薩中油田二次開發(fā)井位優(yōu)化設(shè)計及實施方法

吳忠臣

（中國石油大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

二次開發(fā)重構(gòu)開發(fā)井網(wǎng)既是老油田恢復(fù)旺盛生產(chǎn)力的重要手段，又是其他二次開發(fā)技術(shù)實施的基礎(chǔ)，但薩中油田獨特的地質(zhì)開發(fā)情況和地面現(xiàn)狀給二次開發(fā)井位的設(shè)計帶來了一系列難題，因此必須對二次開發(fā)的井位設(shè)計進行優(yōu)化研究。

1 二次開發(fā)井位設(shè)計遇到的問題

（1）薩中油田地質(zhì)開發(fā)情況復(fù)雜，二次開發(fā)井網(wǎng)部署難度大。一是薩中油田油層發(fā)育多，各類油層交互發(fā)育，非均質(zhì)性嚴重，自上而下發(fā)育了薩爾圖、葡萄花、高臺子油層，共分9 個油層組，41 個砂巖組，136個小層，150個細分沉積單元，可分為10種大型河流-三角洲沉積體系砂體，總地層厚度約為500 m，二次開發(fā)井網(wǎng)兼顧開發(fā)各類油層難度大。二是經(jīng)過五十多年的開發(fā)，薩中油田水驅(qū)井網(wǎng)已經(jīng)由基礎(chǔ)井網(wǎng)發(fā)展到一、二、三次加密調(diào)整井網(wǎng)，聚合物驅(qū)已由單純主力油層聚驅(qū)發(fā)展為主力油層聚合物驅(qū)、二類油層聚合物驅(qū)以及三元復(fù)合驅(qū)等井網(wǎng)，不同區(qū)塊的水、聚驅(qū)井網(wǎng)又采取了不同的井網(wǎng)部署方式和層系組合模式，目前多套井網(wǎng)共同開發(fā)，二次開發(fā)新老井網(wǎng)利用難度大。

（2）地處市中心，地面建筑物密集，二次開發(fā)地面井位設(shè)計難度大。薩中油田地處主城區(qū)，油田和市政建筑密集，目前城市設(shè)施、生產(chǎn)設(shè)施等已占地面的67%，其余的33%都為零散空地，地面井位選擇難度大，需要大量鉆定向井，甚至局部出現(xiàn)定向井都無法實施的情況。

（3）二次開發(fā)井距小，斜井比例大，井眼軌跡易在油層段偏移，造成井網(wǎng)井距不規(guī)則，影響開發(fā)效果。薩中二次開發(fā)過程中定向井占新鉆井的80%以上，通過數(shù)值模擬，鉆定向井造成地下實際的井與井間距離過大或過小，導(dǎo)致目的層段井眼軌跡偏離目的層（設(shè)計坐標），井網(wǎng)井距極不規(guī)則，對采收率的影響較大。

2 二次開發(fā)井位優(yōu)化設(shè)計方法

為了便于解決二次開發(fā)井位設(shè)計及實施中存在的問題，從油藏井位設(shè)計、地面井位設(shè)計、鉆井實施保障手段三個方面進行了研究，共同保障二次開發(fā)井網(wǎng)的開發(fā)效果。

2.1 二次開發(fā)油藏井網(wǎng)部署方法［1-5］

（1）各類油層采用不同的井網(wǎng)部署方式。根據(jù)近年來室內(nèi)實驗成果和現(xiàn)場試驗結(jié)果，對三次采油階段油層分類，對于不同的油層，設(shè)計出不同的開發(fā)井網(wǎng)方式。分別設(shè)計了針對一類、二類、三類油層的3套井網(wǎng)，合理利用老井網(wǎng)，在其基礎(chǔ)上加密新井，共同開發(fā)各類油層，以滿足各類油層都有井網(wǎng)開發(fā)，各套井網(wǎng)都有足夠的油層可以開采，見表1。

表1 各類油層合理的二次開發(fā)井網(wǎng)部署方式

（2）各套井網(wǎng)同時部署，同時鉆建。薩中油田實施老油田二次開發(fā)工程以來，井網(wǎng)密度將由現(xiàn)在的78口／km2增加到186口／km2。結(jié)合薩中油田地面建筑較多的實際情況，為避免后期鉆建與城建用地沖突，提出了區(qū)塊井網(wǎng)部署應(yīng)一次到位、同步鉆建的方案，既解決了產(chǎn)量遞減快的問題，又減少了重復(fù)鉆建用地緊張的問題。

2.2 二次開發(fā)地面井位優(yōu)化設(shè)計方法［6-8］

將地下油藏井位的部署與地面井位的選擇相結(jié)合，地上地下井位同時部署，統(tǒng)籌考慮。具體操作方法是，首先按照常規(guī)方法部署地下油藏井網(wǎng)，然后將地下井位坐標落在最新版的油田地面矢量地圖上，運用計算機程序，自動優(yōu)化設(shè)計地面井位。當程序無法找到合適的地面井位時，井位設(shè)計人員再根據(jù)地面地下情況調(diào)整地下井位或地面動遷方案。井位設(shè)計一次成型，無需修改，既有效提高了井位設(shè)計工作效率和設(shè)計精度，減少了井網(wǎng)部署和鉆井井位設(shè)計人員的工作強度，又縮短了鉆建投產(chǎn)周期，確保產(chǎn)量運行進度。

2.3 油層段井網(wǎng)井距保障方法［9-12］

油藏數(shù)值模擬計算結(jié)果表明，小井距情況下定向井軌跡在油層段偏離開發(fā)設(shè)計靶點越遠，導(dǎo)致井網(wǎng)越不規(guī)則，影響采收率也就越大。通過數(shù)值模擬計算，若采用常規(guī)定向井鉆井技術(shù)，薩中油田二次開發(fā)井網(wǎng)由于鉆定向井平均影響采收率1.6 個百分點，減少可采儲量900余萬噸，相當于損失了一個油田。因此，研究如何減少定向井對油田采收率的影響，保證二次開發(fā)油層段井網(wǎng)井距規(guī)則的技術(shù)，具有至關(guān)重要的意義。通過一系列的研究，取得了以下成果：

（1）鉆井剖面設(shè)計優(yōu)化方法。普通定向井井眼軌跡采用有利于加快鉆井速度的三段制鉆井設(shè)計，即垂直段＋增斜段＋穩(wěn)斜段，穩(wěn)斜段斜穿越油層，就會出現(xiàn)定向井在油層內(nèi)部軌跡過長的現(xiàn)象，特別是對于大位移井，導(dǎo)致油層段實際井網(wǎng)與設(shè)計井網(wǎng)不相符，影響開發(fā)方效果。針對二次開發(fā)區(qū)塊井距小、定向井比例大、水平位移大的情況，提出了定向垂直井的概念。定向垂直井是在普通定向井的基礎(chǔ)上，通過倒換鐘擺鉆具和使用導(dǎo)向螺桿鉆具等工藝，來實現(xiàn)定向井井眼軌跡在進入油層時保持井斜角小于10°的技術(shù)。在小井距情況下，采用五段制設(shè)計，無論定向井水平位移是多少米，不管定向井相對、相鄰還是相向，井眼軌跡在油層中的水平偏移不會超過25 m，這對于老油田二次開發(fā)100～125 m 開發(fā)井距來說，基本可以保證其注采井距相對規(guī)則，最大限度地降低了定向井對采收率的影響。

（2）鉆井平臺、鉆進方向優(yōu)化方法。對處于同一井組的定向井，采用三維空間井眼軌跡設(shè)計方法，調(diào)整單井鉆井平臺位置，保證油層段靶點位移不超過25 m 和注采井距相對均勻。

（3）入靶點位置優(yōu)化方法。對于受地面建筑及地下老井軌跡影響，既不能調(diào)整設(shè)計軌跡方向，又不能調(diào)整鉆井平臺位置的個別井，采取入靶點深度下移的方式，保證大部分油層靶點位移不超過25 m。

另外，為了便于隨鉆檢查和調(diào)整定向井軌跡，可應(yīng)用三維井眼軌跡設(shè)計技術(shù)，隨時對比油層頂部、中部、底部的實鉆軌跡和設(shè)計軌跡，跟蹤鉆進過程中的井網(wǎng)井距，并為鉆井驗收提供依據(jù)。

3 取得的效果

（1）把二次井位優(yōu)化方法應(yīng)用于薩中油田中區(qū)西部和西區(qū)二次開發(fā)，投產(chǎn)初期各套井網(wǎng)平均日產(chǎn)油均高于設(shè)計值，見到了較好的開發(fā)效果，見表2、表3。

表2 中區(qū)西部二次開發(fā)新井投產(chǎn)效果

表3 西區(qū)二次開發(fā)新井投產(chǎn)效果

（2）區(qū)塊每套井網(wǎng)通過水驅(qū)和化學(xué)驅(qū)多輪次接替開采，預(yù)期最終采收率可達到60%左右，井網(wǎng)使用期在30～40年，實現(xiàn)區(qū)塊長期可持續(xù)開采，產(chǎn)量預(yù)測見圖1。

圖1 中區(qū)東部、東區(qū)二次開發(fā)井網(wǎng)分階段開發(fā)產(chǎn)量預(yù)測

4 幾點認識

（1）從初步開發(fā)效果看，薩中二次開發(fā)井位設(shè)計的思路是正確可行的，能夠保證區(qū)塊長期可持續(xù)開采。

（2）采用地面井位與油藏設(shè)計井位相結(jié)合的方式有效提高了井位設(shè)計工作效率和設(shè)計精度，減少了井網(wǎng)部署和鉆井井位設(shè)計人員的工作強度。

（3）采用定向井油層段井網(wǎng)井距保證方法可以確保二次開發(fā)井網(wǎng)的規(guī)則，能夠挽回大量的可采儲量損失。

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