低滲透油藏合理井排距比研究

賈元元 劉輝

【摘要】為合理有效開發(fā)低滲透油藏，以勝利油田某區(qū)塊為研究對象，從低滲透油藏流體地下滲流機理出發(fā)，根據(jù)低滲透油藏的滲流特征，考慮地層各向異性影響，建立了144個不同的地質(zhì)模型。通過144種方案的設(shè)計，在相應(yīng)的地質(zhì)模型基礎(chǔ)上，運用數(shù)值模擬方法，對合理井排距比進(jìn)行了研究，得出了不同各向異性條件下的合理井排距比，對經(jīng)濟有效開發(fā)低滲透油藏具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】低滲透油藏 各向異性 合理井排距比 數(shù)值模擬

低滲透油田儲量在我國油藏儲量中占有相當(dāng)大的比例。低滲透油藏儲層物性差，非均質(zhì)性嚴(yán)重，存在啟動壓力，天然裂縫發(fā)育，以面積注水方式開發(fā)[1，2]為主，但是一定井網(wǎng)密度下井排距設(shè)計不合理，會導(dǎo)致油井暴性水淹，嚴(yán)重影響水驅(qū)效果。因此，對低滲透油藏開發(fā)而言，一定井網(wǎng)密度下合理井排距比的確定尤為重要。 1 合理井網(wǎng)形式研究

低滲透油藏在開發(fā)初期采用的井網(wǎng)形式是井排方向與裂縫走向夾角為45度的正方形反九點井網(wǎng)[3]。

由于低滲透油藏非均質(zhì)性嚴(yán)重，主滲流方向易水淹，提出菱形反九點井網(wǎng)形式，相對擴大了地層主應(yīng)力方向上的注采井距，在一定程度上延緩了角井水淹時間且改善了邊井受效程度，在低滲透油田中普遍應(yīng)用。

為了增大注水強度，獲得較高的初期采油速率，菱形反九點井網(wǎng)角井轉(zhuǎn)注形成矩形五點井網(wǎng)，注采比由1：3變?yōu)?：1。

菱形反九點井網(wǎng)抽稀，即抽掉注水井排中的采油井，形成不等距線狀井網(wǎng)。該井網(wǎng)可以避免沿裂縫方向上與水井相鄰的角井發(fā)生水竄，注水井井距大于油井井距，充分發(fā)揮注入水驅(qū)替能力，油井可以明顯地見到注水效果，有助于保持壓裂后油井產(chǎn)能，在低滲透油藏開發(fā)過程中比較實用。

因此，菱形反九點井網(wǎng)和不等距線狀井網(wǎng)、矩形五點井網(wǎng)是低滲透油藏開發(fā)的典型井網(wǎng)。本文對三種典型井網(wǎng)進(jìn)行了合理井排距比研究。

2 各向異性地層合理井排距比研究2.1 建立地質(zhì)模型

運用數(shù)值模擬研究方法，選取勝利油田某區(qū)塊為研究對象，建立數(shù)值模擬模型。該區(qū)塊共有五個小層，平面網(wǎng)格長度取10m，網(wǎng)格數(shù)為95×82×5。

地層條件：地層平均滲透率40×10-3μm2，孔隙度為20%，有效厚度為7.5m，原始地層壓力20MPa，原始含油飽和度75%，地層原油粘度2.30mPa·s，泡點壓力4MPa，脫氣原油密度0.850g/m3。

井網(wǎng)形式：

菱形反九點井網(wǎng)，井距為270m、井排距比為1：1。模擬區(qū)塊內(nèi)有效生產(chǎn)井12口（其中采油井9口，注水井3口），注采比為3：1。

矩形五點井網(wǎng)（菱形反九點井網(wǎng)角井轉(zhuǎn)注），模擬區(qū)塊內(nèi)有效生產(chǎn)井12口（其中采油井6口，注水井6口），注采比為1∶1。

不等距線狀井網(wǎng)（菱形反九點井網(wǎng)抽稀），模擬區(qū)塊內(nèi)有效生產(chǎn)井9口（其中采油井6口，注水井3口），注采比為2∶1。

圖3 不等距線狀井網(wǎng)及井排距比示意圖2.2 方案設(shè)計

菱形反九點井網(wǎng)、不等距線狀井網(wǎng)、矩形五點井網(wǎng)及相應(yīng)井排距比定義分別如圖1、圖2、圖3。圖中Dx 為井距，Dy 為排距，Dx：Dy就是所要研究的井排距比。保持井網(wǎng)密度（總井?dāng)?shù)）不變的前提下，通過改變平面與垂向滲透率比值和井排距比，設(shè)計不同的地質(zhì)模型方案，如表1所示。

方案設(shè)計：

為了研究在不同Kx與Ky關(guān)系下最優(yōu)井排距比，Kx/Ky分別取值為1、2、3、8、10、20，井排距比取值為1∶1、1.25∶1、1.5∶1、2∶1、3∶1、5∶1、10：1。在不同各向異性和井排距比情況下設(shè)計如表1所示的126種方案，共對應(yīng)126種不同的地質(zhì)模型。

針對不等距線狀井網(wǎng)注水井排無采油井不會發(fā)生水淹的情況，增加井排距比為0.25、0.5、0.8 三種情況共18種附加方案（如表1）。

利用數(shù)值模擬研究方法，采用定產(chǎn)量生產(chǎn)以及注采平衡配產(chǎn)，通過對設(shè)計方案的計算，得到采出程度與時間、含水率與采出程度關(guān)系曲線，并對含水率為90%、95%、開采10年、20年對應(yīng)的開發(fā)指標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表。2.3 結(jié)果分析

通過對設(shè)計方案開發(fā)指標(biāo)的統(tǒng)計，分析了不同各向異性程度和不同井排距比對采出程度的影響，分別對三種井網(wǎng)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了回歸整理，得到不同各向異性程度下數(shù)據(jù)分布關(guān)系圖。圖4-圖6是Kx：Ky=10時，對應(yīng)的菱形反九點井網(wǎng)、矩形五點井網(wǎng)、不等距線狀井網(wǎng)采出程度分布規(guī)律及回歸曲線。由圖4-圖6可知，當(dāng)非均質(zhì)性條件相同時，井網(wǎng)井排距比與采出程度基本呈二次拋物線關(guān)系，存在最優(yōu)值。

由于菱形反九點井網(wǎng)角井抽稀形成不等距線狀井網(wǎng)，導(dǎo)致相同各向異性程度下不等距線狀井網(wǎng)（圖6）對應(yīng)的最優(yōu)井排距比要小于菱形反九點井網(wǎng)（圖4）[3]。對于不等距線狀井網(wǎng)，無論人工壓裂裂縫有多長，在相同Kx ：Ky值時油井都不會發(fā)生水淹，而且注水呈現(xiàn)出線狀，可以加大注水強度，這就是開發(fā)低滲透油田時采用不等距線狀井網(wǎng)比菱形井網(wǎng)的優(yōu)勢。

為進(jìn)一步研究三種井網(wǎng)形式下最優(yōu)井排距比與各向異性程度之間的關(guān)系，對不同向異性程度對應(yīng)的最優(yōu)井排距比進(jìn)行了統(tǒng)計（表2）。

表2 中的三個最優(yōu)井排距比是通過回歸含水為90 %時的采出程度、開采20年時的采出程度以及最終采收率三種指標(biāo)得到的。合理井排距比為三個最優(yōu)井排距比的算術(shù)平均值。