水平井实用油藏工程方法.ppt

1、中国石油冀东油田勘探开发研究院 2005.6,水平井实用油藏工程方法,提 纲,前言 水平井开发适应性评价方法 水平井优化设计方法 不同完井方式水平井产能计算模型 水平井动态分析方法 结论,前 言,水平井技术在国内外应用规模不断扩大 目前水平井油藏工程基础理论的研究仍不完善，不能适应水平井开采的技术需要和现场实际的应用需要 针对水平井的油藏工程基础理论进行系统的研究，为今后油田开发中更加科学合理地应用水平井技术提供指导,提 纲,前言 水平井开发适应性评价方法 水平井优化设计方法 不同完井方式水平井产能计算模型 水平井动态分析方法 结论,水平井开发适应性评价程序,1 水平井初产的计算,盒状封闭油藏

2、,底水油藏,气顶油藏,气顶底水油藏油藏,边水油藏,2 水平井产量递减的计算,3 原油经济产出的计算,4 投入费用的计算,投入费用,5 经济评价标准,NPV净现值,提 纲,前言 水平井开发适应性评价方法 水平井优化设计方法 不同完井方式水平井产能计算模型 水平井动态分析方法 结论,水平井流动模型,数学模型,1 水平井长度优化,方程的求解结果,层 流,紊 流,确定最优水平井长度的原则：,最优水平段长度是当井筒内摩擦损失显著减少水平井产能时的长度，将显著摩擦损失点定义为20%，即PE20%的产能。,定义产能误差：,水平井长度的优化原则,2 水平井位置优化,技术路线,盒状封闭油藏垂向位置优化,水平井垂

3、向最优位置对垂向渗透率和原油粘度较为敏感,盒状封闭油藏垂向位置优化,水平井的无因次垂向最优位置随无因次渗透率的增大 而增加，随原油粘度的增加而减小。,综合考虑水平井临界产量和见水时间这两个因素，底水油藏水平井的最优垂向位置为hD=0.9左右，hw=0.9h左右。,底水油藏垂向位置优化,综合考虑水平井临界产量和气窜时间这两个因素，气顶油藏水平井的最优垂向位置为hD=0.1左右，hw=0.1h左右。,气顶油藏垂向位置优化,随着油水密度差与油气密度差的比值的增大，水平井最优垂向位置越靠近油层底部。当油水密度差与油气密度差的比值为1时，水平井最优垂向位置在油层中间位置。,气顶底水油藏垂向位置优化,最优

4、垂向位置为hw=0.5h 最优平面位置为b=4h左右,边水油藏位置优化,2 水平井井网波及系数,水平井与直井井网,（五点法）,（七点法）,（九点法）,模型示意图,模拟研究中采用60*60*1的单层模型，水平井为生产井，垂直井为注水井。取两垂直井的井距2a600m，地层厚度为5m.,影响水平井波及系数的因素为：油水流度比M，水平井长度L，水平井与水平方向的夹角,油水流度比，水平井穿透比及水平井与水平方向的夹角对水平井与直井联合井网的波及系数有较大的影响。 不同水平井与直井联合井网见水时刻的波及系数与油水流度比呈幂函数关系。三种不同联合井网见水时刻的波及系数都随油水流度比的增大而减小。 不同水平井

5、与直井联合井网见水时刻的波及系数穿透比呈直线关系。波及系数随水平井穿透比的增加而呈直线递减。 在相同的条件下(流度比，穿透比和夹角)，五点法联合井网见水时刻的波及系数要大于七点法和九点法的波及系数。 当油水流度比小于5时，三种联合井网的波及系数随流度比的增大而急剧减小，当油水流度比大于5时，波及系数随流度比的增大而缓慢减小。 不同的井网,夹角对波及系数的影响不同。,水平井与水平井井网,油水流度比、水平井的穿透比对三点法和五点法水平井与水平井联合井网的波及系数有较大的影响。 三点法和五点法水平井与水平井联合井网见水时刻的波及系数与油水流度比呈幂函数关系。两种不同联合井网见水时刻的波及系数都随油水

6、流度比的增大而减小。 三点法水平井与水平井联合井网见水时刻的波及系数与水平井穿透比呈直线关系。波及系数随水平井穿透比的增加而呈直线递减。 五点法水平井与水平井联合井网见水时刻的波及系数与水平井穿透比呈三次多项式函数关系。波及系数随水平井穿透比的增加而呈增大。 在相同的条件下(流度比，穿透比)，三点法联合井网见水时刻的波及系数要大于五点法联合井网的波及系数。 当油水流度比小于5时，两种联合井网的波及系数随流度比的增大而急剧减小，当油水流度比大于5时，波及系数随流度比的增大而缓慢减小。,方法：等值渗流阻力法,井网类型：,1.水平井与垂直注水井联合井网 2.水平注水井与直井联合井网 3.几种特殊的水

7、平井与直井联合井网,3 水平井井网见水时间,井网的见水时间都随着水平井长度的增加而减小。 五点法井网的见水时间要大于九点法井网与七点法井网的见水时间。 水平井与水平方向的夹角对不同的井网的见水时间有一定的影响。,结论：,提 纲,前言 水平井开发适应性评价方法 水平井优化设计方法 不同完井方式水平井产能计算模型 水平井动态分析方法 结论,不同完井方式水平井产能计算模型,不同完井方式水平井产能的影响因素,水平井长度、油藏厚度、垂向渗透率、偏心距及钻井污染半径对水平井的产能有较大的影响。 其中水平井长度、油藏厚度、垂向渗透率的增大有利于水平井产能的增加，偏心距及钻井污染半径的增大将会使水平井产能降低

8、。,提 纲,前言 水平井开发适应性评价方法 水平井优化设计方法 不同完井方式水平井产能计算模型 水平井动态分析方法 结论,水平井动态分析方法,水平井单井递减规律,各种类型油藏水平井产量与累计产量公式,稠油油藏,高含水油藏,裂缝油藏,底水油藏,气顶底水油藏,断块油藏,薄互层油藏,低渗透油藏,综合曲线,以上类型油藏中水平井的产量递减都满足调和递减规律,水平井的全油藏递减规律,五种产量递减规律统计，可以选取比较适合该地区的油藏动态分析的全油藏水平井产能递减规律进行预测，或者选五种产能递减规律统计过程中相关系数最大的那种方法进行预测。,底水油藏水平井动态分析方法,底水油藏水平井临界产能的计算,1.Ch

9、aperon公式：,2. Efros公式,3.Giger公式,4. Joshi公式,5. Permadi公式,6.程林松与范子菲公式,7.窦宏恩公式,不同参数对底水油藏水平井临界产量的影响,水平井长度与临界产量关系曲线,原油粘度与临界产量关系曲线,水平渗透率与临界产量关系曲线,油水密度差与临界产量关系曲线,底水油藏水平井的临界产量随水平井长度、水平渗透率及油水密度差的增大呈线性增加，随原油粘度的增大而减小,底水油藏水平井见水时间公式,1.Papatzacos公式,2.Ozkan公式,3.Permadi公式,4.程林松公式,不同参数对底水油藏水平井见水时间的影响,水平井长度与见水时间关系曲线,产

10、量与见水时间关系曲线,距离与见水时间关系曲线,垂向渗透率与见水时间关系曲线,底水油藏水平井的见水时间随水平井长度及水平井距离油水界面的距离的增大呈线性增加，随水平井产量及垂向渗透率的增大而减小,底水油藏产量递减规律,当底水油藏水平井以临界产量或定井底压力生产时，产量均符合n=0.5的Arps递减规律。,提 纲,前言 水平井开发适应性评价方法 水平井优化设计方法 不同完井方式水平井产能计算模型 水平井动态分析方法 结论,结 论,针对不同类型的油藏，应用油藏工程方法和经济评价手段，可以对水平井的适应性进行评价。 当水平井井筒内流体流动的压降不能忽略时，水平井的长度不是越长越好,而是存在一个最优长度

11、。 对于盒状封闭油藏，垂向渗透率和原油粘度对水平井的垂向最优位置影响较大；底水油藏水平井的最优垂向位置为Hw=0.9左右；气顶油藏水平井的最优垂向位置为Hw=0.1左右；对气顶底水油藏水平井最优垂向位置影响最大的因素是油水密度差与油气密度差；对于边水油藏，水平井的最优垂向位置在油层中部，水平井的最优平面位置为b4h。,结 论,利用数值模拟方法对水平井联合井网的波及系数进行了研究。油水流度比、水平井的穿透比及水平井与水平方向的夹角对水平井联合井网的波及系数有较大的影响。回归得到了不同井网波及系数与流度比、穿透比和夹角的关系表达式。 利用等值渗流阻力法推导了不同水平井与直井联合井网的见水时间公式。水平井长度和水平井与水平方向的夹角对井网的见水时间影响较大。在相同条件下，五点法井网的见水时间要大于九点法井网与七点法井网的见水时间。,结 论,完善了不同完井方式下水平井的产能计算模型。水平井长度、油藏厚度、垂向渗透率、偏心距及钻井污染半径对水平井的产能有较大的影响；对于射孔完