàn)狀及存在問題.11.2.1 井網(wǎng)部署研究現(xiàn)狀 .11.2.1 低滲透油田井網(wǎng)部署存在問題 .21.3 研究內(nèi)容.22 常規(guī)油藏井網(wǎng)部署和低滲油田井網(wǎng)部署方法.42.1 常規(guī)油藏井網(wǎng)部署.42.2 低滲油田中的井網(wǎng)部署基本方法.72.2.1 地質(zhì)模型 .72.2.2 模擬計算 .73 坪北地區(qū) sp199 井區(qū)井網(wǎng)部署 .93.1 坪北油田 sp199 井區(qū)油藏概況.93.2 注采井距的確定.93.3 井網(wǎng)形

9、式的探討.104 薛岔地區(qū)井網(wǎng)部署.114.1 薛岔地區(qū)簡介.114.2 井網(wǎng)形式的確定.114.2.1 井網(wǎng)形式分析 .114.2.2 數(shù)值模擬 .124.3 井網(wǎng)密度的確定.134.3.1 盡可能提高水驅(qū)采收率 .134.3.2 滿足單井控制可采儲量經(jīng)濟(jì)下限 .144.3.3 經(jīng)濟(jì)合理井網(wǎng)密度 .144.3.4 井排距的確定 .164.34 結(jié)論.185 結(jié)論與認(rèn)識.19參考文獻(xiàn).20致 謝.21西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）11 前 言1.1 選題的目的及意義選題的目的及意義隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、世界原油需求量的增加以及可開采低滲透油層比例的不斷增加，國內(nèi)外對低滲透油田勘探開

10、發(fā)的油田地質(zhì)綜合研究越來越重視。目前，國外對低滲透油田的勘探開發(fā)已經(jīng)形成了從綜合地質(zhì)研究、油層保護(hù)、大型酸化壓裂技術(shù)到合層開采、分層開采、分層注水以及鉆水平井等一系列勘探開發(fā)配套技術(shù)。國內(nèi)對低孔低滲油田勘探和開發(fā)的研究從“七五”以來已取得了很大的進(jìn)展，特別是國內(nèi)在鄂爾多斯盆地中生界低滲油田勘探開發(fā)已進(jìn)行了三十多年，積累了豐富的低滲油田勘探開發(fā)經(jīng)驗。盡管如此， 低滲透油藏的開發(fā)仍是世界性的難題。在油田開發(fā)所涉及的諸多問題中，人們最關(guān)心的問題之一就是井網(wǎng)部署問題，因為油田開發(fā)的采收率的高低和經(jīng)濟(jì)效益的好壞在很大程度上取決于所部署的井網(wǎng)。井網(wǎng)部署的基本要求是網(wǎng)井距合理、對油砂體的控制合理、力求投入最

11、小化和產(chǎn)出最大化。低滲透油藏受特殊的成藏條件、沉積環(huán)境影響，具有孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、孔喉半徑細(xì)??；油藏滲透率低，一般小于 5010-3m2；儲層非均質(zhì)嚴(yán)重，平面滲透率級差最高達(dá)幾百個數(shù)量級；驅(qū)替壓力大，存在一定的啟動壓力；天然裂縫發(fā)育且存在人工裂縫等特點。因此，在不同滲透率級差下，如何建立起有效的驅(qū)替半徑，建立合理、經(jīng)濟(jì)的井網(wǎng)密度，對提高低滲油藏水驅(qū)油效率及采收率，提高低滲透油藏的開發(fā)水平具有十分重要的意義。1.2 井網(wǎng)部署研究現(xiàn)狀及存在問題井網(wǎng)部署研究現(xiàn)狀及存在問題1.2.1 井網(wǎng)部署研究現(xiàn)狀井網(wǎng)部署研究現(xiàn)狀目前，我國已經(jīng)有了一套比較成熟和完善的井網(wǎng)部署工作方法。對于多油層的分層系開采的油田，采用

12、基礎(chǔ)井網(wǎng)的方法，也就是先確定出一組分布穩(wěn)定、物性好的油層為主要開發(fā)目的層，部署正規(guī)生產(chǎn)井網(wǎng)。基礎(chǔ)井網(wǎng)是開發(fā)區(qū)的第一套正規(guī)生產(chǎn)井網(wǎng)，它的開發(fā)對象必須符合以下條件：油層分布比較均勻西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）2穩(wěn)定，形態(tài)易于掌握；基礎(chǔ)井網(wǎng)能控制該層系的 80%以上的儲量；上下有良好的隔層，以確保各開發(fā)層系能獨立開采，其間不發(fā)生竄流；有足夠的儲量，具備單獨布井和開發(fā)的條件；油層滲透性好，油井有一定生產(chǎn)能力。根據(jù)基礎(chǔ)井網(wǎng)鉆完后所取得的資料，一般就可以對本開發(fā)區(qū)的各類油砂體進(jìn)行研究，得出比較可靠的結(jié)果。然后，再根據(jù)這些研究結(jié)果，就可以對其他層系部署開發(fā)井網(wǎng)。這樣就能保證在充分認(rèn)識油層的基礎(chǔ)上

13、布井，使井網(wǎng)的布置能很好適應(yīng)地層的實際情況。對于低滲透油田，一般砂體分布范圍小，油層連續(xù)性差，井距過大時，水驅(qū)控制程度低，低滲油田的采收率與井網(wǎng)密度的關(guān)系密切。對于開發(fā)該類油田井網(wǎng)密度的選擇，一般情況是首先選用低密度大井距的方式布井，然后再進(jìn)行逐步的加密完善。目前，國際上一些先進(jìn)的石油公司或企業(yè)，勘探開發(fā)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、管理、應(yīng)用已經(jīng)實現(xiàn)了高度的自動化，形成了能夠統(tǒng)一存取各種類型數(shù)據(jù)如文字、數(shù)字、圖像、圖形空間模型等的一體化開放處理環(huán)境。比如 cgg 公司的勘探、開發(fā)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，landmark 公司的勘探、開發(fā)一體化管理系統(tǒng)等。國內(nèi)現(xiàn)在的井位部署軟件主要有seiwave 地震儲層預(yù)測與井位部署

14、系統(tǒng)和利用 gps 導(dǎo)航定位能力與布井系統(tǒng)結(jié)合等軟件，但是或多或少的都存在一些缺陷。1.2.1 低滲透油田井網(wǎng)部署存在問題低滲透油田井網(wǎng)部署存在問題低滲透油藏啟動壓力梯度、滲流阻力大的特點，決定單井的有效控制范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于中高滲透性油藏，如果井網(wǎng)密度部署不合理，在油井和水井之間、油井和油井之間的區(qū)域內(nèi)會形成大量注入水波及不到，油井又采不出的死油區(qū)，造成油井產(chǎn)能持續(xù)大幅度降低、相應(yīng)的水井地層吸水能力也急劇下降的現(xiàn)象。傳統(tǒng)只依靠宏觀的經(jīng)驗公式來確立井網(wǎng)密度是不一定合理的，因為依據(jù)謝爾卡喬夫公式結(jié)合經(jīng)濟(jì)分析計算得出的井網(wǎng)密度不一定符合低滲透油藏的實際情況，也不一定是滿足注采單元的合理開發(fā)所需要的井網(wǎng)密

15、度；同時謝爾卡喬夫的關(guān)系表達(dá)式只考慮了井網(wǎng)密度對水驅(qū)采收率的影響，而沒有考慮注水方式和注采井?dāng)?shù)比對注水波及體積、水驅(qū)采收率的影響，在實際應(yīng)用中有著一定的局限性。1.3 研究內(nèi)容研究內(nèi)容鄂爾多斯盆地 中生界油藏是我國低孔、低滲 油藏的代表，坪北油田 和薛岔油田又分別是 鄂爾多斯盆地 主要產(chǎn)油構(gòu)造帶 陜北斜坡中部 和西部的典型代表。西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）3本文主要討論常規(guī)油藏井網(wǎng)部署的幾種形式和低滲油田中的井網(wǎng)部署基本方法，在此基礎(chǔ)上探討了井網(wǎng)部署在坪北地區(qū) sp199 井區(qū)、薛岔地區(qū)的實施條件，并用數(shù)值模擬等方法對坪北油田 sp199 井區(qū)、薛岔油田的井網(wǎng)部署進(jìn)行評價， 提出了

16、具體可行的實施方案。西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）42 常規(guī)油藏井網(wǎng)部署和低滲油田井網(wǎng)部署方法2.1 常規(guī)油藏井網(wǎng)部署常規(guī)油藏井網(wǎng)部署在井網(wǎng)研究中通常討論的是三個問題：井網(wǎng)密度（是指單位面積內(nèi)的井?dāng)?shù)，單位為口/km2）。合理井網(wǎng)密度問題是油田開發(fā)界長期討論的一個熱點問題，無論是投入開發(fā)之前還是正式投入開發(fā)之后，都必須對井網(wǎng)密度進(jìn)行論證，井網(wǎng)密度直接關(guān)系到開發(fā)井網(wǎng)對油藏的水驅(qū)控制程度和油藏的水驅(qū)采收率，因而直接影響油藏的開發(fā)效果，同時它對油田的經(jīng)濟(jì)效益也至關(guān)重要；一次井網(wǎng)與多次井網(wǎng)。在布井次數(shù)上，傾向于多次布井方式，先期采用稀井網(wǎng)，后期加密；布井方式。布井方式有好多種，具體實施中，要根

17、據(jù)油田開發(fā)方式及注水方式，選擇最合適的布井系統(tǒng)。開發(fā)層系決定之后，面臨的問題就是如何對每一套層系部署井位鉆開油層，井位部署就像一張捕魚的大網(wǎng)，每個井位就是一個網(wǎng)結(jié)，井與井之間的距離叫井距，井距越小，這套井網(wǎng)就越密，打的井也越多，鉆開的油層也就越多。但正像張網(wǎng)捕魚一樣，要想把所有的油層都“一網(wǎng)打盡”是不可能的，而且井網(wǎng)越密，打的井多，投資也越多。所以，編織井網(wǎng)時一定要權(quán)衡投資與收益的經(jīng)濟(jì)界限，把主力油層控制住，抓大放小，千萬不可西瓜芝麻一把抓，落個得不償失。井網(wǎng)密度和采收率有很大關(guān)系：要得到同樣的采收率，儲層好（孔隙度大、滲透率高），油的黏度低，井網(wǎng)密度可以稀一些；相反儲層差，油的黏度大，要得到

18、同樣的采收率，井網(wǎng)密度就必須密一些。根據(jù)中國注水開發(fā)的 144 個油藏的統(tǒng)計，結(jié)果有力地說明了這一關(guān)系：相同井網(wǎng)條件下，原油流度較高，采收率較高，反之亦然（圖 2-1）。因此，如果要達(dá)到相同的采收率，那么原油流度低的油藏的開發(fā)井網(wǎng)密度就要比原油流度高的油藏大得多，也就是井要打得較多。在設(shè)計井網(wǎng)時可以借鑒這個經(jīng)驗，但每套層系追求多大的采收率、如何合理地確認(rèn)井網(wǎng)密度，還必須在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合評價之后才能決定。西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）5圖 2-1 不同流度下采收率與井網(wǎng)密度關(guān)系井網(wǎng)的方式很多（圖 2-2），均勻井網(wǎng)基本有兩種形式，一種是三角形井網(wǎng)，即相鄰的三口井互相連線總是構(gòu)成一個等邊

19、三角形；另一種是正方形井網(wǎng)，即相鄰四口井的周邊連線總是構(gòu)成一個等邊正方形。如果注水開發(fā)，在這兩種井網(wǎng)基礎(chǔ)上均勻地把相鄰的一口井作為注水井，其他井作為生產(chǎn)井，這樣，就構(gòu)成面積注水井網(wǎng)。以注水井為中心，周圍是生產(chǎn)井，構(gòu)成一個注水開發(fā)單元，這個開發(fā)單元稱為注水井組。比如正方形的面積注水井網(wǎng)，一口注水井周圍有八口生產(chǎn)井，合起來一共有九口井，稱作九點法井網(wǎng)。以注水井為中心的井組稱為反九點法面積注水。若以生產(chǎn)井為中心，周圍有八口注水井，則稱為正九點法面積注水。正四點法亦稱反七點法，這種井網(wǎng)類型的注采井?dāng)?shù)比為 12，即一口注水井的注水量可以轉(zhuǎn)化為兩口生產(chǎn)井的產(chǎn)液量，通常稱為四點法面積注水井網(wǎng)，一般不稱反七點

20、法。正九點法面積注水及正七點法面積注水一般都不使用，因為生產(chǎn)井太少，注水井安排太多了。通常反九點法面積注水的井網(wǎng)方式用得比較普遍，一口注水井的注水量可以轉(zhuǎn)化為三口生產(chǎn)井的產(chǎn)液量，所以，這種井網(wǎng)類型的注采井?dāng)?shù)比為 13，比例比較適中，調(diào)整比較靈活，可以調(diào)整為 11 的五點法面積注水（五點法無正反之分），也可以調(diào)整為 11 的線狀（或稱為排狀）注水。同一面積內(nèi)若井距相同，比較一下三角形井網(wǎng)和正方形井網(wǎng)的特點可以看出，三角形井網(wǎng)需要打的井多于正方形井網(wǎng)，三角形井網(wǎng)網(wǎng)眼面積小于正方形井網(wǎng)，它對儲藏控制程度比正方形井網(wǎng)嚴(yán)密，但不如正方形井網(wǎng)靈活。西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）6上面說的都是均勻

21、井網(wǎng)，如果將這些井網(wǎng)拉伸變形，正四點井網(wǎng)可以變成歪四點井網(wǎng)，正方形井網(wǎng)可以變成菱形井網(wǎng)。還有些根據(jù)油藏不規(guī)則形態(tài)變化及剩余油分布特點布置一些點狀注水，形成不規(guī)則的井網(wǎng)。究竟什么樣的井網(wǎng)才算合理，應(yīng)該綜合考慮以下幾點： （1）對油藏控制能力強，主力油層不放過，同一層注水井和采油井對應(yīng)率高，驅(qū)油效率高，儲量損失少。 （2）在油田開發(fā)初期，由于對地下油層分布認(rèn)識還有許多不確定性，因此井網(wǎng)部署一定要為以后的井網(wǎng)調(diào)整留有余地，有比較大的靈活性。 （3）油田開發(fā)初期的井網(wǎng)應(yīng)最大限度利用已鉆的探井及可以利用的其他井，使它們基本都能落到井網(wǎng)的網(wǎng)結(jié)上。（4）在滿足油田產(chǎn)油能力的條件下，權(quán)衡井網(wǎng)密度、采收率、經(jīng)濟(jì)

22、效益三者之間的關(guān)系，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。圖 2-2 注采井網(wǎng)基本形式西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）72.2 低滲油田中的井網(wǎng)部署基本方法低滲油田中的井網(wǎng)部署基本方法低滲透油田一般砂體分布范圍小，油層連續(xù)性差，井距過大時，水驅(qū)控制程度低，低滲油田的采收率與井網(wǎng)密度的關(guān)系密切。對于開發(fā)該類油田井網(wǎng)密度的選擇，一般情況是首先選用低密度大井距的方式布井，然后再進(jìn)行逐步的加密完善。為了確定低滲油田合理井網(wǎng)密度，以下是運用油藏數(shù)值模擬軟件，進(jìn)行了提高非均質(zhì)低滲油田開發(fā)效果的機(jī)理研究。2.2.1 地質(zhì)模型地質(zhì)模型 選取中原油田某低滲油藏為原型油藏，其油層深度為 2620m，含油面積2.07km2，

23、含油飽和度 72%，單層平均厚度 13m，儲量 412 萬噸；儲層平均孔隙度18.95%，平均滲透率 9.3610-3m2；原油為正常原油，密度 0.83g/cm3，粘度（500）7.43pa.s；地層水的密度為 1.028g/cm3，粘度為 0.8mpa.s；原始油層壓力21mpa，壓力系數(shù) 1.1，屬于正常壓力系統(tǒng)，原油溫度 78，體積系數(shù) 1.633，氣油比為 3。該模型采用直角坐標(biāo)正方形網(wǎng)格系統(tǒng)，等間距 50 米，x 方向劃分 46 個節(jié)點，y 方向劃分 18 個節(jié)點，z 方向劃分 15 個模擬層，在平面上每個網(wǎng)格層的厚度為變化的，即采用 461815 的三維網(wǎng)格體系。在平面上各層內(nèi)的

24、非均質(zhì)性較嚴(yán)重，并且考慮到層內(nèi)含有孤立小片油砂體，縱向上各小層間沒有連通性。在模型中考慮到了兩條斷層的情況，同時也考慮到邊底水的影響。2.2.2 模擬計算模擬計算 在對國內(nèi)外不同類型的低滲油藏（包括美國的勃來德福油藏、威明頓油藏、英格伍德油藏等，國內(nèi)的薩爾圖油藏、馬西深層油藏、文明寨油藏等）的開發(fā)歷程、井網(wǎng)部署等進(jìn)行調(diào)研后，可以看出該類油藏的井網(wǎng)都是分 23 次部署，初始井距一般為 200500m 左右，開采一定時間后逐步調(diào)整，到后期井網(wǎng)密度一般為 30 口/km2左右。在這里，可以根據(jù)大量的調(diào)研情況得出一個大致的該類油藏開采井距的范圍（200m400m）間，選取五種井距（200m、250m、

25、300m、350m、400m）進(jìn)行研究，同時，對于單井的日產(chǎn)量，根據(jù)所建立的模型運用徑向流公式確定了每個井點的日產(chǎn)量，并在布井的時候考慮到模型中非均質(zhì)嚴(yán)重的特點對應(yīng)于不同的井開采不同的層位。根據(jù)相關(guān)的資料和國內(nèi)外常采用的對于低滲油藏的開采的經(jīng)驗，采取注采井西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）8數(shù)比為 1：1.5 的比例，注采比為 0.97，同時選定了模擬開發(fā) 10 年的開發(fā)指標(biāo)的計算。我們利用數(shù)值模擬方法研究了在相同注入時間（1 年后部分井轉(zhuǎn)注），非均質(zhì)、多層、低滲油層在不同井距下的開發(fā)指標(biāo)的關(guān)系。井網(wǎng)密度與采出程度的關(guān)系，累積產(chǎn)量對比曲線。井網(wǎng)密度與采出程度的關(guān)系以及累積產(chǎn)量對比曲線中我

26、們不難發(fā)現(xiàn)：井距越小采收率越高，但隨著井網(wǎng)密度的增加采收率的變化并不十分明顯。當(dāng)井距從 400m縮小到 350m 再到 250m 過程中，采收率隨井網(wǎng)密度的變化十分明顯，井距從 250m縮小到 200m 時，采收率的提高不如大井距時提高時明顯，說明模擬的油藏采用250m 左右的井距開發(fā)是比較合適的，即 1518 口/km2。對于相同的采出程度下，井距為 200m 和 250m 的方案的產(chǎn)水率明顯小于另外三種情況。在未注水時，高井網(wǎng)密度的地層壓力下降幅度大于低井網(wǎng)密度的地層壓力下降幅度，而在開始注水后，高井網(wǎng)密度下基本保持在一定的壓力（此處為低壓）下開采，而低井網(wǎng)密度情況下的平均地層壓力仍然有緩

27、慢的下降。雖然對于密的井網(wǎng)方式開采來說累積產(chǎn)量和采出程度較高，但由于井網(wǎng)過于密集，使得其單井的產(chǎn)能并不比較稀的井網(wǎng)的高，在這里也可以看出僅從簡單單井的分析來看 250m 井距是個分界線，從 200m 到 250m 再到 300m 平均的單井累積產(chǎn)量變化率明顯高于從 300m 到 400m 井距的變化率，這樣進(jìn)一步說明 250m 井距適合于該油藏模型。綜合以上研究，非均質(zhì)低滲油藏在前面所述的類似地質(zhì)模型條件下，采用 250m左右的井距開發(fā)是比較合適的，即合理井網(wǎng)密度 1518 口/km2。西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）93 坪北地區(qū) sp199 井區(qū)井網(wǎng)部署3.1 坪北油田坪北油田 s

28、p199 井區(qū)油藏概況井區(qū)油藏概況 坪北油田位于陜西省安塞縣和子長縣交界處，地屬黃土塬區(qū)，溝谷縱橫，地面海拔 1000m1500m 左右，區(qū)域構(gòu)造屬陜北斜坡中部坪橋鼻褶帶，中生界地層為西傾的單斜構(gòu)造，坡度不足1o。sp199 井區(qū)位于坪北油田東部， 主要含油層系為長 61油層組，儲層主要為細(xì)砂巖 ，砂層厚度一般 15m 左右，屬三角洲前緣亞相河口壩沉積微相。儲層 物性較差， 屬低孔、特低滲儲層，平均孔隙度為 12%，平均滲透率為 2.7510-3m2。原油性質(zhì)較好，具有低密度、低粘度、低凝固點的特點。地層水分析平均礦化度為 94910mg/l，屬 cacl2水型。3.2 注采井距的確定注采井距

29、的確定低滲透砂巖儲層非達(dá)西滲流現(xiàn)象和啟動壓力梯度的概念早已得到人們的普遍認(rèn)同，主要因為固液相界面上的表面分子作用力達(dá)到了不可忽略的程度，形成了附加滲流阻力。正是由于低滲流油藏存在啟動壓力，與中高滲透油藏有著本質(zhì)的不同，地層原油粘度較低的情況下，中高滲流油藏中壓降波及到的范圍內(nèi)，全為達(dá)西滲流易流狀態(tài)。而低滲油藏，隨著離井筒距離的不斷增加，驅(qū)替壓力梯度逐漸減小，會依次出現(xiàn)易流區(qū)，不易滲流區(qū)，非流動區(qū)三種流態(tài)。根據(jù)滲流理論，等產(chǎn)量一原一匯穩(wěn)定徑向流的水動力場中，所有各流線主流線上的滲流速度最大；而在同一流線上與匯、源等距離處的滲流速度最小。實際油藏的注采井連線為其主流線，在主流線中點處滲流速度最小，

30、壓力梯度也相應(yīng)最小。由產(chǎn)量公式推導(dǎo)出主流線中點處的壓力梯度為： （3-1）irnr2=lrp prr若要中點處的油流動，驅(qū)動壓力梯度必須大于該點處的啟動壓力梯度。安塞油田室內(nèi)試驗、礦場測試資料均證實長 6 儲層具有一定的啟動壓力梯度。研究表明特低滲油藏的啟動壓力梯度與滲透率的相關(guān)關(guān)系式為： (3-2)0.9238=0.0758k西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）10令（3-1）與（3-2）相等，則可求出給定注采壓差和油層滲透率條件下的極限注采井距，即： (3-3)ir0.9238nr2=0.0758klrp prr當(dāng)給定注采壓差分別為（10、15、20、25、30）mpa 時，不同油層滲

31、透率對應(yīng)的極限注采井距也是不同的。將數(shù)據(jù)代入公式可以看出，極限注采井距可隨油層滲透率的增大而提高。當(dāng)油藏性質(zhì)即油層滲透率確定后，極限注采井距可隨注采壓差的增大而提高，就坪北油田而言，平均滲透率為 2.7510-3um2，地面注水壓力一般為 3mpa7 mpa，折算地下注采壓差為 13.17 mpa，較合理的井距為 100m160m。3.3 井網(wǎng)形式的探討井網(wǎng)形式的探討特低滲透油田的另一重要特征是存在裂縫，井網(wǎng)部署必須做到井網(wǎng)系統(tǒng)、注采系統(tǒng)與裂縫系統(tǒng)的最佳匹配。長慶特低滲透油田的開發(fā)實踐表明，對于特低滲透油田，菱形反九點井網(wǎng)和矩形井網(wǎng)的采油速率及最終采收率都高于正方形反九點井網(wǎng)，其合理排距為 1

32、00m160m、井距為 400m550m，棱形長對角線與最大主應(yīng)力方向平行，可以延緩角井水淹時間，增加邊井受效程度，同時由于放大了裂縫方向的井距，可提高壓裂改造規(guī)模，增加人工裂縫長度，有利于提高單井產(chǎn)量和初期采油速率。安塞油田數(shù)值模擬結(jié)果表明，在井網(wǎng)密度相同條件下，棱形反九點井網(wǎng)和矩形井網(wǎng)的才有速率和最終采收率高于正方形反九點井網(wǎng)。 坪北油田與安塞油田地質(zhì)條件相似，裂縫較發(fā)育，應(yīng)采用棱形反九點井網(wǎng)形式開發(fā)中后期可轉(zhuǎn)為排狀注采井網(wǎng)開發(fā)。西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）114 薛岔地區(qū)井網(wǎng)部署4.1 薛岔地區(qū)簡介薛岔地區(qū)簡介薛岔地區(qū)位于吳起縣境內(nèi)，構(gòu)造位置處于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西部，面積

33、約 125km2，目前開采的主力層位長 61油層，單井產(chǎn)量 2.0t/d，油藏類型為巖性油藏。薛岔地區(qū) 長 61油層一般進(jìn)行了壓裂改造，并且采用自然能量開采，單井產(chǎn)量下降快，一般井年產(chǎn)量下降4060%左右，地層虧空增大，表現(xiàn)為產(chǎn)液量、產(chǎn)油量同時下降，含水較為穩(wěn)定，穩(wěn)產(chǎn)難度越來越大。為了保持油田的長期穩(wěn)產(chǎn)、提高單井產(chǎn)量以及提高最終采收率，根據(jù)低滲透油田的開發(fā)模式，必須由目前的自然能量開發(fā)轉(zhuǎn)入注水補充能量開發(fā)，需要編制整體注水開發(fā)方案，同時還要進(jìn)一步的合理的進(jìn)行井網(wǎng)部署 。 4.2 井網(wǎng)形式井網(wǎng)形式的確定的確定4.2.1 井網(wǎng)形式分析井網(wǎng)形式分析一套井網(wǎng)是否合理，主要從以下3 個方面衡量：一是能否

34、延長無水采油期，提高開發(fā)初期的采油速度；二是能否獲得較高的最終采收率；三是井網(wǎng)調(diào)整是否具有較大的靈活性。對于低滲透油藏，既要考慮單井控制儲量及整個油田開發(fā)的經(jīng)濟(jì)合理性，井網(wǎng)不能太密；又要充分考慮注水井和采油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以及水淹時間。而低滲透油藏普遍存在天然裂縫，加之儲層物性較差、滲流阻力較大、自然產(chǎn)能極低 ，據(jù)安塞油田采用油基泥漿、泡沫負(fù)壓鉆井試驗時進(jìn)行中途測試，油井初產(chǎn)僅 0.30.5t/d，故一般油井須經(jīng)壓裂改造方可獲得工業(yè)油流。裂縫在油田開發(fā)過程中，表現(xiàn)出雙重性。一方面，裂縫的存在提高了流體滲流能力；另一方面，裂縫給注水帶來不

35、利影響 。因此，對裂縫做到揚長避短，既有利于提高單井產(chǎn)量，又有利于提高驅(qū)替波及系數(shù)及采收率，是低滲透油田開發(fā)井網(wǎng)部署的關(guān)鍵。西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）12棱形反九點注采井網(wǎng)注采井?dāng)?shù)比小，初期保持了較多的采油井，便于提高采油速度。同時拉大了裂縫方向井距，縮小了側(cè)向排距，有利于注入水均質(zhì)推進(jìn)。另外該井網(wǎng)調(diào)整具有較大的靈活性，開發(fā)中后期，可根據(jù)需要將角井轉(zhuǎn)注，形成沿裂縫線注水，即矩形五點井網(wǎng) 。因此，棱形反九點注采井網(wǎng)具有較為廣泛的適應(yīng)性。近幾年在盤古梁、安塞長6 采用棱形反九點注采井網(wǎng)開采都取得了較好的開發(fā)效果。4.2.2 數(shù)值模擬數(shù)值模擬為選出適合的布井方式，對 薛岔油區(qū)長 61油

36、藏相同井網(wǎng)密度下的五點井網(wǎng)、反七點井網(wǎng)、正方形反九點井網(wǎng)和 棱形反九點井網(wǎng)四種不同井網(wǎng)開展數(shù)值模擬。四種不同井網(wǎng)下的采出程度與綜合含水率、采油速度與生產(chǎn)時間的關(guān)系曲線如下圖 4-1、圖 4-2、表 4-1 所示：從四種不同井網(wǎng)下的采出程度與綜合含水率、綜合含水率與生產(chǎn)時間的關(guān)系曲線來看，棱形反九點井網(wǎng)的20 年采出程度最高（ 21.388），比其他三種井網(wǎng)高出 24；同時棱形反九點井網(wǎng)的20 年綜合含水率也是相對最低的；另外棱形反九點井網(wǎng)的采油速度明顯高于其他三種井網(wǎng)的采油速度（前兩年僅比正方形反九點井網(wǎng)低 0.1）。由此可見，棱形反九點井網(wǎng)優(yōu)于其他三種井網(wǎng)，薛岔油區(qū)長 61油藏應(yīng)采用棱形反九

37、點井網(wǎng)。010203040506070800510152025采出程度，綜合含水率率，五點反七點正方形反九點菱形反九點圖 4-1 四種井網(wǎng)的采出程度與綜合含水率關(guān)系曲線西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）1300.20.40.60.811.21.41.616111621時間，年采油速度，五點反七點正方形反九點菱形反九點圖 4-2 四種井網(wǎng)的綜合含水率與生產(chǎn)時間的關(guān)系曲線表 4-1 四種井網(wǎng)下的開發(fā)指標(biāo)統(tǒng)計表井網(wǎng)五點反七點正方形反九點 菱形反九點10年采出程度，9.38910.54312.03712.9410年含水率，36.59160.18656.36445.2820年采出程度，17.021

38、6.91719.46721.38820年含水率，55.39472.88375.37667.7514.3 井網(wǎng)密度井網(wǎng)密度的確定的確定科學(xué)合理的井網(wǎng)密度既要使井網(wǎng)對儲層的控制程度盡可能的大、要能建立有效的驅(qū)替壓力系統(tǒng)、要使單井控制可采儲量高于經(jīng)濟(jì)極限值，又要滿足油田的合理采油速度、采收率及經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)。4.3.1 盡可能提高水驅(qū)采收率盡可能提高水驅(qū)采收率北京石油勘探開發(fā)研究院根據(jù)我國144 個油田或開發(fā)單元的實際資料，按流度統(tǒng)計出最終采收率與井網(wǎng)密度的經(jīng)驗公式。當(dāng)流度小于 5 時，最終采收率與井網(wǎng)密度的經(jīng)驗公式如下：sree10148. 04015. 0式中：ed驅(qū)油效率，小數(shù)；西安石油大學(xué)成

39、人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）14s井網(wǎng)密度， ha/well；薛岔油區(qū) 長 61油層滲透 率平均 0.56md，地層原油粘度 2.05mpa.s，流度為 0.2732md/mpa.s。據(jù)此，按注水開發(fā)最終采收率 19.0%計算，相應(yīng)的井網(wǎng)密度為 13.56 口/km2。4.3.2 滿足單井控制可采儲量經(jīng)濟(jì)下限滿足單井控制可采儲量經(jīng)濟(jì)下限以單位含油面積計算，井網(wǎng)密度與單井控制可采儲量有如下關(guān)系：knimrnsea式中：nkmin單井控制可采儲量， 104t/口；er采收率， %；a儲量豐度， 104t /km2；s井網(wǎng)密度，口 /km2。在油價 40$/桶，鉆井成本 1200 元/m，萬噸產(chǎn)建地面

40、投資（含采油配套設(shè)備、油水井投產(chǎn)作業(yè)費） 1274 萬元，原油操作成本 358 元/噸時，單井極限產(chǎn)量為0.98t/d，評價期按 10 年計算，長 6 油層單井控制可采儲量經(jīng)濟(jì)極限為0.45104t。篩選動用油層厚度大于 10m 的區(qū)域優(yōu)先建產(chǎn)，最終采收率取19.0，計算結(jié)果見下表。因此，只要井網(wǎng)密度小于19.0 口/km2，就能滿足單井控制可采儲量經(jīng)濟(jì)極限的要求（表 4-2）。表 4-2 井網(wǎng)密度與單井控制可采儲量關(guān)系單井控制可采儲量（104t/口）0.450.50.60.70.80.91井網(wǎng)密度（口/km2）19.0 17.1 14.3 12.2 10.7 9.5 8.6 4.3.3 經(jīng)濟(jì)

41、合理井網(wǎng)密度經(jīng)濟(jì)合理井網(wǎng)密度北京石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院開發(fā)所俞啟泰，在謝爾卡喬夫公式的基礎(chǔ)上，引入經(jīng)濟(jì)學(xué)投入與產(chǎn)出的因素，推導(dǎo)出計算經(jīng)濟(jì)最佳井網(wǎng)密度和經(jīng)濟(jì)極限井網(wǎng)密度的方法，經(jīng)濟(jì)最佳井網(wǎng)密度是指總產(chǎn)出減去總投入達(dá)到最大時，亦即經(jīng)濟(jì)效益西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）15最大時的井網(wǎng)密度，經(jīng)濟(jì)極限井網(wǎng)密度是總產(chǎn)出等于總投入，即總利潤為0時的井網(wǎng)密度。其簡要計算方法如下：bbdoobln2)211 ()()(lnsrtiiaplactvnas式中：mbdoomln)211 ()()(lnsrtiiaplctvnas井網(wǎng)指數(shù)（根據(jù)實驗或經(jīng)驗公式求得）， ha/井；sb經(jīng)濟(jì)最佳井網(wǎng)密度， ha

42、/井；n原油地質(zhì)儲量， t；vo評價期間平均可采儲量采油速度，小數(shù)；t投資回收期， a；o驅(qū)油效率，小數(shù)；c原油商品率，小數(shù)；l原油售價，元 /t；p原油成本價，元 /t；a含油面積， ha；id單井鉆井（包括射孔、壓裂等）投資，元；ib單井地面建設(shè)（包括系統(tǒng)工程和礦建等）投資，元；r貸款年利率，小數(shù)；sm經(jīng)濟(jì)極限井網(wǎng)密度， ha/井。綜合鉆井成本 950.15 元/米，地面建設(shè)投資（含采油配套設(shè)備、油水井投產(chǎn)作業(yè)費） 1557.6 萬元/萬噸，投資貸款利率 5.265%，原油商品率 0.957。代入上式，用交匯法計算出：油價為40$/桶時，薛岔 油區(qū)長 6 油藏經(jīng)濟(jì)最佳井網(wǎng)密度為 15.35

43、 口/km2，經(jīng)濟(jì)極限井網(wǎng)密度為 33.05 口/km2（圖 4-3）。當(dāng)井網(wǎng)密度為 15.35 口/km2時，排距最大值為 145m（表 4-3）。根據(jù)鄂爾多斯盆地三疊系開發(fā)經(jīng)驗，結(jié)合薛岔 油區(qū)長 61油藏的物性，認(rèn)為排距為 130m時，地層能建立起有效驅(qū)替壓力系統(tǒng)，油井能見到注水開發(fā)效果。 西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）16-40-30-20-1001020300246810121416井網(wǎng)密度，ha/井函數(shù)計算值經(jīng)濟(jì)最佳經(jīng)濟(jì)極限as圖 4-3 長 6 油藏井網(wǎng)密度計算交匯圖表 4-3 經(jīng)濟(jì)最佳井網(wǎng)下的不同井排距數(shù)據(jù)表據(jù)此薛岔 油區(qū)長 61油藏采用井網(wǎng)密度為 15.35 口/km

44、2左右的井網(wǎng)開發(fā)是可行的。綜合以上幾種方法，并結(jié)合同類油田三疊系已開發(fā)油田實際井網(wǎng)密度9.216.0 口/km2，綜合確定：油價在 40$/桶時，薛岔 油區(qū)長 6 油藏井網(wǎng)密度 應(yīng)為 15.35 口/km2附近。4.3.4 井排距的確定井排距的確定低滲透油藏排距的確定主要與油藏基質(zhì)滲透率和裂縫密度有關(guān)，基質(zhì)巖塊滲透率越低，裂縫密度越小，排距應(yīng)該越小，反之可以增大，因此，其開發(fā)井網(wǎng)的排距主要根據(jù)油藏基質(zhì)巖塊滲透率大小決定，合理的井網(wǎng)排距要求能夠建立合理的注采壓力系統(tǒng)，取得比較好的注水效果。井網(wǎng)密度(口/km2)井距（m）排距（m）井距（m）排距（m）井距（m）排距（m）井距（m）排距（m）井距（

45、m）排距（m）15.35600109 550118 520125 500130 450145 西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）17長 6 儲層滲透率較低，平 均為 0.56md。根據(jù)同類低滲透油田儲層滲透率與啟動壓力梯度關(guān)系，計算本區(qū)長6 儲層啟動壓力梯度為 0.12mpa/m（圖 4-4）。從排距與注水井和采油井間的地層壓力梯度分布曲線看，由于儲層物性差，滲流阻力大。當(dāng)注采井距為250m 時，地層能量主要消耗在注采井近井地帶，即注水井附近約 80m、采油井附近約 65m 的范圍內(nèi)，在距生產(chǎn)井 65m170m范圍內(nèi)，存在一平緩的壓力直線段；而當(dāng)注采井距從250m 減小到 80m 時，驅(qū)

46、動壓力分布曲線中的平緩段消失，逐漸趨近于陡峭直線。根據(jù)前述計算的啟動壓力梯度，可以看出，排距在不超過150m 時，吳起油田薛岔區(qū)長 6 儲層中任一點的壓力梯度均大于啟動壓力梯度，可建立有效的驅(qū)替壓力系統(tǒng)（圖4-5）。y = 0.0591x-1.463r2 = 0.936500.511.5200.511.522.53滲透率(md)啟動壓力梯度(mpa/m）)圖 4-4 啟動壓力梯度與滲透率關(guān)系圖西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文）1800.050.10.150.20.250.30.350.4050100150200250300距油井距離（m)地層壓力梯度（mpa/m)r=250mr=200mr=150mr=120mr=100mr=80m00.050.10.150.20.250.30.350.4050100150200250300距油井距離（m)地層壓力梯度（mpa/m)r=250mr=200mr=150mr=120mr=100m