各向异性油藏注水开发布井理论与方法

油藏各向异性对于开发井网具有破坏和重组作用，致使井网的生产效果难以把握，严重影响油藏原油的产量和采收率，其开发井网的布置是一大难题。布井的关键在于突破传统的正多边形井网形式，建立变形井网。利用坐标变换将各向异性油藏变成等价各向同性油藏，分析了注水开发井网的变形机理。为了避免井网破坏，注采井排必须与最大渗透率方向（裂缝方向）平行或垂直；为了优化井网的油藏开发效果，井网注采单元的几何参数（井距和排距）由各向异性渗透率主值计算得到，提供了定量计算公式。     

各向异性油藏水平井网稳定渗流与产能分析

通过坐标变换，将各向异性油藏变为等价各向同性油藏，井网单元及井筒形状都同时改变；再通过保角变换，将从等价各向同性油藏中任选的一个矩形井网单元变成一个椭圆形区域，注水井筒变成椭圆形定压边界，将水平井映射到椭圆形区域的中央位置。利用椭圆形区域流动问题的已知解，得到各向异性油藏整体水平井网的渗流解，给出了压力分布公式和流线分布图。在水平井筒和注水井排平行于各向异性渗透率最大主方向的情况下，五点面积井网渗流和产能的特点为：①渗透率各向异性程度增强，井网的单井产能减小，扫油体积系数增大；②渗透率各向异性程度较强时，井网单元内的流线呈现平行渗流特点；③渗透率各向异性程度越强，主流线突破点离水平井端点距离越远。图2表1参13     

各向异性油藏水平井井网渗流场分析

为直观地反映各向异性油藏水平井井网地层压力分布及流体运动轨迹的特点,利用源汇理论、Newman乘积法及压降叠加原理,推导出各向异性油藏水平井井网不稳定渗流地层压力公式,提出流线生成方法,研究了水平井井网渗流场分布规律。结果表明:储层各向异性、生产时间和注采比对水平井井网渗流场影响较大。在布井时,水平井应垂直于最大主渗透率方向,以便形成线性水驱,提高驱替效果;生产时间越长,压力传播范围越广,采出程度越高;注采比越大,注入流体的波及范围越大,波及效率越高。利用该方法产生的流场图能够为各向异性油藏水平井开发井网设计及注入方案的优化提供科学依据。     

特低渗透各向异性油藏平面波及系数计算方法

特低渗透油藏常表现出非达西渗流和渗透率各向异性的特征,为了解决特低渗透各向异性油藏水驱平面波及系数的理论计算问题,通过构建考虑启动压力梯度的非达西流管模型,利用坐标变化将渗透率各向异性油藏转化为等效各向同性油藏,推导了特低渗透各向异性油藏五点井网油井见水时间和平面波及系数的计算公式。该方法可用于定量表征特低渗透各向异性油藏水驱平面动用程度,为特低渗透各向异性油藏开发设计和评价提供理论依据。以鄂尔多斯盆地某特低渗透各向异性油藏为例,利用该方法分析了启动压力梯度、渗透率各向异性系数和注采参数对特低渗透各向异性油藏平面波及系数的影响,结果表明,当油藏渗透率各向异性较强时,注入水沿主渗透率方向快速突进,导致平面波及程度低,可通过优化井排距、增大注采压差或者井网加密的方式,减小死油区,以提高注入水的波及程度。     

低渗透油藏各向异性交错井网优化

在前人研究的基础上,利用保角变换、汇源反映和势叠加原理等渗流理论,得到低渗透油藏各向异性直井交错井网的产能公式。井网优化思路为:给定各向异性系数,在其他参数不变的情况下,改变井网形状因子的大小,计算井网无因次产量,从而得到井网无因次产量随井网形状因子变化的规律曲线;在曲线上找出水平井产量最大点,由此得到低渗透油藏不同面积、不同油层厚度时对应的最优井网形状因子。     

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.     

各向异性油藏鱼骨井开发井网优化

各向异性油藏对各种井网的部署都会产生一定的破坏重组作用,而鱼骨井注采井网由于井型结构复杂而受到更为显著的影响.目前侧钻工艺不成熟,对鱼骨井井网的优化产生了诸多限制.基于以上存在的问题,通过坐标变换将各向异性油藏井网转化为等价各向同性油藏井网.在转化过程中,发现了鱼骨井分支角度也会随坐标变换发生变化的特征.利用这一特征,...     

低渗透各向异性油藏菱形井网储量动用评价及设计优化

确定菱形注采井网的合理注采井距和井排比,是低渗透各向异性油藏实现储量有效动用和注采均衡驱替开发部署设计的关键。基于一般低渗透油藏特点,建立了考虑启动压力梯度和渗透率各向异性影响的渗流方程,利用经典渗流力学理论,得到了菱形反九点井网注采单元中渗流场分布的解析解;基于注采单元中平面渗流速度变化的分析,提出了评价储量有效动用状况的方法,得到了不同条件下低渗透各向异性油藏储量动用变化规律及主要影响因素;以满足注采单元中“有效动用范围要求和均衡驱替系数最大”为优化目标,建立了低渗透各向异性油藏菱形反九点井网优化的计算模型,实现了菱形井网合理井距和最佳井排比的联立优化求解。实例分析表明,根据建立的低渗透各向异性油藏菱形井网优化设计方法,可以得到适合油藏实际条件和满足开发要求的合理井距和最佳井排比,为此类油藏的有效开发和注采井网的优化部署提供了科学依据。     

各向异性油藏的矢量井网

由于储集层的各向异性,在注水保持地层能量的开发过程中,注入流体沿高渗透率方向优先推进,导致不同方向上的生产井见水时间差别较大,致使驱替过程很不均衡,从而影响油藏开发效果.针对上述问题,提出了矢量开发思想,并基于渗流力学理论,以五点井网为例,建立了矢量井网设计方法,其中包括矢量井网中的井网方向计算模型和方向井距的确定途径.各向异性油藏中,井网方向应随各向异性程度进行调整.胜利油田桩106块油田开发实例证实了矢量井网设计模型的可靠性.图3表1参13     

水平井平发底水油藏的机理研究

利用水平井可以有效地开发底水油藏,已成共识。利用ＳＳＩ公司开发的ＷｏｒｋＢｅｎｃｈ黑油模型油世故数值模拟器研究了分别利用水平井井网和直井井网开发底水油藏,进行了效果对比,证明了水平井优于直井,同时研究了不同敏感性参数对底水油藏累积产油量和累积产水量等开发指标的影响。如地层水平渗透率与垂向渗透率、水平井的水平段避水高蝇的初配产等。提出了指导水平井开发废水平油藏的建议。     

Performance analysis and optimal design for well patterns in anisotropic formations

The mechanism of the effects of anisotropic permeability on well patterns and reservoir development are investigated by coordinate transformation, fluid flow analysis, and reservoir development concepts. Anisotropy of permeability has reconstructive effects on well patterns. The originally designed flooding units are broken up, and new pattern units are made up of the wells that belong to different original units. The behavior possesses strong randomness, and leads to a complicated relationship among the injection and production wells, and unpredictable productivity of the formations. To prevent the break-up of well patterns, well lines should be either parallel or perpendicular to the maximum principal direction of the anisotropic permeability （i.e. the fracture direction）. To optimize the development effects ofanisotropic formations, the latitudinal and longitudinal well spacing of the well network are calculated from the principal values of the anisotropic permeability.     

江汉油区水平井开发设计原则与方法

从基本地质油藏条件出发．以江汉油区为实例总结了边水油藏、低渗油藏和裂缝性油藏等不同油藏类型的水平井水平段方位和长度的设计原则。水平井水平段的方位由储层方向性决定,而水平段长度设计并非越长越好,应在满足水平井设计产能和经济投入允许的范围内以获得更高的储层钻遇率为目标进行设计;老区水平井水平段方位设计还需要考虑与现有井网的位置关系。在水平井单井优化设计过程中需要考虑储层方向性、油藏含油面积、老井网单井控制面积、与现有注采井网位置关系等地质和开发因素。以江汉油区广1区潜1^31（2）边水油藏为例运用数值模拟方法进行了水平段方位设计和长度优选。     

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。     

特低渗油藏水平井布井方式研究

本文以西峰油田董志区长8油藏为例，运用数值模拟技术，研究了水平井组合方式及其井网形式。研究结果表明，水平井是提高特低渗油藏开发效果的有效途径。结合长庆特低渗储层吸水性能好的特点，认为采用直井注水，水平段走向垂直于储层最大主应力方位的水平井采油的井网组合开发效果最佳。     

薄互层特低渗油藏联合井网与沉积相模式的适配性

薄互层特低渗透油藏储集层厚度小,物性差,采用压裂水平井-直井联合井网开发,能够提高单井产能和储集层动用程度,但由于受储集层非均质性和水力裂缝的影响,水平井极易过早见水,导致暴性水淹,带来开发风险,需设计合理的井网与裂缝的适配关系,以延长水平井生产寿命。以大庆油田某典型薄互层特低渗油藏为例,建立了考虑不同沉积相组合模式的水平井-直井联合井网精细油藏数值模型,采用复杂井和流线模拟技术,研究了压裂水平井分段动用情况,揭示了单裂缝分段产出规律与渗流特征。由于不同沉积模式储集层物性差异较大,压裂水平井含水率上升不再遵循均匀驱替规律,而是物性较好的河道相内驱替增强,物性较差的席状砂沉积相内驱替减弱。同时,水力裂缝的存在会导致流线转向,加速高渗通道的形成。为延缓高渗通道形成,进一步研究了典型沉积相组合模式与裂缝参数的优化配置,并提出了提高开发效果建议。     

底水油藏水平井和直井开采对比研究

利用油藏数值模拟方法对底水油藏应用水平井及直井开采技术效果进行了对比研究。分析了采油速度,布井方式及垂直渗透率与水平渗透率比值（对开发效果的影响,结果表明,水平井开发底水油藏的效果远远优于直井,水平井在平面上的布局,在低采油速度下对开采效果影响较大,而在高采油速度下则影响不明显,地层的Ｋｖ／Ｋｈ值对水平井开采效果影响明显。     

裂缝性碳酸盐岩底水油藏合理打开程度与合理井距

针对塔河油田S48单元油藏特征,应用油气渗流理论推导出了裂缝性碳酸盐岩底水油藏打开程度与井网密度的匹配关系式.用此关系式可确定该类油藏给定打开程度下的合理井距及给定井网密度下油井的合理打开厚度.研究认为:该类油藏的合理打开程度不宜超过50%,且在打开程度为50%时合理井距最大.开发过程中,随着含水饱和度的增加,合理打开厚度减小;随着垂向渗透率与水平渗透率比值的增加,合理打开厚度增大,合理井距减小.鉴于此,实际生产中应逐段封堵打开井段;实际布井中应根据不同区域的裂缝发育情况,采取不均匀布井方式;在井网的后期加密中应根据已有井的实际参数来确定与之匹配的新井位置和打开厚度.图5表1参15     

致密气藏水平井测井产能预测方法研究

苏里格气田×区具有孔隙度小、渗透率低、孔隙结构复杂、各向异性和非均质性强等特点。在水平井开发过程中,由于测井系列少,水平段物性变化大,难于给出合适的解释标准,多级分段压裂难以优选射孔层段,评价水平井产能成为难点。通过构建综合反映储层物性、岩性、电性的综合指数,对水平段分段分级评估,基于简化油藏渗流模型,利用测井资料分别计算各类储层的产能指数,与试油资料相结合得到了该区的产能预测模型。应用综合指数能很好地划分储层类型并指导射孔层段的优选,该产能预测方法只需测井参数,操作简单,预测精度高。     

岩石各向异性在水平井测井解释中的应用

水平井测井解释面临的新问题是地层各向异性的影响，为更好地了解地层各向异性的大小及其对测井值的影响，在实验室建立了测量岩石各向异性的装置和方法。取与水平井同一层段的岩心，按层界面切割出立方体，测量不同方向上参数的变化。所有的砂泥岩样品都显示了在垂直层界方向渗透率最小、声波速度最小、电阻率最大的特征。由此算出岩石各向异性系数，并对水平井电阻率曲线进行校正。