毕业设计---低渗透油田井网的研究

专科生毕业设计（论文）题 目： 低渗透油田井网的研究 学生姓名： 学 号： 系 别： 油气工程系 专业班级：油气开采技术 指导教师： 2014 年 6 月 20 日中国石油大学胜利学院专科毕业设计（论文）摘 要低渗透油田是指油层储层渗透率低、丰度低、单井产能低的油田。对于低渗透油田而言，合理的井网开发具有重要作用，大量实践表明:低渗透油田的大比例存在，会在今后一个时期内成为增储上产的主要资源。传统的井网对于低渗透油田具有局限性，所以在对低渗透油田要作出广泛调查研究，了解其油田储量的分布，以及其开发现状;进一步明确低渗透油田井网系统的控制因素;认真分析低渗透油田开发井网的优化设计。关键词：低渗透油田；开发；裂缝；井网；合理中国石油大学胜利学院专科毕业设计（论文）ABSTRACTLow permeability oilfield is a reservoir of low permeability，low abundance，low productivity of a single well of oil field. For the low permeability oilfield，which plays an important role in the development of reasonable well net，a lot of practice shows that: there is high proportion of low permeability oilfield，will become the main resource of production in future periods. The traditional pattern has limitations for low permeability oilfield，so in low permeability oil fields to make extensive investigation and research，to understand the distribution of its oil reserves，and its development status; control factors to further clarify the low permeability oilfield well network system; a careful analysis of optimization design of development well pattern of low permeability oilfield. Keywords: Low permeability reservoir; Development; Fracture; Well pattern; Reasonable中国石油大学胜利学院专科毕业设计（论文）目录第 1 章：前言 .11.1 研究的目的及意义 .11.2 国内外研究现状 .1第 2 章：低渗透油田概论 .32.1 低渗透油田概念 .32.2 低渗透油田的划分 .32.3 低渗透油田的特征 .42.3.1 低渗透油藏开发特征 .42.3.2 低渗透储层流体渗流特征 .5第 3 章：低渗透油田井网的主要形式 .73.1 开发井网形式演化的回顾 .73.1.1 三角形井网 .83.1.2 正方形井网 .93.1.3 菱形井网 .103.1.4 矩形井网 .103.2 正方形反九点井网 .113.3 菱形反九点井网 .123.3.1 菱形反九点井网特点 .123.3.2 影响菱形反九点井网或矩形五点井网产能的因素 .13第 4 章：低渗透油田井网系统的优化 .154.1 合理注采井距及排距 .154.1.1 合理注采井距与注水见效时间 .154.1.2 技术极限井距 .164.1.3 经济极限井距 .164.1.4 不同注采系统下的合理排距 .164.2 合理井网加密 .194.2.1 低渗透油藏井网加密的原则 .194.2.2 低渗透油藏合理井网加密方式 .20中国石油大学胜利学院专科毕业设计（论文）第五章 实例分析 .255.1 试验区选取 .255.2 调整方案设计 .255.2.1 井网调整方案 .255.2.2 井网加密方案 .265.3 方案对比和优选 .275.3.1 井网变换调整方案优选 .275.3.2 井网加密方案优选 .28第 6 章 结论 .30参考文献 .31致 谢 .32中国石油大学胜利学院专科毕业设计（论文）1第 1 章：前言1.1 研究的目的及意义世界上低渗透油田资源十分丰富，分布范围广泛，各产油国基本上都有该类油田。随着世界范围内构造简单、储量大、产能高的油田进入中后期开发开采阶段，水油比上升速度明显加快，复杂难采的低渗透油田所占的比例越来越大。在我们国家，低渗透油田广泛分布在全国各个油区。目前，我国已投入开发的低渗透油田储量，占总动用储量的比例越来越大，这些油田中的相当部分处于低产低效状态。未动用的石油地质储量中，低渗透油田储量占的比例更大。可以预料，在今后相当长的一个时期内，低渗透层的油气开发将是我国油气生产的重要研究课题。已开发的低渗透油田如何进一步改善开发效果，未动用的低渗透油田储量如何尽快有效的投入开发，这对保持我国石油工业持续稳定发展，有着十分重要的意义。1.2 国内外研究现状关于井网调整问题美国和前苏联都做过很多研究，工作开展的也比较早。总的说来，前苏联的做法是，油田开发初期，采用较稀井网，在开发过程中，用后备井或补充加密井逐步加密基础井网。油田开发实践也表明，在编制油田开发设计时，根据生产层平均渗透率所确定的井网密度，通常只适用于主力油层，为了使低产层得到有效动用，就必须进行层系调整与井网加密。这样就从普遍的密井网到普通的稀井网又发展到针对储层非均质性，调整层系，加密井网(或局部加密)，这是油田开发工作认识上的发展和提高。在美国，人们多采用“反九点法注水一五点法一加密井网一三次采油”的思路开发低渗透油田，并取得了较好的效果。目前，约有 50%的油田井网密度大于 0.625 口/km 2，37%的油田井网密度为 4.625 口/km 2，而只有 13%的油田井网密度小于 4 口/km 2，一般来讲，较大井网密度下可获得相对较高的采收率。我们国家的油田井网加密调整研究是从大庆油田开始的，相对于国外来说，我们的起步稍微晚一点。许多学者研究认为，低渗透油田开发的合理注采井网应该是不等井距的沿裂缝线状注水井网，其注水井井距一般应大于油井井距，还应大于注水井与油井间的排距。周锡生等针对大庆外围扶杨油层，提出了井网加密原则和加密形式，并指出对于裂缝发育的油藏，井网加密应与有效实现线状注水、砂体规模和走向结合中国石油大学胜利学院专科毕业设计（论文）2起来，同时最大限度地考虑井网的均匀性。而对于裂缝相对不发育的地区，主要考虑井网的均匀性。此外，熊国荣等运用干扰试井资料老确定合理注采井网，该方法应用于文南油田 79 北块取得了成功。彭常水等对五点法井网排驱半径进行了研究。还有人从注水波及的角度研究井网加密问题。总之，低渗透油田的开发应该根据不同的地质特点、不同的开发阶段和不同的调整目的，因地制宜，有的放矢地进行注采井网的加密调整。中国石油大学胜利学院专科毕业设计（论文）3第 2 章：低渗透油田概论2.1 低渗透油田概念所谓低渗透油田是一个相对的概念，因不同国家、不同时期的资源状况和技术经济条件而划定，变化范围较大。国际上把渗透率在0. 1 毫达西至50 毫达西之间的油藏界定为低渗透油藏。根据我国生产实践和理论研究，对于低渗透油层的范围和界限已经有了比较一致的认识。2.2 低渗透油田的划分低渗透储层是指基质渗透率较低的储层，通常指低渗透砂岩储层。低渗透储层形成的先天条件有：(1)近碎屑物源的环境因沉积碎屑物分选极差而形成低渗透率；(2) 远碎屑物源环境因沉积碎屑物粒度极细而形成低渗透率；以及成岩压实和胶结作用，使油层孔隙小、喉道细、比表面积大、渗透率低。对于低渗透油藏的划分界限，迄今还没有统一固定的标准。不同国家根据不同时期石油资源状况和技术经济条件而制定，变化范围较大。例如前苏联将储层渗透率小于 100x10-3 m2 划作低渗透油田。美国把储层渗透率大于 10X10-3 m2 的算作好储层， 低于 10X10-3 m2 的算作中等一差储层。我们国家在 80 年代以前，一般以渗透率小于(或者等于 )100x10-3m2 作为划分低渗透的界线。随着油田开发技术水平的发展，也在不断的演化。目前，我国以储层渗透率小于(或者等于)50X10 -3 m2 为判定低渗透油藏的标准，渗透率 10X10-3 m2 为特低渗透，渗透率小于 1x10-3 m2 为微渗透。 根据实际生产特征，按照油层平均渗透率可以进一步把低渗透分为三类：第一类为一般低渗透油田，油层平均渗透率为 50x10-3 m2。这类油层接近正常油层，油井一般能够达到工业油流标准，但产量太低，需采取压裂措施提高生产能力，才能取得较好的开发效果和经济效益。第二类为特低渗透油田，油层平均渗透率为 10x10-3 m2。这类油层与正常油层差别比较明显，一般束缚水饱和度增高，测井电阻率降低，正常测试达不到工业油流标准，必须采取较大型的压裂改造和其他相应措施，才能有效地投入工业开发，例如长庆安塞油田、大庆榆树林油田、吉林新民油田等。中国石油大学胜利学院专科毕业设计（论文）4第三类为超低渗透油田，其油层平均渗透率为 1x10-3 m2。这类油层非常致密，束缚水饱和度很高，基本没有自然产能，一般不具备工业开发价值。但如果其他方面条件有利，如油层较厚、埋藏较浅、原油性质比较好等，同时采取既能提高油井产量，又能减少投资、降低成本的有力措施，也可以进行工业开发，并取得了一定的经济效益，如延长油矿管理局所开发的大部分油田。2.3 低渗透油田的特征低渗透油藏的主要特征，不言而喻，就是其渗透率很低、油气水赖以流动的通道很微细、渗流的阻力很大、液固界面及液液界面的相互作用力显著。它导致渗流规律产生某种程度的变化而偏离达西定律。这些内在的因素反映在油田生产上往往表现为单井日产量小，甚至不压裂就无生产能力，稳产状况差，产量下降快，注水井吸水能力差；注水压力高，而采油井难以见到注水效果；油田见水后，随着含水上升，采液指数和采油指数急剧下降，对油田稳产造成很大困难。2.3.1 低渗透油藏开发特征低渗透油藏的地层供液能力差，具有较低的产能和采收率。低渗透油藏的孔隙度小，岩石致密，液体流动的阻力大，原油流向井筒中需要较大的能量，因此依靠天然能量开采低渗透油藏，产量较低而且一次采收率也较低，而且随着天然能量的不断耗尽，地层的压力逐渐下降，为了能够维持地层的能量，保证油藏的产量，一般都会采用人工方式来维持地层能量。低渗透油藏中渗流特征为非线性的，油藏的启动压力高，而且油藏的渗透率越低，油藏的启动压力就越高。为了能够保证低渗透油藏高效注水，就会提高注水的压力，注水压力的提高不但会影响到油藏的储层物性的改变，而且有些地层与水接触后，水敏现象严重，出现近井地带储层膨胀二出现的堵塞现象，这种现象的发生是不可逆的，对后续开发会造成严重的破坏性影响。低渗透油藏在注水过程中水压力上升较快，油藏必须采用增产增注的措施来保证产量。由于低渗透油藏渗流的阻力较大，注水井注入很长一段时间后，生产井都不能见到注水效果，而且会在注水井附近出现高压区，注水井注水量不断减少，对应油井不见效，导致了低渗透油藏注水困难采油更困难的现象。低渗透油藏储层一般表现为中国石油大学胜利学院专科毕业设计（论文）5亲水性的，随着油藏产量的下降，原油流动的相对渗透率也在下降，两相流动的区域也越来越窄。为了能够保证油藏的无水期的延长，需要制定合理的产液量，确保提高油藏的最终采收率。2.3.2 低渗透储层流体渗流特征低渗透储层除了众所周知的渗透率低，孔隙度小以外，据邸世祥等 1研究发现，其孔隙结构特征异常复杂。毛细管压力曲线为细歪度型，细喉峰非常突出，粗喉峰很不明显。同时，孔喉很小，以小一微孔隙和细一微细喉道为主，平均孔隙直径一般为26-43 m，喉道半径中值只有 0.1 一 2.0 m，比表面积则高达 2-20m2/g2。由于其储层 孔喉细小、比表面积大、原油边界层厚、贾敏效应以及表面分子作用强烈，使得低渗透储层中的流体渗流过程复杂化。（1）渗流规律偏离达西定律渗流流体由体相流体和边界流体两部分组成 3。体相流体是指其性质不受界面现象影响的流体，而边界流体则是指其性质受界面现象影响的流体 4。在油田开发中已被广泛采用的达西定律，其基本表达式为（见式 2-1）: （2-1）式中 K、 、A 和 L 分别表示介质的渗透率、流体粘度、流体通过的横截面积和长度，并且它们都是相互独立的参数，因此流量与压力梯度成正比线性关系。根据一般的油田开发理论，认为在常规油田开发中，油水在渗流过程中呈现牛顿流体特性，其渗流规律符合达西定律