沈257塊低滲砂巖油藏合理井網(wǎng)密度研究

王春香

（中國石油遼河油田公司沈陽采油廠，遼寧新民 110316）

沈257塊低滲砂巖油藏合理井網(wǎng)密度研究

王春香

（中國石油遼河油田公司沈陽采油廠，遼寧新民 110316）

選擇合理井網(wǎng)密度是油田開發(fā)設(shè)計的核心內(nèi)容，其大小直接影響采收率的高低和經(jīng)濟(jì)效益的好壞。文中以沈257塊低滲砂巖油藏為對象，利用地震儲層反演預(yù)測技術(shù)，控制砂體的分布，在綜合地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，分析開發(fā)中存在的主要矛盾及潛力，從微觀、宏觀、經(jīng)濟(jì)效益及實際開發(fā)效果四個方面對井網(wǎng)密度進(jìn)行綜合評價，確定適合本區(qū)的技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)的井網(wǎng)密度，在區(qū)塊邊部有利地區(qū)部署井位，實現(xiàn)低滲透砂巖油藏有效開發(fā)。

沈257塊；低滲透油藏；井網(wǎng)密度；技術(shù)極限；經(jīng)濟(jì)評價

1 概況

沈257塊位于遼河盆地大民屯凹陷前進(jìn)斷裂背斜構(gòu)造帶北段，含油氣層位為沙三段、沙四段及元古界，本次以沙四段為研究目的層［1］。巖性主要以細(xì)砂巖為主，平面上儲層發(fā)育比較穩(wěn)定，連通性好；縱向上，由上往下巖性逐漸變粗，儲層物性逐漸變差。儲層孔隙度17.1%，滲透率1.89×10-3μm2?？紫额愋椭饕獮榱ｉg孔隙，屬中孔特低滲儲層。

通過開展測井約束的地震儲層反演及預(yù)測，認(rèn)為整個區(qū)域主要有兩個北西方向物源，沉積了兩套砂體，砂體規(guī)模較小，為近源快速堆積。沈257井區(qū)及其東南方向為近岸水下扇的扇中亞相，平面上砂體延伸較遠(yuǎn)，到沈288井區(qū)砂體逐漸減薄，過度為近岸水下扇的扇緣亞相；縱向上沙四下頂部砂體厚度大，連通性好，是主要的有利目標(biāo)區(qū)。

沈257塊沙四段油藏于2003年投入開發(fā)，初期依靠天然能量開采，受儲層物性等因素影響，需要壓裂改造才能獲得較高產(chǎn)能，而且產(chǎn)量下降快，開發(fā)效果差。2007年開始注水工作，先后轉(zhuǎn)注8口井，區(qū)塊見到明顯效果。主要注水見效方向與人工裂縫方向、沉積時流線方向一致。

2 合理井網(wǎng)密度研究

油田的開發(fā)井網(wǎng)，主要受油層物性、原油性質(zhì)、采油工藝和國家對采油速度的要求等因素所控制，合理的井網(wǎng)部署對提高儲量動用程度和采收率非常重要。

2.1 井網(wǎng)的選擇

沉積時物源方向為北西向，該方向滲透率最高，注入水容易先沿該方向流動。人工裂縫方向為北東向，注入水容易先沿該方向流動。為盡量延長油井見水時間，正方形井網(wǎng)為最佳選擇，對角線方向為北東和北西向。該井網(wǎng)能延長油井見水時間，后期注采系統(tǒng)調(diào)整比較靈活，初期采用九點法注水，后期可調(diào)整為五點法，增加水驅(qū)控制程度（圖1）［2-3］。

2.2 井網(wǎng)密度的確定

2.2.1 謝爾卡喬夫公式

蘇聯(lián)學(xué)者謝爾卡喬夫經(jīng)過研究，提出了在水驅(qū)開發(fā)條件下井網(wǎng)密度與油田采收率的關(guān)系式：

式中：ER——井網(wǎng)密度為S時的油田采收率；Ed——驅(qū)油效率；S——井網(wǎng)密度，口／km2；a——取決于儲層及流體特征的系數(shù)。

沈257塊的流度為3.78，為類別Ⅴ，根據(jù)我國144個油田或開發(fā)單元的實際資料，按不同流度分為區(qū)間回歸出最終采收率與井網(wǎng)密度的關(guān)系式：

按照可采儲量標(biāo)定的采收率20%計算，按該類別回歸公式計算合理井網(wǎng)密度S＝18.18井／km2（九點井網(wǎng)），折算井距為235 m。

2.2.2 技術(shù)極限井網(wǎng)密度的確定

（1）微觀法：低滲透油藏滲流的基本特點是存在著啟動壓力梯度，只有在驅(qū)動壓力梯度超過啟動壓力梯度時，才能發(fā)生液體的滲流［4］。

圖1 沈257塊井網(wǎng)的選擇

從微觀角度的注采單元著手，即以建立有效驅(qū)替壓力梯度為目標(biāo)，依據(jù)注采單元實際上能形成擬線性滲流的有效控制距離來計算低滲透油藏的技術(shù)極限井網(wǎng)密度。用擬線性流態(tài)處理，找出注采井井距與啟動壓力梯度之間的關(guān)系，關(guān)系式為：

式中：rw——井半徑，m；d——兩井間距，m；Pw——生產(chǎn)井的井底壓力，MPa；PH——注入井的井底壓力，MPa。

該公式反映的是在注采壓差一定的條件下注采井間驅(qū)動壓力梯度最小值剛好等于啟動壓力梯度時的井距大小，該井距為極限注采井距。公式中最關(guān)鍵是啟動壓力梯度的確定。低滲透儲層的注水見效時間與啟動壓力梯度有關(guān)，根據(jù)注水見效時間可以計算得到啟動壓力梯度，公式為：

式中：λ——平均啟動壓力梯度，MPa／m；k——滲透率，10-3μm2；t——注水見效時間，h；φ——孔隙度，小數(shù)；Ct——總壓縮系數(shù)，MPa-1；μo——原油粘度，mPa·s；pe——地層壓力，MPa；pw——生產(chǎn)井底壓力，MPa；Jos——米采油指數(shù)，m3／（d·MPa·m）。

沈257塊自2007年注水以來，取得良好的注水效果，可采用上式計算啟動壓力梯度平均為0.03 MPa／m，得到技術(shù)極限井距為218 m。

（2）宏觀法?？紤]注采井?dāng)?shù)比β的情況下，改進(jìn)謝爾卡喬夫公式，即宏觀井網(wǎng)密度公式為：

式中：c——井網(wǎng)指數(shù)，f；β——注采井比，f。

沈257塊達(dá)到20%采收率，技術(shù)極限井網(wǎng)密度為22.1井／km2，折算井距212 m。

2.2.3 經(jīng)濟(jì)井網(wǎng)密度的確定

低滲透油藏由于地質(zhì)條件比較特殊，井網(wǎng)密度越大，開發(fā)效果越好，但實際開發(fā)中，還要考慮經(jīng)濟(jì)因素，需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價。

本文采用將來值法對井網(wǎng)密度進(jìn)行評價，其原理是把油田開發(fā)的各階段總投入（包括鉆井、采油和地面建設(shè)等投資）和總產(chǎn)出（即累計產(chǎn)油量或最終采收率）分別轉(zhuǎn)化為井網(wǎng)密度的函數(shù)，折算到將來某時刻點，形成總利潤與井網(wǎng)密度的關(guān)系式，進(jìn)而求得經(jīng)濟(jì)最佳井網(wǎng)密度和經(jīng)濟(jì)極限井網(wǎng)密度。

根據(jù)謝爾卡喬夫公式可以得到油田開發(fā)的最終采出原油量，油田開發(fā)極限內(nèi)原油銷售收入的將來值為：

開發(fā)期限內(nèi)維修管理費用的將來值為：

式中：N——地質(zhì)儲量，t；A——含油百積，km2；i——貼現(xiàn)率，f；ID——平均單井鉆井投資（包括射孔、壓裂等），104元／井；IB——平均單井地面投資（包括系統(tǒng)工程等分?jǐn)偼顿Y），104元／井；Po——原油售價，元／t；O——原油成本，元／t；T——開發(fā)評價年限，a（一般取15～20 a）。

則凈收入的將來值V為：

當(dāng)y1＝y(tǒng)2時，建立y1與S和y2與S的關(guān)系曲線，用交匯法確定不同油價下的經(jīng)濟(jì)極限井網(wǎng)密度Slim，如圖2所示。

當(dāng)油價為3800元／t時，經(jīng)濟(jì)極限井網(wǎng)密度為115井／km2，極限井距為93 m。

當(dāng)V＝0時，S即為極限井網(wǎng)密度Slim，則令：

當(dāng)dV／dS＝0時，此時S即為合理井網(wǎng)密度S合理，即dV1／dS＝d（V2＋V3）／dS。

圖2 交匯法求極限井網(wǎng)密度

當(dāng)y3＝y(tǒng)4時，建立y3與S和y4與S的關(guān)系曲線，用交匯法確定不同油價下的經(jīng)濟(jì)合理井網(wǎng)密度S合理，如圖3所示。

當(dāng)油價為3800元／t時，經(jīng)濟(jì)合理井網(wǎng)密度為30井／km2，合理井距為183 m。

2.2.4 實際開發(fā)效果評價

沈257-16-024和沈257-16-022相距190 m，縱向生產(chǎn)層位相同，沈257-16-022投產(chǎn)后，沈257-16-024產(chǎn)量小幅下降，存在井間干擾。因此合理井距應(yīng)該大于190 m。

注水井與油井最大見效距離是258 m，折算成正方形井網(wǎng)井距為182 m。即井距應(yīng)該＞182 m。當(dāng)注水井與油井距離320m時，油井不見效，折算成正方形井距﹤226 m。因此從注水見效距離分析，合理井距d大于182 m且小于226 m。

圖3 交匯法求合理井網(wǎng)密度

3 部署結(jié)果及效果

開發(fā)井網(wǎng)的井距除要滿足采油速度的要求和追求盡可能高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)外，還應(yīng)考慮延長無水采油期和低含水采油期的需要。綜合以上分析，結(jié)合原開發(fā)井網(wǎng)，確定該塊采用210m井距正方形井網(wǎng)開發(fā)沈257沙四砂巖油藏邊部，共部署油井15口，水井5口。

2009年擴(kuò)邊部署新井完鉆6口，全部投產(chǎn)，其中兩口井轉(zhuǎn)注，累計產(chǎn)油達(dá)到6 445 t，實現(xiàn)邊部儲量有效動用。

4 結(jié)論及認(rèn)識

（1）合理井網(wǎng)密度是低滲砂巖實現(xiàn)有效開發(fā)的關(guān)鍵，本文從微觀、宏觀、經(jīng)濟(jì)效益以及油藏開發(fā)動態(tài)四個方面對低滲透油藏的井網(wǎng)密度進(jìn)行了綜合評價，建立一套以實際開發(fā)效果作驗證的技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)的低滲透油藏合理的井網(wǎng)密度評價方法。

（2）本次計算的技術(shù)井網(wǎng)密度均大于經(jīng)濟(jì)最佳和經(jīng)濟(jì)極限井網(wǎng)密度。結(jié)合原開發(fā)井網(wǎng)，采用210m井距正方形井網(wǎng)對沈257塊砂巖邊部進(jìn)行整體開發(fā)，提高區(qū)塊儲量動用程度，實現(xiàn)油藏有效開發(fā)。

（3）注采同步是低滲砂巖實現(xiàn)高效開發(fā)的主要手段，且區(qū)塊注水開發(fā)見到明顯效果，下步建議及時進(jìn)行注水開發(fā)，補充地層能量。

［1］ 張麗云.大民屯凹陷沈257塊ES4沉積特征研究［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2010，（13）：116-118.

［2］ 韓俊麗.改善歡2塊低滲透油藏開發(fā)效果技術(shù)研究［J］.石油地質(zhì)與工程，2008，22（6）：46-48.

［3］ 袁春華，張椿華，等.B16油藏合理井網(wǎng)密度研究［J］.斷塊油氣田，2010，17（1）：79-81.

［4］ 何賢科.確定低滲透儲層啟動壓力梯度的新方法［J］.石油地質(zhì)與工程，2007，21（5）：80-84.

TE313

A

1673-8217（2011）增-0011-03

2011-04-16

王春香，助理工程師，1983年生，2008年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，現(xiàn)從事靜態(tài)地質(zhì)研究工作。

彭 剛