低渗透油藏水平井联合井网型式研究

随着低渗透油藏储量的不断增加和水平井开发技术的不断进步,水平井在低渗透油藏中的应用逐渐向规模化发展,需要对低渗透油藏水平井的井网型式进行研究.基于低渗透油藏参数,对水平井井网型式进行了研究,结果表明:对于单纯的水平井井网,由于水平井控制面积大,不宜采用注采比过大或者过小的井网型式,平行交错五点井网较佳;而对于水平井和直井联合井网,不同注采比下井网的最终采收率差别不大,而含水率变化差别比较大,直井注水水平井采油的五点井网型式开发效果较好,同时结合分段压裂技术可以有效提高井网的采油速度和采收率;由于水平井水平段较长,水平井和直井井网布井型式更为灵活,对不同的水平井和直井特殊井网型式通过合理优化井距排距,可取得良好的开发效果.     

水平井-直井整体压裂组合井网产量预测模型的建立与应用

针对低渗透油藏水平井-直井整体压裂组合井网中裂缝-基质耦合渗流的特殊性,以等值渗流阻力法及叠加原理为基础,采用流场划分原则,划分渗流区域,建立多条横向裂缝相互干扰的水平井-直井整体压裂组合井网产量预测模型。分析水平井压裂缝长、裂缝条数、裂缝位置及与水平井筒的夹角对井网产量的影响,揭示低渗透油藏水平井-直井整体压裂组合井网开采变化规律,指导油田整体压裂开发方案设计。研究结果表明:裂缝条数越多,裂缝干扰越强,水平井压裂存在1个最优裂缝条数;压裂裂缝沿水平井筒等间距排布时,两端长、中间短的开发效果最好;水平井裂缝产生互相干扰时,裂缝越靠近水平段两端排布,开发效果越好;目标水平井-直井整体压裂组合采用矩形七点井网,水平井压裂裂缝与水平井筒最优夹角为60°。     

低渗透油田压裂水平井开发井网适应性研究

针对低渗透油田的特点,根据压裂水平井单井油藏工程优化计算的结果,选择12种不同的井网型式,结合数值模拟,以有效单井采出程度为目标,优选出3种与给定低渗透油田相适应的井网型式,即反五点全水平井井网、变形抽稀反九点直井和水平井混合井网以及变形反五点直井和水平井混合井网,为低渗透油田提供一个合理的井网布置开发方案。     

低渗透油藏压裂水平井裂缝优化研究

针对低渗透油藏压裂水平井裂缝参数难确定的问题,在某低渗透油藏概念模型的基础上,结合裂缝性低渗透油藏的实验研究,运用油藏数值模拟方法,对压裂水平井的裂缝参数包括裂缝方位、裂缝位置、裂缝条数和非均匀裂缝长度等影响因素进行了优化研究。研究结果表明,在概念模型的基础上,考虑直井注水水平井采油的井型组合时,水平采油井走向应垂直于最大主应力方向,且裂缝方位应平行于最大主应力;裂缝最优缝数为3条,且裂缝最优间距为水平井水平段长度的0.23～0.30倍;对于非均匀裂缝长度的3条裂缝,中间缝较长两端缝较短的部署方式为最优。通过本次数值模拟研究发现,低渗透油藏压裂水平井的裂缝参数确实存在最优情况,实际油田应根据不同的模型类型考虑优化各裂缝参数。     

低渗透油藏压裂水平井井网优化方法研究

采用压裂水平井井网是开发低渗透油藏的有效手段,但此类井网的缝网参数较多,注水开发使得渗流规律与油水分布更为复杂,诸多参数存在交互作用,井网优化难度增大。针对压裂水平井缝网参数优化过程中面临的问题,按照从局部到整体,从主要到次要的研究思路,分析裂缝半长与裂缝密度对压裂水平井单井产能的影响规律;然后根据裂缝参数技术界限,以最大采出程度和净现值为目标,研究了注采井距、水平段长度、水平井裂缝半长、注水井裂缝半长、排距等缝网参数对目标值的影响规律及相应机理,得出了缝网参数的最优组合,为低渗透油藏压裂水平井网优化提供了方法和借鉴。     

低渗透油藏直井水平井联合井网产能公式

低渗透油藏具有渗透率小、存在启动压力梯度等特点,采用常规井网开采最终采收率低且开发效果差,而采用直井水平井联合井网开采该类油藏具有独特的优势,但对考虑启动压力梯度的低渗透直井水平井联合井网产能公式的论述较少。首先,根据低渗透油藏渗流特征,考虑启动压力梯度,确定了水平均质等厚地层中心1口生产井径向渗流时的产能公式;然后,利用等值渗流阻力法,将渗流阻力分成3部分:井网中心水平井在垂直方向上的渗流阻力、从生产坑道到水平井的渗流阻力以及从供给边缘到生产坑道的渗流阻力,推导出常规油藏直井水平井五点法、七点法及九点法联合井网的产能公式;最后,以低渗透直井产能公式和常规油藏联合井网产能公式为基础,将两者结合,得到了低渗透油藏直井水平井五点法、七点法以及九点法联合井网产能公式。矿场实例证实,所建产能公式简单易用、准确有效。     

压裂水平井混合井网产能的计算公式

根据压裂水平井单井产能公式,利用水电相似原理,把压裂水平井所有裂缝到椭圆形排液坑道的渗流阻力看作一个并联电路,并联电阻即为压裂水平井的渗流阻力,再结合直井的渗流阻力,利用等值渗流阻力法即可得到压裂水平井混合井网的产能公式。根据生产井井数和注水井井数的比可得到五点法井网和七点法井网的产能公式,利用公式分析了裂缝条数、裂缝半长和压裂水平井水平段长度对井网产能的影响,并对比了压裂水平井混合井网和未压裂水平井混合井网的开发效果,得出了有用的结论,对低渗透油田压裂水平井混合井网的设计有一定的指导作用。     

整体压裂井网与裂缝优化设计新方法

建立了既适用于常规低渗透油藏也适用于复杂断块低渗透油藏的压裂井网和裂缝优化模型,以压裂井对油藏的波及系数最大、死油区最小为目标,充分考虑压裂裂缝与井网的优化匹配,结合油藏数值模拟的方法,通过选取采出程度较高、平均单井产油量较高、油藏综合含水率较低的井网部署方案来达到对压裂井参数的优化,从而获得适合油藏实际情况的井网类型和裂缝参数的最佳组合方案。在此基础上系统研究了地层最大水平主应力方向和单井椭圆泄油区域对低渗透油藏井网部署的影响。首次对复杂断块低渗透油藏不规则井网的部署以及整体压裂开发方案的设计进行了研究,进一步完善了低渗透油藏整体压裂开发方案的设计理论。该方法应用于大庆油田和渤海某油田试验区整体压裂开发方案的设计中,取得了较好的生产效益。     

考虑启动压力的菱形井网整体压裂优化设计

从整体压裂改造的角度分析了正方形反九点面积井网和菱形反九点面积井网的特点,结果表明菱形反九点面积井网更适合低渗透、特低渗透油藏压裂改造。应用数值模拟的方法研究了启动压力梯度对菱形井网压裂井日产油量、累积产油量、含水率、采出程度、地层压力等参数的影响。结果表明,启动压力梯度对低渗、特低渗透油藏各项生产动态指标的影响很大,在生产过程中不能忽略。从整体压裂的角度出发,研究了受启动压力梯度影响的非均质油藏菱形井网最佳井排距,分别以采收率和采油速度为优化目标,得到了不同的优化结果,绘制了相应的理论图版,这些图版可以用来指导低渗透油藏菱形井网的优化设计。在进行井网设计时,应充分考虑到将来进行压裂改造时裂缝走向对油水井的影响,从而避免井网与裂缝不匹配的问题,实现开发压裂一体化设计。     

PRODUCTION CALCULATION AND OPTIMIZATION OF COMBINED WELL PATTERN BY FRACTURED HORIZONTAL WELL AND VERTICAL WELLS

低、特低渗透油藏储层物性差,流体流动存在启动压力梯度,流体从地层流到压裂井内渗流规律复杂.以等值渗流阻力法及叠加原理为基础,采用流场划分原则,划分渗流区域,建立了考虑压裂水平井多条横向裂缝相互干扰的压裂水平井—垂直井组合井网产量预测模型.模型考虑了流体从基质流向裂缝,从裂缝流向水平井筒的多场耦合流动,既体现了储层物性复杂的问题,又考虑了水平井压裂多条横向裂缝、裂缝参数不同和裂缝间存在相互干扰的影响,能够很好地应用于低、特低渗透油藏压裂水平井的产量预测,指导低渗透、特低渗透油田压裂水平井开发实践.模拟结果表明:裂缝条数越多,裂缝干扰越强,水平井压裂存在一个最优裂缝条数;压裂裂缝沿水平井筒等间距排布靠近两端,且两端长中间短的方式开发效果最好;压裂水平井—直井组合矩形七点井网,水平井压裂裂缝与水平井筒最优夹角为60°.     

注采井网对裂缝形态及压裂规模的影响

水平井压裂开发技术在低渗薄层油藏开发中已取得了较好效果,注采井网的不同导致水平井的裂缝形态及压裂规模不同,由此导致初期产能及最终采出程度差别较大。为了实现水平井压裂开发的产能和经济效益最大化,应用数值模拟方法设计了三种直平混采七点井网。以增加采出程度、缩短见水时间为目标,优化裂缝形态:对称、三角形和四边形注采井网的水平井裂缝形态分别呈哑铃形、纺锤形和橄榄球形。以经济效益最大化为宗旨,优化压裂规模:对称注采井网,整体压裂采出程度最高;三角形和四边形注采井网,压裂采油井经济效益最好。     

低渗透油藏分段压裂水平井布缝方式优化

为提高压裂改造效果,须优选出合理的裂缝参数。目前国内外优选裂缝参数时,只对裂缝务数、长度、间距、导流能力进行优化研究,没有考虑水平井裂缝布放方式对压裂水平井产能和含水率的影响.为此,文中以某低渗透油藏七点注采井网单元为例．采用数值模拟方法,在水平井分段压裂裂缝参数单因素分析基础上进行水平井布缝方式优化研究,评价了裂缝参数时井网单元开发指标的影响,最后优选出合理的水平井分段压裂裂缝参数。研究结果表明：考虑注水井的影响,为避免水突进,水平井布缝时,裂缝要错开注水井排布,靠近注水井的裂缝要短些,可以不等间距、不等长度排布,在获得较高产能的同时保证含水率也较低：合理的水平并布缝方式可提高单井产量和区块采出程度,使含水率上升缓慢,可提高水平井分段压裂改造效果和经济效益．该研究为同类油藏压裂施工设计提供了有效依据。     

水平井压裂混合井网的优化设计

目前水平井压裂主要针对单井,水平井压裂混合井网的设计还处于探索阶段。水平井压裂井网设计时,应充分考虑水平井、直井联合布井以及水平井采油、水平井注水、直井采油、直井注水等影响。应用压力云图表征技术,使用水平井压裂产能优化设计软件,分析平行混合井网和混合反九点法井网对产能的影响及预期的经济效益。不同井网的整体压裂效果差别较大,混合反九点法井网注采效果较好。     

渗透率各向异性的低渗透油藏开发井网研究

低渗透油藏常常通过压裂改造获得工业开发价值,而压裂所产生的水力裂缝的存在,使得低渗透油藏的整个开发过程展现具有与常规油藏开发不同的特点.低渗层常发育隐含或张开的天然裂缝,使渗透率存在明显的方向性而导致注水、采油过程中出现严重非均质性.因此,低渗透油藏的开发井网的设置应考虑水力裂缝和渗透率各向异性的影响并与之优化匹配.本文模拟研究了低渗透油田开发常用的反九点井网和不常用的变形反九点及矩形井网,研究表明在裂缝方位认识比较清楚的情况下,矩形井网将获得较高的采收率和经济效益.     

低渗透薄互层油藏压裂水平井开发井网优化方法研究

根据F147区块低渗透薄互层油藏的地质特征,利用数值模拟与油藏工程方法,研究了水平井与直井联合布井井网方位、井网类型和井距排距对开发效果的影响。结果表明：该块压裂水平井与直井联合布井井网方位应以水平井位置平行于最小地应力方向为最优;井网类型应选择反九点井网;考虑启动压力梯度下F147区块极限供油半径为110 m;井网井距应该选择400 m×200 m（井距×排距）为最优。该研究对于提高压裂水平井开发此类油藏的开发效果具有重要的参考价值。     

低渗透砂岩油藏水井压裂参数优化数值模拟研究

利用油藏-裂缝耦合方法,建立了一种油、水两相三维油藏裂缝数值模型,采用对裂缝进行矩形网格剖分、与油藏连接处进行PEBI网格剖分相结合的方法,可以实现对不同井网条件下生产井压裂效果进行数值模拟研究。以胜利油田史深100低渗透断块油藏为例,在反九点法井网条件下,提出综合效果评价指标,对注水井压裂参数设计进行了优化计算。研究结果为低渗透油藏注水井压裂设计和效果评价提供了一种研究手段,对于提高低渗透油田注水效果具有实际意义。     

渗透率各向异性的低渗透油藏开发井网研究

低渗透油藏常常通过压裂改造获得工业开发价值,而压裂所产生的水力裂缝的存在,使得低渗透油藏的整个开发过程展现具有与常规油藏开发不同的特点.低渗层常发育隐含或张开的天然裂缝,使渗透率存在明显的方向性而导致注水、采油过程中出现严重非均质性.因此,低渗透油藏的开发井网的设置应考虑水力裂缝和渗透率各向异性的影响并与之优化匹配.本文模拟研究了低渗透油田开发常用的反九点井网和不常用的变形反九点及矩形井网,研究表明:在裂缝方位认识比较清楚的情况下,矩形井网将获得较高的采收率和经济效益.     

长庆油田华庆超低渗油藏水平井压裂裂缝优化

长庆油田华庆超低渗透油藏主要采用水平井注水开发技术来提高开发效果,如何进行压裂裂缝优化设计是提高开发效果的关键。文中在对油藏特征分析的基础上,结合注采井网对水平井压裂裂缝长度、改造段数、布缝方式及施工参数进行了优化研究,提出了适合华庆超低渗油藏水平井的改造参数。24口水平井矿场实践表明,该参数组合具有较好的适应性,水平井产量达10.3 t/d,为直井的5倍,对类似油藏水平井压裂参数优化具有借鉴意义。     

裂缝性低渗油藏压裂水平井井网渗流数学模型

基于分形理论表征天然裂缝和压裂裂缝网络的复杂裂缝形态,针对裂缝性低渗透储层的非线性渗流特征和储层压敏特性,建立了裂缝性低渗透油藏压裂水平井-直井井组的非线性渗流模型。根据流体在混合井网中的不同流动形态,划分为3个区域,推导出了混合井网三区耦合产能公式,分析了分形维数、压敏效应、裂缝长度等参数对井网产能的影响。     

玛18井区低渗透砂砾岩油藏水平井优化设计及产能预测

针对艾湖油田玛18井区低渗透砂砾岩油藏直井压裂单井可采储量低、经济效益差的问题,通过油藏数值模拟法、油藏工程方法、经济极限法和矿场试验法对多级压裂水平井参数设计和产能预测开展研究。结果表明:玛18井区“甜点”深度为3 876~3 881 m,水平井走向应为南北向,推荐水平井水平段长度为1 200~1 400 m,井间距为500 m,裂缝半长为150 m,裂缝间距为50 m。采用优化参数设计6口多级压裂水平井,第1 a平均日产油为29.0 t/d,符合产能预测数据(25.0~33.0 t/d)。该研究建立了砂砾岩储层含油饱和度预测方法,并形成砂砾岩油藏多级压裂水平井参数设计和产能预测方法,可为同类油藏的开发提供借鉴。