某油田分段射孔水平井的產(chǎn)能研究分析

陳釗

（大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠工程技術(shù)大隊(duì)技術(shù)監(jiān)督室，黑龍江 大慶 163000）

縱觀所有的研究工作發(fā)現(xiàn)，對(duì)單一水平井的產(chǎn)能進(jìn)行分析，基本都是把整個(gè)射孔段看成是一個(gè)整體。而在實(shí)際生產(chǎn)中，在數(shù)百米的水平段中不可能進(jìn)行一段射孔完井，通常做法是分段射孔，其在工藝上的優(yōu)勢(shì)是利于后期卡封作業(yè)。所以提出了一種水平井分段射孔條件下的產(chǎn)能計(jì)算新方法并對(duì)其影響因素進(jìn)行了分析。

1 三維擬穩(wěn)態(tài)水平井滲流模型

在求解分段射孔水平井產(chǎn)能時(shí)，第一要先求取一個(gè)射孔段投產(chǎn)下的地層壓力分布，進(jìn)而使用壓力疊加的原理計(jì)算多個(gè)射孔段同時(shí)生產(chǎn)時(shí)的地層壓力分布，最后計(jì)算產(chǎn)能方程。

在計(jì)算分析單個(gè)射孔段投產(chǎn)時(shí)的地層壓力分布時(shí)，為了進(jìn)一步對(duì)比本文方法的準(zhǔn)確性，采用王曉冬提出的模型假設(shè)。

2 分段射孔水平井產(chǎn)能影響因素分析

分析了解，對(duì)于分段射孔水平井可以通過當(dāng)量井徑模型，利用壓力疊加原理計(jì)算出每個(gè)射孔段的流量分配。以下分別給出算例分析。

某油層厚度 11m，Kh=110×10-3μm2，Kv=10×10-3μm2，rw=0.122m，re=510m。水平井位于油藏中部，其長(zhǎng)度為410m，共有3個(gè)射孔段。方便相互比較，分別計(jì)算了不同射孔長(zhǎng)度、不同射孔間距下的無(wú)因次采油指數(shù)。

3 產(chǎn)能分析

3.1 等射孔長(zhǎng)度、等射孔間距

水平井有3個(gè)射孔段，射孔段長(zhǎng)度均為L(zhǎng)p=90m，d12=d23=190m，d13=370m。求得其當(dāng)量井徑為16.48m。進(jìn)一步求得第1和第3射孔段無(wú)因次采油指數(shù)為0.22，第2射孔段無(wú)因次采油指數(shù)為0.15。造成這種現(xiàn)象的因素是:多段射孔投產(chǎn)時(shí)，每個(gè)射孔段的生產(chǎn)會(huì)對(duì)其他射孔段產(chǎn)生干擾。兩端射孔段受到的干擾相對(duì)較小，而中間射孔段(第2射孔段)受到來(lái)自兩端射孔段的干擾嚴(yán)重，從而導(dǎo)致其無(wú)因次采油指數(shù)小。對(duì)生產(chǎn)的啟示是，分段射孔時(shí)，應(yīng)采用不等距或者變密度射孔，使得中間射孔段相對(duì)兩端長(zhǎng)，或者中間射孔段射孔密度更大。

3.2 等射孔長(zhǎng)度、不等射孔間距水平井

當(dāng)拉大射孔間距后，3個(gè)射孔段的產(chǎn)量分配總體趨勢(shì)沒有變化，即兩端射孔段無(wú)因次采油指數(shù)大于中間射孔段。但每個(gè)射孔段的無(wú)因次采油指數(shù)都較等間距射孔有所增大，增幅最大的是第3射孔段，其次是第2射孔段。造成這種現(xiàn)象的原因是:射孔間距拉大后，導(dǎo)致每個(gè)射孔段之間的干擾減弱，特別是第3個(gè)射孔段距第2射孔段的距離較大，使得該射孔段有更大的泄流空間，導(dǎo)致采油指數(shù)增幅最大;同時(shí)還減小了對(duì)第1和第2射孔段的干擾，使得第1和第2射孔段采油指數(shù)都有所增大。給生產(chǎn)的啟示是，水平井射孔投產(chǎn)時(shí)，在保證射孔長(zhǎng)度能控制地質(zhì)儲(chǔ)量的前提下，每個(gè)射孔段應(yīng)盡可能拉開間距射孔，減小干擾，提高整體采油指數(shù)。

3.3 不等射孔長(zhǎng)度、等射孔間距水平井

從表1可以看出，射孔長(zhǎng)度越大，對(duì)應(yīng)的等效井徑也越大，但其無(wú)因次采油指數(shù)則不然。如第2射孔段雖然射孔長(zhǎng)度較第1射孔段長(zhǎng)，但由于處在水平井中部導(dǎo)致其無(wú)因次采油指數(shù)較第1射孔段還小。與之對(duì)應(yīng)的處在端部的第3射孔段，其無(wú)因次采油指數(shù)增幅很大。由此可見，增大端部射孔長(zhǎng)度對(duì)無(wú)因次采油指數(shù)的影響較增大中部射孔長(zhǎng)度大。

表1 不同射孔長(zhǎng)度下的無(wú)因次采油指數(shù)

3.4 射孔長(zhǎng)度、射孔間距敏感性分析

將前面所述的等射孔長(zhǎng)度等射孔間距、等射孔長(zhǎng)度不等射孔間距、不等射孔長(zhǎng)度等射孔間距3種方案進(jìn)行對(duì)比。選取等射孔長(zhǎng)度等射孔間距下的無(wú)因次采油指數(shù)作為基準(zhǔn)，計(jì)算射孔間距變化和射孔長(zhǎng)度變化相對(duì)于等射孔長(zhǎng)度等射孔間距條件下無(wú)因次采油指數(shù)的增幅百分比。

綜合分析表明，射孔間距拉大，每個(gè)射孔段之間的干擾減弱，導(dǎo)致整體無(wú)因次采油指數(shù)都有所增大。增大端部射孔長(zhǎng)度將使得端部射孔段無(wú)因次采油指數(shù)明顯增大，而增大中部射孔段長(zhǎng)度其無(wú)因次采油指數(shù)變化不明顯。對(duì)生產(chǎn)的啟示是，水平井宜采用分段不等距射孔投產(chǎn)，增大中部射孔段長(zhǎng)度，減小端部射孔段長(zhǎng)度，并適當(dāng)拉大射孔距離，減小生產(chǎn)時(shí)對(duì)中部射孔段的干擾，從而實(shí)現(xiàn)均衡開采或均衡注入。

4 結(jié)語(yǔ)

通過定義無(wú)因次采油指數(shù)，再利用壓降疊加原理建立了分段射孔水平井產(chǎn)能計(jì)算方法。在這個(gè)的前提下比較了不同射孔長(zhǎng)度、不同射孔間距下的水平井產(chǎn)能。進(jìn)而分析當(dāng)量井徑，水平井分段射孔問題可以等效為多個(gè)直井的滲流問題。利用壓力疊加原理和克拉墨矩陣法則可以求取每個(gè)射孔段的無(wú)因次采油指數(shù)，進(jìn)而求得其產(chǎn)量。拉大射孔間距和增加射孔長(zhǎng)度都會(huì)導(dǎo)致射孔段無(wú)因次采油指數(shù)發(fā)生變化。射孔間距的拉大對(duì)無(wú)因次采油指數(shù)影響較小，而端部射孔長(zhǎng)度的增大將導(dǎo)致其無(wú)因次采油指數(shù)增幅明顯，加大對(duì)其他射孔段的干擾。水平井宜采用分段射孔方式完井。多個(gè)射孔段投產(chǎn)后，射孔段間會(huì)產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，從而使得在相同的射孔長(zhǎng)度下，中部無(wú)因次采油指數(shù)較端部小。射孔時(shí)宜采用中間段長(zhǎng)、端部段短的不等距射孔方式，以期達(dá)到均衡開采或者注入。

[1] 凌宗發(fā)，王麗娟，胡永樂，李保柱.水平井注采井網(wǎng)合理井距及注入量?jī)?yōu)化[J]. 石油勘探與開發(fā). 2008(01).

[2] 李軍詩(shī)，侯建鋒，胡永樂，李凡華，秦強(qiáng).壓裂水平井不穩(wěn)定滲流分析[J]. 石油勘探與開發(fā). 2008(01)