特高含水砂巖油田水平井參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
——以哈薩克斯坦K油田為例

李雅南

(中國石油天然氣股份有限公司 遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010)

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特高含水砂巖油田水平井參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
——以哈薩克斯坦K油田為例

李雅南

(中國石油天然氣股份有限公司 遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010)

為了充分挖潛井間剩余油，提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度，2012年開始在哈薩克斯坦K油田規(guī)模實(shí)施水平井。為了研究和評(píng)價(jià)應(yīng)用水平井挖潛高含水油田剩余油潛力，應(yīng)用地質(zhì)、測井、油藏工程等多學(xué)科理論，優(yōu)選層位，論證合理的水平段長度，分析水平井垂向位置以及合理產(chǎn)液量。在K油田剩余油豐度較高地區(qū)部署實(shí)施水平井38口。平均單井初期日產(chǎn)油17.9t，是同期直井的2倍以上，含水68.7%，低于全區(qū)平均含水20%，證實(shí)應(yīng)用水平井技術(shù)開發(fā)高含水砂巖油田是可行的。

哈薩克斯坦；砂巖油田；注水開發(fā)；水平井；優(yōu)化設(shè)計(jì)

K油田屬于高含水砂巖油田，綜合含水已達(dá)90.2%，應(yīng)用水平井開發(fā)始于2012年，截止目前共完鉆38口，單井產(chǎn)量高，平均日產(chǎn)油為周圍老井的2倍，鑒于該油田已屬于開發(fā)中后期，水淹程度高，為了繼續(xù)深入研究應(yīng)用水平井挖潛主體區(qū)塊潛力，探討同類油藏有效開發(fā)模式，提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度和整體開發(fā)效益，開展了水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。

1 油田概況

哈薩克斯坦K油田位于北烏斯丘爾特盆地西北部，構(gòu)造形態(tài)是沿著緯度方向伸展的26.7 km×9.5 km 的背斜構(gòu)造，北陡南緩，發(fā)育北東、北西和近東西向三組共21個(gè)構(gòu)造斷裂，將背斜切割成7個(gè)區(qū)，20個(gè)斷塊。含油氣目的層為中、上侏羅統(tǒng)和下白堊統(tǒng)，巖性主要為粉、細(xì)砂巖，在縱向上分為12套砂巖組24個(gè)小層。儲(chǔ)層巖性主要為粉砂巖和細(xì)砂巖，泥質(zhì)含量較高，平均29.5%，主要的膠結(jié)類型是孔隙膠結(jié)和接觸孔隙膠結(jié)，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層是分選較好的細(xì)砂巖和粗粉砂巖，較差的儲(chǔ)層主要是粉砂巖夾大量的泥質(zhì)。碎屑巖儲(chǔ)層中各小層砂巖厚度最大10.3 m，一般4～8 m。根據(jù)該油田巖心分析資料，孔隙度平均25%～30%，滲透率平均400～1 000 mD。發(fā)育多套油水系統(tǒng)，油水界面一般海拔-880～-900 m，不同區(qū)塊稍有差異。

K油田1979年9月投入開發(fā)，1980年開始注水，井網(wǎng)以反九點(diǎn)井網(wǎng)為主，局部為反七點(diǎn)井網(wǎng)。截止2015年12月，區(qū)塊油水井總數(shù)2 815口，采油速度0.64%，采出程度22.43%，含水90.1%。各開發(fā)層系累積注采比0.49～1.43。

2 優(yōu)化設(shè)計(jì)原則

油藏各層系空間上縱向疊加，每個(gè)層系具備獨(dú)立的油氣水界面，形成了較完善的注采系統(tǒng)。目前油藏整體進(jìn)入高含水開發(fā)階段，綜合含水達(dá)到90.2%，因此水平井的部署需要在綜合研究油藏構(gòu)造、儲(chǔ)層、

沉積相、油層分布、剩余可采儲(chǔ)量及剩余油分布的基礎(chǔ)上，進(jìn)行地層能量評(píng)價(jià)，在地質(zhì)條件優(yōu)越、剩余可采儲(chǔ)量較大的弱水淹區(qū)域部署，同時(shí)還需做好完鉆井的跟蹤和動(dòng)態(tài)監(jiān)測，以保證鉆井成功率和產(chǎn)能到位率[1]。水平井的部署區(qū)域儲(chǔ)層具備一定的油層厚度，且油層穩(wěn)定展布，存在弱水淹區(qū)域或存在動(dòng)用程度低油層，周圍生產(chǎn)井具有較高的生產(chǎn)能力[2](見表1)。

表1 水平井部署原則

3 水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 水平井水平段長度優(yōu)化研究

水平井設(shè)計(jì)的幾個(gè)重要參數(shù)中，水平段長度將是影響水平井產(chǎn)量、水淹程度的重要參數(shù)[3，4]。通過水平段長度分別設(shè)計(jì)為160 m、200 m、240 m和300 m的4個(gè)方案進(jìn)行比較，結(jié)果見圖1。在保證注采井距的前提下，水平段長度越長，累產(chǎn)量越高，水平段為300 m時(shí)，油井前期產(chǎn)量高，油井見水早，但較其他水平段提前達(dá)到95%而關(guān)井，造成累產(chǎn)油量減少。因此，在井網(wǎng)完善區(qū)域，水平段長度應(yīng)設(shè)計(jì)在200 m左右，在井控制程度低的區(qū)域可以適當(dāng)加長。K油田屬于注水開發(fā)的高含水油田。在設(shè)計(jì)水平井長度時(shí)，除了考慮含油面積(橢圓長軸和短軸半徑)外，還要考慮油層厚度、與注水井距離及油層水淹程度，油層厚度一般大于4 m以上，盡量規(guī)避水淹風(fēng)險(xiǎn)，減緩含水上升時(shí)間。統(tǒng)計(jì)K油田38口水平井長度，35口井水平段長度大于最小合理長度，均小于最大合理長度。目前水平井井段長度在200 m左右是合理的[5]。

3.2 水平井垂向位置論證

卡拉姆卡斯油田已部署的水平井均沒有氣頂，也沒有底水，分析不同原油黏度條件下的最優(yōu)垂向位置，見圖2。可以看出，K油田地下原油黏度在20 mPa·s左右，最優(yōu)垂向位置在油層厚度的上下占比為0.534～0.554。而實(shí)際設(shè)計(jì)中，水平井的位置還須考慮剩余油在垂向上的富集位置。對于厚度較大的油層而言，通常水淹位置在油層的下部，特別是油層內(nèi)存在小的夾層時(shí)，水平段一般設(shè)計(jì)在夾層以上位置，所以井號(hào)為7000、7006、7013、7025和7033的水平井水平段在垂向上的位置比例為0.62～0.89[6]。

3.3 水平井合理產(chǎn)液量論證

通過數(shù)值模擬研究，水平井采用不同產(chǎn)液量生產(chǎn)對井組開發(fā)指標(biāo)有較大影響[7]。方案分別設(shè)定日產(chǎn)液量為25 m3/d、40 m3/d、60 m3/d和80 m3/d(見圖3)，結(jié)果表明，日產(chǎn)液為60～80 m3/d的方案開發(fā)指標(biāo)較好。盡管日產(chǎn)液為25 m3/d和40 m3/d的方案，以較小的生產(chǎn)壓差生產(chǎn)，含水上升速度也較小，但累積產(chǎn)量受到影響，到2040年累產(chǎn)油較60～80 m3/d的方案偏小，而日產(chǎn)液為80 m3/d，在2033年累產(chǎn)量逐漸接近60 m3/d的方案。因此，為保持開發(fā)效果，合理控制生產(chǎn)壓差，水平井初期采液量控制在60～80 m3/d 為宜[8]。

4 實(shí)施效果

截止2015年，全區(qū)共投產(chǎn)水平井38口，初期平均單井日產(chǎn)油17.9 t，含水68.7%，是同期實(shí)施直井的1.5倍。目前平均單井日產(chǎn)油12.9 t，是周圍老井的2倍，日產(chǎn)液61.94 t，綜合含水75.1%。低于全油田平均含水15個(gè)百分點(diǎn)。平均單井水平段長度205.3 m，油層鉆遇率82.3%，平均單井油層長度168.9 m。

5 結(jié)論

優(yōu)化水平井設(shè)計(jì)是應(yīng)用水平井成功開發(fā)油田的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，在油田精細(xì)地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，研究剩余油分布規(guī)律，確定水平井部署原則，在油藏工程理論指導(dǎo)下，優(yōu)化水平井長度、垂向位置以及合理產(chǎn)液量等參數(shù)，目前實(shí)施取得較好效果，對于同類注水開發(fā)中后期大型砂巖油田具有指導(dǎo)和借鑒意義。

[1] 李傳亮. 油藏工程原理 [M].北京：石油工業(yè)出版社，2005.

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[3] 范子菲，方宏長，俞國凡，等. 水平井水平段最優(yōu)長度設(shè)計(jì)方法研究[J]. 石油學(xué)報(bào)，1997(1)：55-62.

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Optimization of Design Research for Horizontal Well Parameter in Extra-high Water Sandy Oilfield —Kazakhstan K Oilfield

LI Ya-nan

(Liaohe Oilfield Company of PetroChina, Panjin 124010, Liaoning, China)

In order to dig the potential interwell remaining oil and improve the degree of producing reserves, horizontal wells in scale were applied in the K oilfield of kazakhstan from 2012. For studying and evaluating the remaining oil potential with applying horizontal well to dig high water oilfield, we used geology, well logging, reservoir engineering and many multidisciplinary theory to optimize horizon demonstrate reasonable horizontal length, analyze vertical location of horizontal well and rational liquid producing capacity. We implemented 38 horizontal wells in K oilfield which have high abundance remaining oil. The average daily oil production of single well reached 17.9 t and that was twice over the production of vertical wells, and water content was 68.7% and 20% lower than the whole area. It has proved that using the horizontal wells to develop high water content sandstone field is feasible.

Kazakhstan; sandstone field; waterflooding development; horizontal well; optimization design

2016-04-30

李雅南(1984-)，女，遼寧康平人，中國石油天然氣股份有限公司遼河油田公司工程師，碩士，從事哈薩克斯坦K油田石油地質(zhì)研究。

TE34

A

1008-9446(2016)05-0018-03