（油气田开发工程专业论文）朝阳沟油田二类区块加密技术研究.pdf

大庆石油学院硕士研究生学位论文 s t u d yo nt h ei n f i l l i n gf o rs e c o n dc l a s sb l o c k i n c h a o y a n g g o uo i l f i e l d a b s t r a c t b a s e do nt h et h o r o u g hs u r v e yo np e r f o r m a n c ed a t ao fs e c o n dc l a s sb l o c ko fc h a o y a n g g o u o i l f i e l d t h e 血e s i sp r e s e n t s 也em a i nr e a s o n sw h i c hc a u s et h ew o r s ed e v e l o p m e n te f r e c to f s e c o n dc l a s sb l o c k a n dn e c e s s i t yo fi n f i l l i n g t h r o u g ht h et h e o r ya n dm e t h o do fr e s e r v o i r e n g i n e e r i n g t h ee x p r e s s i o nb e t w e e nw a t e r f l o o d i n gc o n t r o ld e g r e ea n dw e l ld e n s i t y a n dt h e e x p r e s s i o nb e t w e e ne f f e c t i v ef l o o d i n gf a c t o ra n dw e l ld e n s i t ya r ed e r i v e d c o n s i d e r i n gt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nw e l ld e n s i t ya n dw a t e r f l o o d i n gc o n t r o ld e g r e e e f f e c t i v ef l o o d i n gf a c t o r a n dt h ee f f e c t i v ef l o o d i n gs y s t e m am e t h o da p p l i e dt oc o m p u t i n gw a t e r f l o o d i n gr e c o v e r y e f f i c i e n c yo fl o wp e r m e a b i l i t yo i l f i e l di sp r e s e n t e d t h r o t i 曲a p p l y i n gt h ea b o v ef o r m u l a i n t e g r a t e dw i t he c o n o m i ce v a l u a t i o n t h et e c h n o l o g i c a ll i m i ta n de c o n o m i cl i m i tf o rs e c o n d c l a s sb l o c ki sd e t e r m i n e d a n dd i r e c t e db yr e a s o n a b l et e c h n o l o g i c a l1 i m i t a c c o r d i n gt oa n g u l a r d e g r e eb e t w e e nw e l ll i n ea n df r a c t u r e t h er e l e v a n ti n f i l l i n gf o r m u l ai sd e r i v e d a p p l y i n g n u m e r i c a ls i m u l a t i o nt oe v a l u a t i o n t h er e s a l t sa r e f o r2 2 5 b e t w e e nw e l l l i n ea n df r a c t u r e t h e 3 2 1 i n f i l l i n gp a t t e r n i s a p p r o p r i a t e f o r5 2 5 b e t w e e nw e l l l i n ea n df r a c t u r e t h e t r i a n g u l a rg r a v i t yi n f i l l i n g w a t e rw e l ll i n ed e v i a t i n g1 0 6 m i n f i l l i n gm e t h o di ss e l e c t e d a f l e rp i l o tt e s t ag o o dd e v e l o p m e n te f f e c ti so b t a i n e d t h ep r e d i c t e de n h a n c e dr e c o v e r y e 衔c i e n c yi sm o r et h a nl o k e y w o r d s c h a o y a n g g o uo i l f i e l d s e c o n dc l a s sb l o c k n u m e r i c a ls i m u l a t i o n h i s t o r y m a t c h i n g r e c o v e r ye f f i c i e n c y i n f i l l i n g 1 1 大庆石油学院硕士研究生学位论文 1 1 研究意义 第1 章前言 二类区块自投入开发以来 为了保持较高的生产水平和采油速度 采取早期强化注水 高注采比的开发政策 年注采比由2 2 9 提高到3 3 8 同时采取了油井压裂 换泵等增产 措施 但开发效果仍然较差 平均采油速度只有0 7 预计最终采收率1 8 左右 针对二类区块的开发特点 分析其开发效果差的根本原因是原井网适应性差 因此 本论文开展了井网加密技术经济界限及合理加密方法研究 提出了一套考虑低渗透油层有 效驱动系数的水驱采收率计算方法和合理井网密度计算方法 对于注采并排与裂缝成不同 角度的井网 分别给出了合理加密方式 现场试验后 取得了良好的开发效果 为低渗透 油田井网加密提供了理论依据和参考 1 2 研究现状 在井网加密技术界限研究方面 关键技术是给出水驱采收率与井网密度关系式 最常 用的是前苏联的谢嘉乔夫公式 但该公式未考虑注水方式对采收率的影响 实际计算过程 中会产生较大的误差 3 1 这是因为油层中的油砂体不是连续分布的 因此 在一定井网 密度条件下 注水方式不同 油井与水井的多向连同程度也不同 即不同的注水方式将直 接影响到井网的水驱控制程度 1 9 9 0 年 北京勘探开发研究院的齐与峰先生提出了水驱 控制程度与井网密度 注采井数比关系式 进而又给出了水驱采收率与水驱控制程度关系 式 计算精度得到提高 1 该公式在计算低渗透油田采收率时仍然存在问题 主要是由于 低渗透油田存在启动压力梯度 且油层渗透率越低启动压力梯度越大 一定井网密度下 部分储层虽然已经水驱控制 但并不能有效动用 1 因此 计算低渗透油层采收率时应 该考虑启动压力梯度的影响 这方面的研究未见报道 在确定合理加密方式研究方面 主要是应用油藏数值模拟方法 计算不同加密方式对 开发效果的影响 在数值模拟研究方面 油藏数值模拟软件已基本形成了一整套能处理各 种类型油 气藏和各种不同开采方式的软件系列 如v i p e c l i p s e c m g 等 这些软 件前后处理方便 可视化程度高 同时 随着计算机硬件的迅猛发展 在油藏模拟中使用 的数学方法也有不少新的突破和发展 包括 为了充分发挥超级向量机快速运算的优势 向量算法的出现和应用是软件设计上一个划时代的发展 为了更快速 有效地解各种更为 复杂和困难的大型稀疏线性方程组 发展了一系列预处理共轭梯度型的新型算法 这类算 法无论在对各种难题的适用性方面 或是在计算速度方面都远远地超过了以往的各种迭代 方法 1 为了更为灵活地按需要进行网格的剖分 发展了静态和动态的局部网格加密技 术 为了自动地按需要来确定各节点的隐式程度 开发了自适应隐式方法 为了更好地进 行井的处理 发展了各种形式的井处理技术 为了更好地运行组分模型 各种状态方程在 相态计算中己得到广泛的应用 同时各种新的算法 如多重网格法 并行算法 混合有限 元法等 也都在探索和发展中 1 1 第 章前言 1 3 研究思路 首先根据低渗透油田存在启动压力梯度的特点 建立一套考虑有效驱动系数的水驱采 收率计算公式 结合经济评价确定合理的井网密度 然后应用数值模拟方法确定合理的加 密方式 朝阳沟二类区块根据井排与裂缝的夹角分两种情况 一是朝5 5 区块 井排与裂 缝夹角为2 2 5 二是翻身屯地区 井排与裂缝夹角为5 2 5 按照裂缝性井网布署的 一般认识 加密后仅可能形成线形注水方式 对于裂缝与并排方向成2 2 5 的情况 研究 确定了 3 2 1 的加密方式 对于裂缝与井排方向成5 2 5 的情况 采用 三角形重 心加密 水井排偏移1 0 6 米 的加密方式 大庆石油学院硕士研究生学位论文 2 1 地质特点 第2 章试验区地质特点及开发简况 朝阳沟油田位于松辽盆地中央坳陷区朝阳沟阶地及长春岭背斜带上 由朝阳沟背斜 翻身屯背斜 薄荷台和大榆树两个鼻状构造组成 为受断层 构造 岩性多种因素控制的 复合型特低渗透油藏 投入开发面积2 1 6 4 k m 2 地质储量1 6 1 6 8 1 0 t 油田地质情况十 分复杂 含油区域受到多种地质因素的控制 油气水分布 油层物性 原油物性和裂缝发 育程度在油田不同区域差异很大 所以从开发至今 不同区块所表现出来的开发状况各不 相同 2 1 1 从构造轴部到翼部 储层物性 原油物性及储层裂缝发育程度差异很大 1 储层裂缝发育程度有很大差别 通过岩心观察 朝阳沟油田储层发育有近似水平延伸的大量微细层理缝 层面缝 密 度达到0 1 3 条 米 对于投入开发时间较早的构造轴部来说 储层裂缝研究开展较早 更 为深入 通过岩心观察描述 地层倾角测试 地面电测井及脉冲试井 现代测井解释 注 示踪剂 同位素测井 见水井反映等多种方法观测研究得出 裂缝主要发育方向为近东西 向 即n e 8 5 与注水井排基本一致 几何形态为垂直裂缝 原始处于闭合状态 压裂 娃水后可能张开和延伸 构造缝是受构造应力的作用产生的 不同构造部位受力不同因而 裂缝发育程度不同 岩层弯曲越厉害的部位 主曲率越大 裂缝也就越大 分析表明 构 造裂缝主要发育在构造轴部 构造翼部裂缝发育差 朝5 4 5 地区主曲率值6 1 5 6 朝 5 3 一朝5 5 一朝3 5 地区主曲率值在5 1 1 之间 朝8 1 朝8 5 地区主曲率5 9 长3 0 一3 5 地 区主曲率3 9 构造翼部主曲率0 3 2 油层物性差异明显 朝阳沟油田油层平均渗透率1 1 3 x1 0 3um 2 平均有效孔隙度1 4 7 7 1 7 7 7 属于 中孔低渗透油层 含油构造顶部渗透率和孔隙度高 向翼部变低 四个含油构造以明显的 低值分开 构造顶部基质渗透率大于1 5 1 0 3l am 2 轴部向翼部过渡区块基质渗透率5 1 5 1 0 3 um 2 朝阳沟背斜构造边部及薄荷台 大榆树鼻状构造 基质渗透率小于5 1 0 3 um 2 油层发育较好的朝5 4 5 朝8 1 区渗透率大于3 0 1 0 um 2 位于构造翼部的朝 6 3 1 6 1 8 3 井区 长3 1 3 9 井区油层物性差 渗透率小于5 i 0 3 um 2 有的甚至小于l 1 0 3 um 2 相差6 3 0 倍以上 3 原油物性相差较大 朝阳沟油田原油密度0 8 6 o 8 9 9 c m 3 粘度1 4 4 1 2 8 m p a s 凝固点2 5 4 3 c 含 腊量1 5 5 2 9 8 含胶量1 0 8 2 7 7 沥青质1 6 9 7 含油构造顶部原油性质好 含油构造的翼部及斜坡部位原油性质逐渐变差 朝5 一朝地面原油粘度1 8 m p a s 朝卜朝 气3 为3 0 1 m p a s 朝6 9 1 区块3 9 2 m p a s 长4 6 区块为4 1 4 m p a s 从轴部到翼部粘度 相差l 倍以上 各别井点粘度更有超过l o o m p a s 以上 2 1 2 不同构造部位开发效果明显不同 朝阳沟油田不同构造部位区块的油层物性 原油物性及裂缝发育程度差距很大 直 第2 章试验区地质特点及开发简况 接影响了开发效果 1 朝阳沟背斜轴部地区开发较好 该区油层物性好 渗透率高 原油流动性好 砂体发育好 压力传导能力较好 注 采井间能建立起有效压力系统 油井压力及产量恢复程度高 累积注采比2 0 4 注采压 差1 2 3 m p a 水井压力2 1 1 m p a 油井平均地层压力8 8 m p a 超过原始地层压力 8 4 m p a 油井产量最高恢复至初期的9 0 1 0 0 目前平均含水3 9 采出程度1 9 0 2 预计最终 采收率2 5 2 轴部向翼部的过渡部位加密后开发效果较好 该区砂体发育规模相对较小 3 0 0 m 井距对砂体的控制程度低 同时由于受断层遮挡 影响 使砂体的水驱控制程度只有6 5 左右 3 0 0 m 井网条件下油水并问蹩压状况比较严重 预计最终采收率只有1 8 9 9 年后开展了加密调整试验 加密区块的开发效果才得到改善 目前全区平均含水2 6 5 采出程度l o 5 3 3 朝阳沟背斜构造边部及薄荷台 大榆树鼻状构造开发效果不好 该区砂体发育规模相对较小 大部分砂体以条带状和透镜状分布 主力油层钻遇率在 4 0 5 0 之间 砂体宽度小于3 0 0 m 的砂体占6 0 以上 3 0 0 6 0 0 m 占3 0 左右 加上断层的 存在 大部分砂体得不到有效控制 由于油层致密 在3 0 0 m 井距下油水井间憋压严重 投产初期采用早注水 高注采比的注水开发政策 但是油井基本没有受效期 对部分油井 进行压裂改造 但由于3 0 0 米井距条件下注水受效差 压裂未达到引效的目的没有经济效 益 开发效果较差 目前平均含水2 0 5 采出程度5 6 7 预计最终采收率只有1 5 2 2 油田区块分类标准 朝阳沟油田不同构造部位由于油层物性及流体物性 裂缝发育状况的不同 导致开发 效果的巨大差异 显然 不同的区块需要不同的开发政策 根据开发以来取得的经验教训 有必要在开发工作中 把各区块区别对待 在开发规划 注水调整及新技术应用上有所划 分 实现区块分类管理 分类研究与分类治理 更好地实现各区块的经济有效开发 见表 2 1 2 2 主要从四个方面评价作为朝阳沟油田的分类基础 1 油藏地质特征 主要包括构造位置 2 储层渗流特征 主要包括渗透率 孔隙度 裂缝发育程度 3 储层流体特征 主要包括原油粘度 流体产状 储量丰度 4 各区块水驱状况 所处开发阶段 存在潜力大小 表2 1 朝阳沟油田区块分类静态数据 油层中深有效厚度空气渗透率有效孔隙含油饱和度流度储量丰度断层密度 分类 m 1 0u 寸 度 1 0 一u 一 m p a s 1 0 t k m 2 条 k m 2 一类区块 9 0 0 1 0 0 09 0 1 2 01 5 4 2 2 51 7 1 935 7 5 9 l7 3 1 0 4 二类区块1 0 0 0 1 1 0 08 0 9 55 1 2 61 5 1 935 1 5 80 5 l6 3 11 6 8 三类区块 1 1 0 0 1 2 0 08 0 1 2 02 6 51 4 8 1 65 1 5 4 0 56 5 1 0 9 7 大庆石油学院硕士研究生学位论文 袁2 2 朝阳沟油田区块分类动态数据 原始地层压目前地层压地层原油粘年采油速 采出程度标定采收率剩余可采储量采可采储量采 分类 力 m p a 力 m p a 度 m p a s 度 油速度 出程度 一类区块 8 4 8 8 50 8 22 0 2 22 51 59 58 0 4 4 二类区块 926 91 0 40 7 09 3 71 88 5 75 l 3 8 三类区块 996 81 2 602 742 81 52 7 82 8 0 把朝阳沟背斜构造轴部作为一类区块 主要包括朝5 朝4 5 试验区北块 朝5 北 朝6 6 1 6 4 朝4 4 及朝5 0 等区块 面积5 7 3 k m 2 地质储量3 5 5 1 i 0 4 t 基质渗透率大于 1 5xi 0 um 2 原油流度大于1 1 0 3um 2 m p a s 原始含油饱和度5 9 普遍发育东西向裂 缝 裂缝密度0 1 3 条 m 裂逢与基质渗透率比值为1 0 3 0 倍 目前大部分地区采用3 0 0 m 井距线性注水 井网密度1 1 1c j k m 2 朝阳沟油田区块分类见表2 3 表2 3 朝阳沟油田区块分类 类别 序号项目 1 水驱储量控制程度 7 06 0 7 0 6 0 2 水驱储量动用程度 5 03 0 5 0 3 0 3 储采比 2 0 4 老井措施有效率 7 06 0 一7 0 6 0 5 配注合格宰 6 55 5 6 5 1 5 01 0 1 55 1 03 52 3l 20 5 1 一类区块 6 389 91 573 81 51 83 5 1 5 04 5 7 二类区块 1 211 243 9 11 359 08 05 95 1 1 5 07 8 4 三类区块 5 o2 24 21 01 3 91 4 75 0 0 5 13 3 9 合计 2 5 89 52 489 97 87 61 461 5 9 0 根据低渗透油藏非达西渗流方程 结合已开发区块动态资料 求得不同渗透率储层的 极限井距 油井产液量为零时的注采井距 结果表明当渗透率为3 1 0 1u 抒时 极限井 距为3 0 0 m 二类区块平均空气渗透率在5 1 5 1 0 1 um 2 之间 说明宏观上3 0 0 m 井距可以 建立起驱动体系 但根据岩心分析资料统计 渗透率在0 5 5 0 x 1 0 3 um 2 的样品占总样 品数的3 6 4 相当有效厚度和储量的1 3 以上 也说明微观上部分渗透率低的储层在3 0 0 m 井距条件下未能建立起驱动体系 这部分储量未得到动用 由此可见 二类区块储层动 用状况较差 产液能力较低 单井日产液仅为1 5 t 左右 3 油水井生产能力低 实际水驱动用程度差 井网是否适应除取决于开发过程中油水独立运动单元的大小 还取决于单元的几何形 状 即布井方式 反九点井网油水井数比为3 l 油井单向受效多 水驱控制程度低 储量动用差 大部分区块水驱控制程度5 0 6 0 单向水驱储量比例大 占总水驱储量的 6 1 o 二向及以上动用较好的储量只占水驱动用储量的4 0 左右 由于区块油层物性 原油物性差 采油井基本依靠弹性能量开采 所以随着油田的开 发时间的延长 表现为油水井的供液能力 吸水能力逐年降低 二类区块采油指数一般为 0 3 o 4 1 t d m p a 吸水指数为1 0 2 0 m 3 d m p a 与一类区块的3 0 6 0m 3 d m p a 相比 相差很多 部分注水井日吸水量为3 5m a d 由于井距较大 油层吸水状况也逐年变差 连通层吸水厚度百分数由注水初期的7 6 5 下降到加密前的5 8 6 4 井网方向与裂缝不匹配 朝阳沟油田二类区块虽然普遍发育裂缝 但受到断层及构造的影响 裂缝发育方向有 较大的变化 位于朝阳沟背斜东翼的朝卜朝气3 朝5 5 朝5 2 2 等区块裂缝方向与一类 区块一样 为近东西向 n e 8 5 井排与裂缝夹角为2 2 5 位于朝阳沟背斜西翼的翻 大庆石油学院硕士研究生学位论文 身屯地区裂缝方向则为近南北向 n e i o 即井排方向与裂缝方向夹角为5 2 5 随着开发时间延长 油井见水表现多向性 导致含水上升和产量递减速度加快 调 整难度加大 年平均含水由9 9 年的7 3 上升到2 0 0 2 年的1 8 7 2 0 0 3 年为2 6 3 自然 递减率由9 9 年的一0 3 9 上升到2 0 0 2 年的1 5 5 2 0 0 4 年为1 8 9 由此可看出裂缝与井 排方向的不匹配是影响区块开发效果的重要因素 朝卜5 5 区块 翻身屯地区与朝5 区块 同期见水井对比见表2 5 表2 5 朝1 5 5 区块 翻身屯地区与朝5 区块同期见水井对比 8 0 合计 方向区块 口 口 口 口 口 口 朝53 13 651 8 注水井排 翻身屯85 22 l1 8 朝卜5 5 9479 23 l 朝5 51 6 油井排 翻身屯 l o 6 l 2l2 0 朝1 5 5 74ll1 1 4 朝54l5 角向翻身屯 644321 9 朝卜5 51 03 4 722 6 朝51 233652 9 合计翻身屯 2 41 577 45 7 朝1 5 5 2 61 11 21 757 i 7 第3 章二类区块井网适应性研究及加密技术经济界限确定 第3 章二类区块井网适应 生研究及加密技术经济界限确定 由于二类区块采油速度低 平均为0 7 平均单井产量只有i 1 t d 其中产量小于 1 o t 的井数达4 3 1 口 低效井逐年增多 因此 1 9 9 9 年开始 先后在朝5 5 朝卜朝气3 朝5 2 2 等区块开展了加密试验 取得了显著效果 逐渐探索出一套适合朝阳沟油l i t 类区 块的加密调整技术 3 1 加密技术界限的确定 3 1 1 水驱控制程度与井距的关系 由于油层中的油砂体不是连续分布的 因此 在一定井网密度条件下 注水方式不同 油井与水井的多向连通程度也不同 即不同的注水方式将直接影响到井网的水驱控制程 度 根据已有研究成果 水驱控制程度与注采井距关系式 瓦 1 一 i f j p l 一 生bl 3 一1 ly 占 d 式中 s 采注井数比 口 系数 对某一具体区块为常数 c 含油砂体面积中值 l i i l2 d 注采井距 k m n 系数 取1 5 c 占 与注采井数比有关的校正系数 占 o 13 5 e 2 0 5 4 e 1 4 0 5 根据朝阳沟油田二类区块砂体分布统计数据 二类区块加密前3 0 0 m 井距条件下 平 均水驱控制程度为6 5 2 拟合参数a c o 4 0 2 应用式 3 1 计算不同井距下水驱控制 程度 见表3 1 3 1 2 水驱采收率与井距的关系 低渗透油藏存在启动压力 且启动压力大小与油层渗透率成反比关系 只有当驱动 压差高于启动压力时 这部分水驱控制储量才能够有效动用 因此 引入 有效驱动系数 将有效驱动系数7 7 定义为能够克服启动压力梯度有效动用的那部分水驱控制储量占总水 驱储量的百分数 根据室内实验 启动压力梯度与渗透率的关系 兄 t o 4 4 8 1 k 9 9 5 8 3 2 式中 五 启动压力梯度 m p a m k 渗透率 i i l d 大庆石油学院硕士研究生学位论文 昱 鹄 棼 r 出 幅 埋 l 51 0l52 02 5 渗透率 m d 图3 i启动压力梯度与渗透率关系曲线 f i g 3 1r e l a t i o nc u r v eb e t w e e np r e s s u r eg r a d i e n ta n dp e r m e a b i l i t y 油田注水开发过程中 只有当驱动压力梯度大于油层启动压力梯度时 即 p 一p 叮 d a t 油层中的油才开始流动 因此 注采井距为d 时 能够有效动用油 层的渗透率下限 为 k 下 0 4 4 8 1 o 一p 订 a 1 4 3 3 根据储量与渗透率分级对应关系统计数据 3 2 则有效驱动系数 o 为 1 1 一f k v 1 9 0 舯 7 0 二 蠡5 0 彘 2 4 0 奠 3 0 1 0 作出储量分布概率统计曲线f k 见图 3 4 一 7 7 a f 02 557 51 01 251 51 75 2 0 2 252 52 75 3 253 s 灌诗率 曲 图3 2 储量分布概率统计曲线 f i g 3 2r e s e r v e sd i s t r i b u t i o nc u r v e 考虑启动压力存在 水驱采收率与井距的关系 2 2 l r r o r 1 一e t e x p a c s 妒 s d 6 3 5 9 耋 呲 嘶 眦 第3 章二类区块井网适应性研究及加密技术经济界限确定 式中 r 驱油效率 为0 3 8 b 待定系数 为0 7 5 根据公式 3 3 3 0 0 m 井距条件下 注采压差大约为2 2 m p a 左右 能够有效动用油 层的渗透率下限为6 1 1 0 3 um 2 从图3 2 中可知 在此渗透率以上的储量占5 5 左右 如果井距缩小为2 1 0 m 同样的注采压差下 能够有效动用油层的渗透率下限为4 3 1 0 3 um 2 根据图3 2 在此渗透率以上的储量占7 0 左右 有效动用程度提高1 5 左右 表3 1 二类区块水驱采收率与井距 井网密度关系数据 井距 m 3 0 02 5 02 1 01 5 01 0 0 井网密度 w e l l k i n 1 1 11 602 274 44 1 0 0 水驱控制程度 6 5 27 6 58 3 49 3 1 9 8 5 动用油层渗透率下限 m i d 6l51 4 33120 有效驱动系数 0 5 5o6 20 7 0 0 7 50 8 5 水驱动用程度 3 7 04 74 5 8 46 9 88 37 水驱采收率 1 802 1 72 5 32 9 0 3 3 3 薄荷台地区小井距加密实验表明实际情况与理论计算结果基本相符 该区加密油井 l l 口 渗透率大于6 0 m d 的有7 口井 其中与老水井距离1 5 0 2 4 0 m 共有3 口井 投产 初期平均单井日产液4 2 t 目前平均单井日产液5 7 t 3 0 0 3 5 0 m 有4 口 产量水平较 低 平均单并日产油1 0 t 说明渗透率大于6 0 1 0 3 u 一在距注水井2 0 0 m 左右可以见到 较好注水效果 加密区不同渗透率油井生产情况统计见表3 2 表3 2 加密区不同渗透率油井生产情况统计 距老注水井井数有效厚 投产初期目前 渗透率分类 日产液日产油含水采油强度日产液 日产油采油强度 距离 口 度 m 含水 t t t d m t t t d m 1 5 0 2 4 031 214 23 71 1 10 3573 53 9 00 2 9 大于6 m d 3 0 0 3 5 041 1 131 93 6 40 1 71 41 03 1 60 0 9 3 6 m d1 5 0 2 4 0 2 1 1 2 2 3 226 50 1 94 11 27 2 00 1 1 小于3 m 1 1 0 6 1 5 0 2 1 8 06 0630300 渗透率3 6 1 0 3 u1 1 1 2 的主要有2 口井 投产初期平均单井日产液2 3 t 目前平均单 井日产液4 1 t 在距注水井1 5 0 2 0 0 m 可以见到注水效果 单层射孔试验 渗透率小于3 1 0 3 um 2 有2 口井 距注水井为1 0 6 m 1 5 0 m 初期平均单井日产液 油 0 6 t 目前不 产液 注水井对应层加密前后也一直不吸水 综上所述 技术上要求水驱控制程度达到7 5 以上 水驱采收率达到2 5 以上 有效 驱动系数达到0 7 以上的适合井网密度2 2 7 4 4 4 w e l l k m 2 井距1 5 0 2 1 0 m 动用油层 l o 大庆石油学院硕士研究生学位论文 渗透率下限可下降到3 4 x1 0 3 i am 2 水驱储量动用程度5 8 4 6 9 8 3 2 加密经济界限的确定 3 2 1 单井日产油经济极限的确定 1 不考虑折旧情况下单井平均日产油经济极限 即关井界限 机采井的经济极限产量就是单位时间内原油的纯收入恰好等于抽油机的操作费用 这 时的单井日产量就是机采井的经济极限产量啪3 即 r q m j 3 6 式中 q 经济极限产量 t d c 单井日操作费 y d p 原油价格 y t 吨油税费 y t 抽油机日操作成本为6 0 0 y d 计算不同油价时的机采井经济极限产量 见表3 3 表3 3 不同油价下时机采井经济极限产量 关井界限 t a b l e 3 3e c o n o m i cl i m i tp r o d u c t i o nr a t eo f o i lw e l l si nc o n d i t i o no f d i f f e r e n t 油价 u s d f o b l 3 0 2 82 62 42 2 2 0 极限产量 t d 03 303 50 3 8 04 l0 4 505 0 2 单井初期平均日产油量极限 原测算单井初期平均日产油量极限公式 为3 7 计算结果见表3 4 一 0 0 3 6 5 等rdo瑞r g貉o 0 d 净 o 一 一 7 式中 平均一1 3 井的钻井投资 包括射孔 压裂等 1 0 4 y w e l l 平均一1 3 井的地面建设 包括系统工程和矿建等 1 0 y w e l l r 投资贷款利率 小数 r 开发评价年限 口 油井系数 即油水井总数与油井数的比值 小数 采油时率 小数 矾 原油商品率 小数 只 原油销售价格 y d o 0 3 6 5 年时间单位换算 d 油田年综合递减率 小数 o 吨油操作成本 y d 第3 章二类区块井网适应性研究及加密技术经济界限确定 表3 4 初期单井平均日产油量极限 油价 u s d b b l 3 0z 8 2 6 2 42 22 0 极限产量 t d i 0 91 2 01 3 41 5 l17 2 2 0 2 该式中o 为吨油操作成本 其总操作成本看成了产量q 与吨油操作成本o 的乘积 显然产量越高 总操作成本成倍增加 显然与实际情况不符 由于外围油田老区加密时 地面站 间 路等已基本完善 系统负荷能够满足增加产量的要求 操作成本并不是随产 量增加而成倍增加 操作成本主要增加在吨油税费上 因此计算公式调整为下式 把操作 成本分成2 项 c 单井日操作费及 吨油税费 修改后单井初期平均日产油量极限计算公式 删为3 8 计算结果见表3 5 q 刍2 1 1 墨2 11 壁 鱼 竺f 3 一r 1 o 0 3 6 5 r o d t p o 一 1 一d 7 7 2 7 表3 5 初期单井平均日产油量极限 油价 u s d b b l 3 02 82 62 42 22 0 极限产量 t d 1 2 01 2 9i 3 91 5 l1 6 41 8 l 单井平均日产油量极限计算公式 3 9 计算结果见表3 6 坠糍筹篙筹半 净 表3 6 单井平均日产油量极限 油价 u s d b b l 3 02 82 62 42 22 0 极限产量 t d 0 7 90 8 6o9 20 9 91 0 81 1 9 3 2 2 单并控制可采储量经济极限的确定 单井控制可采储量的经济极限主要是根据所定的平均单井日产油量的经济极限计算 得出 见式3 1 0 计算结果见表3 7 3 1 0 式中 形一开发评价年限内可采储量采出程度 小数 取0 5 表3 7 单井控制可采储量下限 油价 1 j s d b b l 3 02 62 62 42 22 0 可采储量下限 t 3 9 2 l4 2 0 54 5 2 54 9 0 25 3 5 05 8 9 8 地质储量下限 t 1 5 6 8 4 1 6 8 2 0 i 8 1 0 01 9 6 0 82 1 4 0 0 2 3 5 9 2 大庆石油学院硕士研究生学位论文 3 2 3 合理井网密度经济极限的确定 由公式 3 5 可以看到 随着井网的加密 原油最终采收率增加 也就是总的产出 增加 但是另一方面 随着井网加密 开发油田的总投资也是增加的 也就是总的投入增 加 当总的产出减去总的投入达到最大值时 经济效益最佳 这时所对应的井网密度 就 是合理的井网密度 当总的产出等于总的投入时 也就是总的利润等于零时 所对应的井 网密度是极限井网密度 由公式 3 5 得 原油销售纯收入o 1 l z n r o r j 1 一s2 e x p a c y 譬 d 6 只一只 3 1 1 n 1 0 6 f h 妒 1 一s 吃 凡 3 1 2 式中 p 原油价格 y t 以 原油成本 y t n 油田地质储量 t 油田面积 k m 2 平均有效厚度 m 孔隙度 小数 s 束缚水饱和度 小数 皖 原始地层油体积系数 小数 p 地面原油密度 t m 3 油田的总投资额m 可近似看作与井数成正比 m b 3 1 3 式中 m 油田的总投资额 y 总井数 w e i l b 平均每口井的投资额 w e l1 k m 2 仃 f i d 2 3 1 4 m f i d2 b 3 1 5 总收入扣除总投资额后 得到纯收入 z p 1 0 6 h t 1 一j w b o p r o 叩 1 一占i 脚 口c d 6 p 一只 一f b i d 2 3 1 6 根据朝阳沟油田二类区块油层静态资料 将公式 3 1 6 中所涉及到的参数列于表 3 8 表3 8 基本参数 t a b l e 3 8b a s i cp a r a m e t e r s 由 m 巾靠尻 p t 寸 b 1 0 y u a n p y u a n 1 0 20 1 60 5 01 0 8 80 8 71 6 0 05 0 0 将3 8 中的参数数据代入式 3 1 6 得 3 第3 章二类区块井网适应性研究及加密技术经济界限确定 z 1 0 4 f h 9 0 9 r o 刁 1 一占i 脚 日c 妙 s d 6 只一5 0 0 一f 1 6 0 1 0 4 d 2 3 1 8 当z 达到最大值时 即 堡 o 崩 由于式 3 1 7 中包含d 的项较多 求导后将会得到关于d 的多次方程 不易求解 故 本文采取试算法 取多个d 进行求解 将得到的收入绘制成曲线 找出最大值 所对应的d 就是该区块的合理井距 见图3 3 舢 5 0 0 0 浪3 0 0 0 k 蝈1 0 0 0 珏 史 蓬一1 0 0 0 d 盛 一3 0 0 0 5 0 0 0 厂 7 5 0 广 井距 m 图3 3 不同井距的净收益 原油价格为2 0 美元 h 油层厚度为1 0 m f i g 3 3 n e t i n c o m e o f d i f f e r e n t w e l ls p a c e c r u d e o i l p r i c e s 2 0 t h i c k n e s so f o i ll a y e r l o m 由公式 3 1 6 可以看出 影响合理井距和井网密度的主要参数有 单储系数 1 0 6 妒 1 一s b p 油层有效厚度和原油销售纯收入 只一只 对于朝阳沟油田 二类区块单储系数变化不大 不同区块油层有效厚度有所差别 变化范围在8 1 2 m 另一 个主要影响因素是原油价格p 它随市场变化波动较大 原油成本在不同开发阶段也将 发生变化 因此 本论文分别计算了不同有效厚度和原油价格条件下合理井距和合理井网 密度 见表3 9 表3 9 不同油层厚度和原油价格下的合理井距和合理井网密度 油层厚度 原油价格油价 g s g h b l 2 02 22 42 62 83 0 合理井距 m 2 2 02 2 02 1 02 1 02 1 0 1 9 0 8 m 井网密度 w e l l k m 2 2 072 072 2 72 2 72 2 7 2 7 7 合理井距 m 2 1 02 1 0 1 9 0 1 9 0 1 9 01 9 0 1 0 m 井网密度 w e l1 k s 2 2 2 72 272 772 7 72 7 72 7 7 合理井距 m 1 9 01 9 01 9 01 7 51 7 5 1 7 5 1 2 5 井网密度 w e l l k 一 2 7 72 772 7 73 2 73 2 7 3 27 堕 油 井 为 效 第4 章二类区块井网加密方式数值模拟研究 第4 章二类区块井网加密方式数值模拟研究 二类区块原井网分两种情况 一是朝5 5 区块 井排与裂缝夹角为2 2 5 二是翻身 屯地区 井排与裂缝夹角为5 2 5 为了使井网加密后基本形成线性注水 对于裂缝与井 排方向成2 2 5 的情况 确定了 3 2 1 的加密方式 对于裂缝与井排方向成5 2 5 的情况 采用 三角形重心加密 水井排偏移1 0 6 米 的加密方式 4 1 朝5 5 区块加密方式数值模拟评价 4 1 1 开发概况 朝5 5 区块1 9 9 3 年投产 根据实际情况 选择从朝6 2 1 3 8 井到朝7 1 1 3 5 井范围内的 3 8 口油水井作为模拟研究对象 其中油井2 5 口 水井1 3 口 模拟区块地质储量8 6 4 万 吨 原始地层压力8 5 m p a 饱和压力7 0 4 m p a 原始含油饱和度5 1 孔隙度1 6 渗透率 1 2 7 m d 该区块1 9 9 9 年 进行了加密试验 为了分析评价加密效果 确定加密方式的可 行性 对该区块开展了数值模拟研究 4 1 2 地质模型的建立 根据模拟的实际需要 首先应用p e t r e l 软件进行精细地质模型建立 考虑到模拟区 块的实际情况 选择了从f 1 2 1 到f 2 5 3 的2 0 个小层作为目的层 形成模拟区块的几何模型 和属性模型 然后进行网格粗化处理 模拟区块x 方向划分2 7 个网格 y 方向划分3 9 个 网格 z 方向划分2 0 个网格 节点数2 1 0 6 0 个 最终形成数值模拟所需要的地质模型 见图4 1 图4 1 三维地质模型 f i g 4 13 dg e o l o g i c a lm o d e l 4 1 3 历史拟合 历史拟合是模拟研究的一个十分重要的环节 它是预测油田开发动态的基础 为了获得一组油藏参数 如渗透率 孔隙度 相对渗透率 使得模拟模型计算的历史 1 6 大庆石油学院硕士研究生学位论文 动态与实际的动态一致 或相接近 这种方法称为历史拟合 换言之 历史拟合就是运 用历史动态 已知的 反求油藏特性参数 未知的 的 反问题 历史拟合是一个相当 复杂的工作 历史拟合的过程需要消耗很多人力和机时 它常常占用了模拟研究的人力和 机时获得高质量的历史拟合 必须懂得历史拟合的准则 讲究处理实际问题的方法和技巧 需要应用渗流力学 油藏模拟 油层物理 油藏工程等有关方面的理论知识 以及积累丰 富的油田地质 油田开发等有关方面的知识和经验 1 地质储量拟合 历史拟合的第一步是进行地质储量拟合 各节点的有效厚度和孔隙度值由井点数据插 值得到 根据插值后的有效厚度场和孔隙度场计算得到的储量一般与标定的地质储量不符 合 必须按照标定的地质储量 修正节点有效厚度或孔隙度 校准地质储量 模拟区实际 地质储量为8 6 4 x1 0 t 拟合地质储量为9 0 1x1 0 t 相对误差为4 3 2 压力拟合 在上述历史拟合满足精度下 采取以下方法拟合单井 及模拟区油层压力 修改渗透率改变渗流方向 从而改变油层压力 先拟合压力水平 后拟合压力形式 压力水平不同时 主要调整总压缩系数和孔 隙体积 当压力形式不同时 修正渗透率 渗透率的修改 渗透率大小的修改 修改渗透率要与沉积特征联系起来 在拟合分层产液量和水淹程 度时 如发现某区块与实际差别较大 可对其水平渗透率扩大或缩小若干倍 拟合单井压 力修改渗透率 往往要求k x k y 同时修改 上下所有油层特别是产层同时修改 这样做 不会破坏平面和层间关系 对含水拟合不会造成影响 关于渗透率方向的修改 具有河道沉积特征的模型 往往渗透率方向性较明显 顺河 道方向 渗透率高 垂直河道方向渗透率低 如果河道方向是东西方向的 即x 方向的 一般是k x 高于k y 如果油层中存在高渗透条带或自然裂缝 或者是注水诱发裂缝或压裂 产生的裂缝 当静动态矛盾时 可使用渗透率方向的修改办法 当油井的见水或含水上升 特别快或慢 计算的值与实际的值差别很大时 往往需要修改方向渗透率 而且修改个别 层或很少一部分分层的方向渗透率 这种方法对油井含水 压力都产生影响 一般在早期 使用 修改注水井井指数 地层压力主要是受注水井注水压力 油井产液量和地层渗滤阻 力的影响 前两者在历史拟合中假定是指定的 因此压力拟合就靠修改地层渗滤阻力来实 现 井指数是地层渗滤阻力的一部分 修改井指数相当于修改注水井附近的压力降 因而 改变油层压力水平 这种方法对拟合全区很有效 对单井不够灵敏 在拟合压力时 主要调整参数为传导率和地层系数 在有压裂增产 增注措施的井点 增大了压裂层位的地层系数 模拟区原始地层压力为8 5 0 m p a 拟合结束后地层压力为 8 7 8 m p a 见图4 2 单井压力历史拟合平均绝对误差0 5 m p a 能够满足开发指标预测的 要求 第4 章二类区块井网加密方式数值模拟研究 一 左 图4 2 地层压力拟合曲线 f i g4 2f o r m a t i o np r e s s u r ec u r v e 3 含水率拟合 含水拟合是一个比较复杂的过程 并且它对压力也有一定的影响 当含水拟合完成以 后 要重新拟合压力 经过多次反复地压力与含水拟合 才能达到比较满意的效果 全区 含水被单井含水所限制 拟合单井含水是含水拟合的第一步 拟合单井含水时 首先要考 虑实际的见水层位 来水方向和水的推进速度三个问题 这就分别涉及到井点渗透率 井 间渗透率和油水相对渗透率曲线的调整与修改 含水拟合过程中主要是调整了相对渗透率 曲线 这是因为 相对渗透率曲线是在一小块均匀岩心上用压力驱替法室内测量得到的 而实际油田是由多个油层组合而成 层间 平面上非均质性十分严重 所以室内实验得到 的油水相对渗透率曲线代表性较差 在拟合含水时 要以实验曲线为基础 根据油井的含 水率变化进行修正 拟合到2 0 0 4 年1 0 月 实际模拟区综合含水率为2 4 1 拟合综合含 水率为2 5 1 绝对误差为4 6 见图4 3 部分单井含水率和综合含水率见图4 4图 4 7 f i g 4 3c o m p r e h e n s i v ew a t e r c u tc u r v e aij lil 大庆石油学院硕士研究生学位论文 图4 1 朝6 4 13