井网井距设计.ppt

井网井距设计 进行油藏开发设计 井网和井距是其中一个很重要的内容 井网和井距选择恰当 就能以较少的投入获取最好的开发效果和最优的经济效益 因此 井网和井距的设计 是一个需要反复对比研究的重要问题 一 开发井网类型油藏的平面分布有大有小 含油面积小者几km2 中等的几十km2 大者几百上千km2 显然 开发这样的油藏一般都要钻很多口采油井和注入井 因此 怎样用较少的井数 来获取较高的采油速度与尽可能高的采收率 就成为油藏井网布置的主要课题 这就是开发井网设计问题 开发井网类型 1 衰竭式开发的井网类型对于不需补充能量进行开发的油藏 只能依靠原始能量进行衰竭式开采 不需要设计注入井 所有的钻井都用于采油 因此勿需考虑注采井点的配置 其井网设计比较简单 它一般采用两种井网类型 方形井网 全部钻井采用正方形井网等间距布置 图4 4 1 交错井网 全部钻井采用三角形井网等间距布置 图4 4 2 图4 4 1方形井网示意图 左 图4 4 2交错井网示意图 右 开发井网类型 如果某油藏具相当程度的渗透率方向性 需要井网布置做适当考虑时 可将上述井网在渗透率最大的方向上做适当拉长或在渗透率最小的方向上做适当缩小 呈矩形井网或不等边的交错井网即可 开发井网类型 2 注水开发井网类型需要注水或注入其它介质实施驱替开发的油藏 就需要考虑注采井点的平面配置 因而其井网设计就比较复杂多样 这就存在一个注采井网类型问题 常说的开发井网类型 就是指这种注采井网的配置类型 以注水为例 注其它介质类似 其井网布置也称为注水方式 国内外油田的注采井网或注水方式可以划分为三种类型 边缘注水 边内切割注水和面积注水 开发井网类型 1 边缘注水注水井环绕于油藏四周的含油边缘一带 采油井全部位于注水井排以内 这样的注采井网布置称边缘注水 图4 4 3 开发井网类型 边缘注水只适宜于油藏构造比较完整 油层平面连通性与渗透性均好且含油面积较小的油藏 边缘注水的优点在于油水关系比较简单 油藏边部不易形成大片的死油区 边缘注水的缺点主要在于油井见效不均 因为这样的井网一般会使采油井形成一线井 二线井 三线井甚至四线井的差别 导致一线井见效快但水淹也快 二线井见效既慢又弱 三线井长期难于见效 从而导致油藏采油速度不高 开发时间拖长 经济效益变差 开发井网类型 国内外有少量小油藏曾采用边缘注水井网开发 但效果大多不好 这些油藏在开发的中后期大都采取了井网调整的补救措施 在油藏内部适当增加点状注水井点 以解决油藏中心部位的采油井长期难于注水见效的平面矛盾 例如我国内蒙的阿北安山岩油藏 含油面积4 5km2 于1989年投入开发 初期采用边缘注水井网进行开发 之后于1991年5月逐步增加内部注水井点 逐渐调整为边外加内部点状注水井网 开发效果大为改观 开发井网类型 有人将边缘注水井网细分为边外注水 缘上注水与缘内注水三种形式 这种细分意义不大 尤其是 缘上注水 很难与缘外与缘内相区分 因为油藏边缘并非一条明确的线条 相差半个井距是常有的事 而且 在边缘注水井网中 注水井全为边外井或全为边内井的情况也很少见 比较多见的是既有边外注水井点 也有缘内注水井点 因而统称为边缘注水是合适的 没有必要区分缘外 缘上与缘内 开发井网类型 2 边内切割注水所谓边内切割注水 是指对于含油面积较大的油藏用注水井排将其分割为若干部分进行注水开发 边内切割注水可进一步划分为行列切割注水与环状切割注水 行列切割井网是将注水井布置成直线井排对油藏进行切割 通常在两排注水井之间夹2 3排采油井 图4 4 4 环状切割井网是在油藏内部利用注水井对油藏进行环状分割 通常将油藏分割成外环与内圆两部分进行开发 图4 4 5 图4 4 4行列切割井网 左 图4 4 5环状切割井网 右 开发井网类型 边内切割注水比较适应油藏面积大 构造比较完整 油层性质比较稳定 而且渗透率比较高的油藏 边内切割注水的优点是地下油水分布关系比较简单 而且行列切割注水还可以比较好地解决油藏渗透率方向性问题 将行列注水井排布置成与渗透率最大的方向平行 迫使注入水向渗透率最小的方向推进 以控制水窜 提高驱油效率 开发井网类型 边内切割注水的缺点是油井见效不均匀 油藏采油速度不高 对严重非均质的油藏适应性较差 从而导致经济效益不高 对边内切割井网的补救措施一般是在切割区内部增加点状注水井点 以解决远离注水井排的二线 三线油井长期难于注水见效的问题 图4 4 6 我国大庆油田早期的开发井网都是采用的行列切割注水井网 但由于油井见效不均 水驱效果较差 以后都陆续调整为行列加点状和面积井网 图4 4 6行列井网调整为行列加点状井网示意图 开发井网类型 3 面积注水注水井与采油井均匀分布在整个含油面积内部 形成面积注水井网 面积注水井网能够适应各种地质条件的油藏 尤其对平面非均质性严重的油藏是最好的选择 面积注水井网的优点是油井见效快 油藏注水开采的采油速度高 开发效益好 因此 面积注水井网已广泛应用于各种类型的油藏 开发井网类型 3 面积注水井网的主要类型面积注水不同于其它几种注水方式 面积注水是在整个含油面积或整个开发区内均匀地布置注水井点 注水井与采油井相间分布在整个开发区含油面积上 1口注水井同时影响周围几口采油井 而每口采油井又同时在几个方向上受注水影响 面积注水井网实质上是把整个油藏分割成以井组为单位的更小的开发单元 每个井组由1口注水井和周围主要受它影响的几口采油井组成 也就是说 井组是面积井网的最基本的开发单元 面积注水井网是由许多井组组成的一种均匀井网 按照注水井与周围采油井的平面配置关系 常见的面积注水井网有四点 五点 七点 九点等四种井网类型 开发井网类型 1 四点井网注水井布置在正三角形的中心 周围3口采油井位于正三角形的3个顶点 这样的面积注水井网就称为四点井网 图4 4 7 在四点井网中 每口注水井影响周围3口采油井 每口采油井则受周围6口注水井影响 在这种井网中 注水井井数与采油井井数之比为2 1 即注水井数比采油井数多1倍 因而每口注水井承担的注水量任务比较轻 这样就可以使注入水推进变得比较平缓 有利于提高油藏波及体积与驱油效率 图4 4 7四点井网示意图 开发井网类型 四点井网的缺点是注水井数太多 导致生产成本较高 这就限制了这种井网的使用 一般来说 四点井网可以用于一些裂缝发育 但裂缝方向性不明显 注水水窜严重的油藏 这种油藏由于裂缝发育导致水窜严重 不得不实行多井少注 以减少单井日注水量来降低水窜危害 此外 四点井网有时也用在一些含油面积狭窄 井网回旋余地不大的窄条状油藏 图4 4 8 图4 4 8四点井网用于窄条状油藏示意图 开发井网类型 2 五点井网注水井布置在正方形的中心 周围4口采油井位于正方形的4个顶点 这样的面积注水井网就称为五点井网 图4 4 9 在五点井网中 每口注水井影响周围4口采油井 每口采油井则受周围4口注水井影响 在这种井网中 注水井井数与采油井井数之比为1 1 因而每口注水井承担的注水量任务比较适中 在平衡注采的情况下 每口注水井的日注水量接近于每口采油井的平均日采出量 这样就可以使注入水推进速度比较适中 使油藏注入水波及体积与驱油效率有一定改善 由于五点井网的注采井数比比较适中 其水驱效果也不错 因而在油藏开发中得到较多的采用 开发井网类型 3 七点井网注水井布置在正六边形的中心 周围6口采油井位于正六边形的6个顶点 这样的面积注水井网就称为七点井网 图4 4 10 在七点井网中 每口注水井影响周围6口采油井 而每口采油井又受周围3口注水井影响 在这种井网中 注水井井数与采油井井数之比为1 2 即每口注水井平均承担两口采油井的注水量任务 这样的注水量任务当然比四点井网与五点井网的注水井承担的任务重 但对非均质性较弱的油层来说 还是比较正常 可以接受的 由于七点井网的注水井数较少 采油井点较多 这就使生产成本较省 这种井网对于一些裂缝不发育 注水水窜不严重的具中等以上渗透率的油藏比较适用 因而在油藏开发生产中也有比较广泛的应用 图4 4 9五点井网示意图 左 图4 4 10七点井网示意图 右 开发井网类型 4 九点井网注水井布置在正方形的中心 周围8口采油井位于正方形的4个顶点与四条边的中心点上 这样的面积注水井网就称为七点井网 图4 4 11 在九点井网中 每口注水井影响周围8口采油井 这8口采油井有边井与角井之分 4口位于正方形四条边中点的采油井称边井 另外4口位于正方形四个顶点的采油井称为角井 角井的注采井距是边井的注采井距的1 4倍 每口边井受周围2口注水井的影响 而每口角井则受周围4口注水井的影响 在这种井网中 注水井井数与采油井井数之比为1 3 即每口注水井平均承担3口采油井的注水量任务 这样的注水量任务当然较重 但对中等以上渗透率的砂岩油层来说 1口注水井平均承担3口采油井的注水量任务还是可以的 图4 4 11九点井网示意图 开发井网类型 九点井网注水井数较少 每口注水井承担的注水任务较重是主要的缺点 与其它井网比较九点井网有一个突出的优点 即这种井网可以在井数不增加的情况下比较容易地调整为五点井网 图4 4 12 这就比较适于油层内部非均质性比较严重 并且这种非均质性一时又不易把握清楚的油藏 这种油藏在开发初期选择井网时采用九点井网 可以在油藏投入开发一段时间以后 各种矛盾有一定暴露的情况下进行注采井网调整 增加注水井点而调整为九点与五点的混合井网或全部调整为五点井网 从而既适应油藏具体的非均质性地质条件 又满足油藏开发生产的具体要求 图4 4 12九点井网调整为五点井网示意图 开发井网类型 九点井网在我国的油田开发中应用最多 原因在于开发早期注水量不需要太高 1 3的注采井数比已可满足 到中 后期由于含水上升需要提高采液量并增加注水量时 可以比较容易地将九点井网调整为注采井数比1 1的五点井网 5 关于面积井网 正 反 的区别面积注水井网有 正 和 反 的区别 采油井位于井组中心 周围环绕注水井的井网称为 正x点井网 而注水井位于井组中心 采油井围绕四周的井网称为 反x点井网 开发井网类型 在实际应用中 大多采用以注水井为中心的 反x点井网 而很少采用以采油井为中心的 正x点井网 因此认为 这种 正 反 的区别及相应的类别划分实际意义不大 徒增烦琐 据此 我们主张油田广泛采用的以注水井位于井组中心的井网一律称为 x点井网 即省略掉 反 字 而只在特别需要时 才涉及以采油井为中心的 正x点井网 也就是说 我们所指的 x点井网 均为以注水井为中心的 反x点井网 只有在 x点井网 前加上 正 字时 才是特指以采油井为中心的 正x点井网 二 井网设计 1 井网设计的基本考虑在选择注采井网时 一般需要考虑以下几个问题 1 油层吸水能力的高低或油层渗透性的大小 据此决定注采井数比的高低 如果油层吸水差 则应考虑增加注采井数比以满足油藏的注水需求 因而选用注采井数比较高的五点井网 注采井数比1 1 如果油层吸水好 则可考虑采用注采井数比较低的七点甚至九点井网 井网设计 2 油藏非均质程度和开发设计时的认识水平如果油藏非均质性不强 开发设计时对油藏的认识程度已经较高 则开发设计时井网可以一次敲定 开发过程中可以不考虑大的井网变换 但若油藏非均质性较强 或者地质认识尚不十分清楚时 井网选择应留有余地 以待后来进行变换调整 这时一般应选择活动余地较大的九点井网或五点井网 因为九点井网在开发过程中不需钻井就可方便地调整为五点井网 使原角井井距缩小 使注采井数比由1 3增加到1 1 见图4 4 12 五点井网也可以经过加密将井距调整为原来井距的0 71倍的同样井网 仍为五点井网 见图4 4 13 图4 4 13五点井网加密调整示意图 井网设计 2 合理井网选择关于合理井网的选择 我国学者和大庆油田在这方面做过不少工作 我国学者童宪章研究了保持注采平衡的问题 他提出 当井网系数 即以油井为中心的正点法井网的 值在4 9之间时 最优井网系数与产液吸水指数比的关系如图4 4 14所示 图4 4 14最优井网系数与产液 吸水指数比关系图 井网设计 由图4 4 14得到 油藏产液指数 油藏吸水指数油水井数比为 井网设计 大庆油田研究院通过研究指出 当开发总井数和注采压差一定 即在注水井和生产井的流压一定的条件下 最高产液量的最佳油水井数比为 井网设计 注水开发油田的产液指数和吸水指数随着开采过程中含水饱和度的变化而变化 而且随着岩石和流体物性的不同而有各种变化类型 因此 在注水开发的不同阶段和不同含水期 要对注采井网的适应性进行分析 必要时应进行调整 三 井距设计 在油藏开发设计中 在井网选定以后 紧接着就要确定合理的开发井距 或者说合理的井网密度 井距或井网密度的大小 不仅关系到油田开发投资的大小及采油成本的高低 而且关系到采油速度与采收率的高低 关系到油田的开发经济效益 它是油田开发设计的重大问题 所谓井距 是指井与井之间的距离 所谓开发井距 是指开发井之间 尤其注水井与采油井之间 的距离 所谓井网密度 是指单位面积所拥有的井数 井距设计 对于油藏开发来说 井网越密 即井距越小 则出油井点越多 采油强度与采油速度就越高 而且开发结束时留下的死油区就越小 这就使油藏的最终采收率增高 见图4 4 15 这当然是好事 但开发井网密度增加 相应的钻井 油建及生产费用也就增加 显然 油藏开采的综合效益与井网密度有一个合理匹配的问题 即开发井数过多或过少都可能导致开发效益下降 只有选择合理的井网密度 才能取得最佳的开发效果 图4 4 15中国油田不同流度井网密度与采收率关系示意图 井距设计 1 井网密度的认识过程世界石油工业发展初期 流行的看法是 多打生产井就能多采油 因此井网常常较密 井距小到lOOm 甚至小到20m 最典型的是美国东得克萨斯油田1931年第一口井喷油以后 在当地一个小镇周围不到1km2的面积上钻了500多口油井 全油田560km2的含油面积共钻井31140口 平均井网密度达到54口 km2 但是 随着石油工业的前进和生产实践资料的积累 人们对客观事物的反复认识 特别是在渗流理论的建立和发展以后 人们认识到了井距过小在生产过程中的相互干扰现象及原因 井网过密 井数成倍增加后井间干扰程度加大 井的高产稳产期限缩短 产量增加很少 但钻井和地面建设费用增加 因而经济效益变差 见图4 4 16所示 图4 4 16井网密度与产量 经济效益关系示意图 井距设计 从图4 4 16中可以清楚地看到 产量增长幅度与井数增长并不成正比关系 在开始一段时间油田总产量是随井数增加而增加的 以后随着井数增加 产量增长幅度逐渐减少 趋于一条水平线 因此 从经济的角度上来看 采用小井距密井网来开发油藏是不合算的 若适当加大生产井井距时 不仅使油井平均产量提高 而且降低原油成本 节省大量投资及钢材消耗 因此 在广泛的采用注水 注气等保持地层压力方法后 在世界的油田开发中 就出现了用稀井网 大井距开发油田的倾向 从国内外科学实验和生产实践揭示 用较少的生产井开发油藏是完全有可能的 但井网过稀 则不能使油层全部置于井网的有效控制之下 使部分面积和储量不能动用开发 导致最终采收率降低 井距设计 随着注水开发油田实践经验的积累 人们逐渐认识到井网的稀与密与油藏的渗透率高低 油层的非均质程度 油气的流动能力等因素是密切相关的 一般来说 高渗透的油藏井距要稀 低渗透油藏井距要密 对于大面积均质油藏 井距要稀一些 对于岩性 岩相变化较大的复杂油藏 井距要密 对气藏井距要稀 对粘度很高的油藏井距要密 对稠油油藏井距要更密 油田开发初期 井网可稀一些 以留待开发中 后期进行调整加密 因此井网稀与密之间没有绝对的界限 但显然有一个合理井距的问题 这就是油藏开发设计中一个重要而又棘手的问题 井距设计 2 对井网均匀性的认识油田开发的过程 是一个不断认识油田内部地质特征 不断改进调整注采井网使之更加适应油藏地质条件的过程 由于油藏地质条件在平面和空间上的非均质性 由于这种非均质性一般只有在开发过程中才逐渐暴露 才能逐渐被认识 因此 井网的均匀性不是绝对的 而是随着开发的过程而变化的 一般来说 往往从比较均匀的井网向不均匀井网发展 井距设计 因为在油田开发初期 对油田认识不足 不可能提出一个完全适应地层非均质性的不均匀井网 因此 往往采用一个相对均匀的或者是井距与排距比较接近的井网反而是明智的选择 这样做的好处在于 对油层非均质性了解不深时的非均匀井网很可能比均匀井网有更大的盲目性 此外 通过一个均匀井网获得的地质资料和据此绘制的图件 能够比较如实的反映油层客观面貌 可以消除由于井网密度的差异 而造成对油层特点在认识上的偏差 井距设计 一般来说 开发初期采用比较规则而均匀的井网是明智的 有不均匀也只能是总原则的不均匀和个别地带的不均匀 随着油田开发的逐步进行 对油层的认识逐步清楚 为了获得高产稳产的开发效果和更高的采收率 应当对显示出与油藏地质条件适应性差的井网做必要的调整 这样 原来比较均匀的井网就会变成为一个不均匀 不规则但却更加合理的井网 这是油田开发过程的必然选择 也是比较正确符合客观规律的选择 井距设计 3 一次井网与多次井网问题一次井网是指开发井设计一次到位 后期虽有调整 但只是局部意义上的调整 多次井网是指在油田开发面积上进行多次的全面井网部署 或全面的调整 即原设计井网较稀 在开发过程中视情况分阶段全面调整加密 这两种做法都有其合理性 一次井网钻井 油建条件好 投资省 经济效益好 但风险大 多次井网更加适应油藏地质条件 开发指标尤其采收率会更高 风险小 但投资和工作条件要困难一些 一般来说 对油层比较单一 油藏地质情况比较清楚的油田 采取一次到位的井网部署比较有利 对油层较多 油藏情况复杂 油层平面 剖面差异较大 认识不很清楚的油田 很难做到一次井网不出大问题 这就很难避免后来的井网调整 为避免后来调整的困难 就应该在早期布井时留有余地 采取多次井网部署 井距设计 由此可见 一次井网是比较理想的 但要实现