正韻律底水油藏水平井開發(fā)技術界限研究

王 濤 李相方 姚約東 李保振

摘要：用某實際油藏資料建立了正韻律厚底水油藏的數(shù)值模型，對水平井開發(fā)底水油藏的影響因素和技術參數(shù)界限進行了分析。研究結果表明，為取得更好的開發(fā)效果，水平井水平段應垂直于最大滲透率方向；頂部水平段長不宜超過500m；當整個水平段的平均滲透率相等時，可以忽略水平段的滲透率變化，即可不考慮水平段沿滲透率等值線方向變化情況。對夾層的影響研究表明：當夾層下含油飽和度較低時，夾層滲透率越低，采出程度越大；夾層下含油飽和度較高時，垂向滲透率為水平滲透率的0.5％時采出程度最大。研究結果對于正韻律底水油藏的水平井開發(fā)具有重要意義。

關鍵詞：正韻律底水油藏；數(shù)值模型；水平井；影響因素

中圖分類號：TE341文獻標識碼：A

前言

正韻律河流相沉積油層長時間注水開發(fā)后，受韻律性和油水密度差的影響，其頂部會富集大量剩余油。水平井具有泄油面積大、能有效抑制含水率上升、提高油井產(chǎn)能等優(yōu)點，因此可以利用水平井開采這部分剩余油，以提高采收率。但是水平井的開發(fā)效果受多種因素影響，因此有必要對其開發(fā)技術界限進行研究，以指導此類油藏水平井開發(fā)參數(shù)的優(yōu)選。以塔里木盆地某油藏為例，應用油藏數(shù)值模擬等方法對上述問題開展探討和研究。

1數(shù)值模型的建立

以塔里木盆地某油田三疊系下油層組為實際模型，開展油藏數(shù)值模擬研究。模型區(qū)域長3220m，寬1670m，平面上劃分129×67個網(wǎng)格，網(wǎng)格步長為25m，縱向上劃分10個小層，描述正韻律地層滲透率變化特征，上面5層為油層，每個油層厚度為8m，下面5層為水層，水層厚度為40m，建立的油藏模型為厚底水油藏。

儲層物性參數(shù)如下：地層深度為3631m，地層有效滲透率為733.3×10^-3μm²，孔隙度為0.21，原始地層壓力為49.76 MPa，飽和壓力為33.17MPa，地層原油粘度為2.78 mPa·s，原始溶解油氣比為80m³／m³，地層水粘度為0.62mPa·s，油水界面為3671m。

采用Eclipse軟件對數(shù)值模型的動態(tài)進行擬合，得到目前流體飽和度分布規(guī)律，結果表明：在正韻律厚油層頂部剩余油富集，下部水淹，這為水平井開發(fā)提供了物質(zhì)基礎。

2水平井開發(fā)技術界限分析

在建立的油藏模型頂部剩余油富集、井網(wǎng)控制程度相對差的研究區(qū)域部署水平井，針對其影響因素，利用Eclipse軟件依次計算分析各種因素所起的作用。

2.1水平段方位的優(yōu)化

利用全區(qū)模型切割出一個頂部單井模型和一個邊部單井模型。考慮油藏非均質(zhì)性影響，設計了300、400、500、600m 4種水平段長度，設計水平段與河道方向夾角為0、10、20、30、40、50、60、70、80、90°10種方位算例。對長度算例及方位算例進行組合模擬，針對頂部水平井及邊部水平井繪制不同水平井參數(shù)與累計產(chǎn)油關系曲線(圖1)。

圖1(a)說明水平段方向與主河道垂直時，累計產(chǎn)油最多，故認為頂部水平段方位應盡可能垂直于主河道方向。圖1(b)說明水平段方位平行于主河道時，累計產(chǎn)油最多，即邊部水平段方位應盡可能平行于主河道方向。

油藏頂部一般位于河道中心，垂直于主河道，也就是垂直于平面上最大主滲透率方向；邊部滲透率減小，邊部平行于主河道，即平面上垂直于邊部相應的最大主滲透率方向。垂直于最大滲透率方向，有利于提高水平井的平面波及系數(shù)，有利于水線的平面均勻推進。

2.2水平段長度的確定

在進行水平井設計時，水平井長度合理與否不僅影響水平井單井的產(chǎn)量和鉆井成本，而且還影響水平井的泄油面積和油田鉆井數(shù)目，因此有必要對水平段長度進行優(yōu)化。

設計了油藏頂部、邊部水平段長300、400、500、600m 4種方案(圖1)。從圖l(a)可以看出，水平段長500 m是累計產(chǎn)油增幅變化的拐點，因此認為頂部水平段長500m比較合適。圖1(b)中，當水平段方位與主河道夾角小于80。時，水平段越長，累計產(chǎn)油越高；但當水平段方位與主河道垂直時，水平段越長，累計產(chǎn)油卻迅速減少。其原因可能是邊部水平段越長，越多的水平段處于薄油層中，導致油井見水早，產(chǎn)量下降快，因此邊部水平段長度不宜超過500m。

2.3油藏非均質(zhì)性的影響

由于水平井平面上延伸井段長，單井開采時，層內(nèi)非均質(zhì)性的影響比較大。

在油藏模型頂部割出1個單井模型，平面網(wǎng)格數(shù)約為29×29，水平井段長450m，以80t／d定液量生產(chǎn)。以此為基礎，分別考慮均質(zhì)油藏、水平段滲透率由兩端向中間增加、水平段滲透率由兩端向中間減小、水平段滲透率由始端向末端增加以及水平段滲透率由末端向始端增加5種分布情況(圖2)。

圖2非均質(zhì)模型見水時間和含水上升趨勢變化曲線

由圖2可見，均質(zhì)模型和各種非均質(zhì)模型油井的見水時間及含水上升情況差別不大。這種特征反映出：當整個水平段的平均滲透率相同時，可以忽略水平段的滲透率變化，即可不考慮水平段沿滲透率等值線方向的變化情況。

2.4夾層的影響

2.4.1夾層的作用

層內(nèi)夾層在正韻律油層中普遍發(fā)育，其存在阻止了注入水因重力作用而沿底部突進的趨勢，導致垂向上流體流動受阻，在夾層的下部形成剩余油富集段：同時，由于夾層的分隔導致韻律段上部薄油層注水不見效，造成局部層段驅(qū)替效果變差，剩余油富集。

利用全區(qū)大模型切割出單井模型，將該單井模型最底層的油層設成夾層，形成一個算例與沒有夾層的原單井模型算例進行對比。單井初配產(chǎn)80t／d，對比結果見圖3。

由圖3可見，有夾層和無夾層的生產(chǎn)效果差別很大，尤其是在無水期和穩(wěn)產(chǎn)期，有夾層的無水期、無水期采油量、穩(wěn)產(chǎn)期(含水率20％以前)、穩(wěn)產(chǎn)期累計產(chǎn)油幾乎是無夾層的3倍，說明夾層起到了很好的穩(wěn)油控水作用。

2.4.2夾層滲透性的影響

如果夾層底部也存在大量剩余油，則夾層滲透率應存在一個最佳值。因為適宜的垂向滲透率既有利于夾層底部剩余油流動，又能保證底水脊進速度較慢，因此開展以下研究：水平井在油藏中的位置、長度等參數(shù)同前，夾層位置不變，通過改變油水界面而改變夾層下的含油飽和度，進行方案對比(圖4)。

由圖4(a)分析可以看出，當夾層下含油飽和度較低時，夾層的滲透率越低，采出程度越大。由圖4(b)分析可以看出，當夾層下含油飽和度較高時，夾層的滲透率并不是越低越好，而是當垂向滲透率比值為0.05％時采出程度最大。

3結論

(1)水平井水平段方向應重垂直于最大滲透率方向。

(2)油藏頂部水平段長度不宜超過500m。

(3)當整個水平段的平均滲透率相同時，可以忽略水平段的滲透率變化，即可不考慮水平段沿滲透率等值線方向的變化情況。

(4)夾層的影響研究表明：當夾層下含油飽和度較低時，夾層的滲透率越低采出程度越大；夾層下含油飽和度較高時，垂向滲透率為水平滲透率的0.5％時采出程度最大。

參考文獻：

[1]劉顯太，勝利油區(qū)水平井開發(fā)技術[J]，油氣地質(zhì)與采收率，2002，9(4)：45-47.

[2]劉恒，羅昌燕，特高含水期提高厚油層開發(fā)效果的途徑[J]，大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，1992，11(3)：35～39.

[3]陳程，賈愛林，孫義梅，厚油層內(nèi)部相結構模式及其剩余油分布特征[J]，石油學報，2000，25(5)：99～102，

[4]黃文芬，王建勇，孫民生，等，水平井挖潛邊底水構造油藏剩余油效果及影響因素分析[J]，特種油氣藏，2001，8(3)：41—42.

[5]竇宏恩，劉翔鶚，影響水平井產(chǎn)量的主要因素與提高產(chǎn)量的途徑[J]，石油鉆采工藝，1997，19(2)：68～71.

[6]姜漢橋，谷建偉，陳月明，等，剩余油分布規(guī)律的精細數(shù)值模擬[J]，石油大學學報(自然科學版)，1999，23(5)：3l一34.

[7]程林松，李春蘭，陳月明，水驅(qū)油藏合理水平段長度的確定方法[J]，石油大學學報(自然科學版)，1998，22(5)：58—60.

[8]張宗檁，正韻律厚油層層內(nèi)夾層對水平井挖潛效果的影響分析[J]，油氣地質(zhì)與采收率，2004，11(3)：46—47.

[9]陳志海，底水油藏的水平井開發(fā)[J]，石油與天然氣地質(zhì)，2000，2l(3)：214～219.

[10]程林松，郎兆新，張麗華，底水油藏水平井錐進的油藏工程研究[J]，石油大學學報(自然科學版)，1994，18(4)：43～46.