低滲透油藏壓裂水平井油藏工程探究

甘慶明,牛彩云,呂億明

（中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院,710000）

低滲透油藏壓裂水平井油藏工程探究

甘慶明,牛彩云,呂億明

（中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院,710000）

該文針對低滲透油藏壓裂水平井，利用油藏數值模擬方法，研究低滲透油藏壓裂水平井的產量遞減規律、含水上升規律和水驅特征規律等油藏工程。在五點法、七點法注采井網下研究壓裂水平井的最終采收率。結果表明：低滲透油藏壓裂水平井初期產液量較高，產量遞減比較快，而后很快進入緩慢遞減、平穩變化階段；在五點法、七點法注采井網下，低滲透油藏壓裂水平井開采的最終采收率在20%左右，七點法井網的含水上升速度更快，五點法井網的最終采收率更高。

低滲透油藏；壓裂水平井；油藏工程

0 引言

由于我國低滲透油藏的滲透率低，滲流阻力大，連通性差，油井自然產能很低，無法滿足經濟開發的需求，因此，為了提高單井產量，改善開發效果，需要對低滲透油藏的開發技術進行有效的壓裂改造。低滲透油藏的地層壓裂是在地層內部壓開并填充較長的人工裂縫，以增大低滲透巖石的裸露面積，即與井筒溝通的面積，減小流體的滲流阻力，在井筒附近地層形成高導流能力的通道供油氣滲流，達到增產的目的。

目前，針對低滲透油藏壓裂水平井的油藏工程研究已經成為低滲透油藏開發的重要研究焦點，而對注采井網下的壓裂水平井油藏工程研究較少。針對此，本文利用油藏數值模擬方法建立了低滲透油藏壓裂水平井的注采井網模型，研究了壓裂水平井的產量遞減、含水上升及最終采收率等油藏工程問題，為低滲透油藏壓裂水平井高效開發提供理論指導。

1 低滲透油藏壓裂水平井模型

1.1 低滲透油藏基礎數據

根據長慶油田某油藏基礎數據，分別建立五點法注采井網和五點法注采井網的油藏數值模擬理論模型，研究低滲透油藏壓裂水平井的生產特征及變化規律。

1.2 低滲透油藏壓裂水平井注采井網模型

利用油藏數值模擬軟件建立低滲透油藏壓裂水平井五點法注采井網模型和七點法注采井網模型

在注采井網模型中：壓裂水平井的水平井筒長度300m，裂縫條數4條，裂縫半長80m，裂縫導流能力30D·cm。注水井同步注水20m3/d，壓裂水平井定壓（10MPa）生產。

2 產量遞減規律研究

2.1 裂縫長度對壓裂水平井產量的影響

裂縫越長，壓裂水平井產量越高，同樣隨著壓裂縫長度的增加，產量增幅逐漸減小，產量增長與裂縫長度并非呈簡單線性關系，主要是由于考慮了裂縫導流能力，即裂縫有限導流，裂縫越長裂縫內阻力也越大。

2.2 裂縫導流能力對壓裂水平井產量的影響

裂縫導流能力越大，壓裂水平井產量越高遞減速度也越快，但隨著壓裂縫導流能力的增加產量增幅逐漸變小。其主要原因在于，當壓裂縫導流能力過低時，而油層供給能力比較強，使得在裂縫附近流體聚集，產生附加阻力。這時如果增加裂縫導流能力解除這部分，附加阻力產量明顯上升。當壓裂縫裂縫導流能力過高時，而 油層供給跟不上 ，出現“抽空”現象，表現為導流能力的增加。產量增幅減小。因此需要優化壓裂縫的導流能力，使得裂縫導流能力與油層供給能力相一致。

2.3 水平井段長度對壓裂水平井產量的影響

壓裂水平井水平井段長度越長，水平井的日產油量越高。而在開發后期水平井段長度對水平井的產量影響不明顯。低滲透油藏壓裂水平井初期產液量較高，產量遞減比較快，而后很快進入緩慢遞減、平穩變化階段。主要是由于初期階段，近裂縫周圍滲流阻力小，產量高。隨著壓力波傳播，泄油半徑增大，滲流阻力變大，產量減小，而且先期遞減快，后期遞減慢。在注采井網下，地層能量得到有效補充可以延緩產量遞減速度、縮短快速遞減期維持較高的穩產水平。

3 含水上升規律研究

3.1 裂縫長度對壓裂水平井含水上升的影響

壓裂水平井的裂縫長度越長，水驅前緣到達裂縫的時間越短，壓裂水平井的低含水生產期越短，含水上升速度越快。

3.2 裂縫導流能力對壓裂水平井含水上升的影響

裂縫導流能力越大，壓裂水平井的含水上升速度越快，但是隨著裂縫導流能力的增加，含水上升的幅度減小。壓裂水平井的含水在生產初期變化較小，經過含水平穩階段后，含水急劇上升。裂縫長度對含水平穩期的長短有較大影響，而裂縫導流能力對含水上升速度影響較大。

圖1 五點法注采井網下水驅特征曲線

4 水驅特征曲線研究

4.1 五點法注采井網下水驅特征曲線

由水驅特征曲線可知：在油田注水開發前期，油田初見水，含水上升緩慢，開發井區處于高產、穩產期；油井見水后，井區進入含水上升期，含水上升比較快，直線呈上翹形式。

結合采出程度變化曲線，五點法注采井網下井區高產穩產期（采出程度＜8%）接近于10年。

4.2 七點法注采井網下水驅特征曲線

圖2 七點法注采井網下水驅特征曲線

七點法注采井網下的水驅特征曲線規律與五點法注采井網下的水驅特征曲線規律相似。結合采出程度變化曲線，七點法注采井網下井區高產穩產期（采出程度＜8.5%）接近于10年。

4.3 五點法、七點法注采井網開采效果對比

圖3不同注采井網下含水上升曲線及水驅特征曲線

由圖可知：五點法井網和七點法井網都有較好的穩產階段，當采出程度達到8%以后，含水上升開始對壓裂水平井的開發效果產生明顯影響。相比之下，七點法井網的含水上升速度更快，但同時產液能力更強，開發效果更好，五點法井網的最終采收率更高。

5 結論

（1）裂縫參數對壓裂水平井的生產動態有明顯影響。其中，裂縫半長越長、水平段長度越大，壓裂水平井初期產液量越高，含水上升越快，注水見效后產液量回升也越明顯。裂縫導流能力對壓裂水平井生產動態影響較小。

（2）在五點法、七點法注采井網下，低滲透油藏壓裂水平井開采的最終采收率在20%左右。七點法井網的含水上升速度更快，但同時產液能力更強，開發效果更好。

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甘慶明，男，1977年生，河南信陽人，工程師，2004年畢業于西安石油大學油氣田開發專業獲碩士學位，主要從事采油工藝技術研究及推廣工作。

Study of Reservoir Engineering of Fractured Horizontal Well in Low Permeability Reservoir

Gan Qingming,Niu Caiyun,Lv Yiming
（Research Institute of Oil and Gas Technology,Changqing Oilfield Company,CNPC,710000）

Through research on fractured horizontal wells in low permeability reservoir using numerical simulation method,patterns related to reservoir engineering including production decline,water cut increasing and water drive characteristic are analyzed.Ultimate recoveries of a fractured horizontal well in the five-spot well pattern and in the seven-spot well pattern are discussed.The results show that,for fractured horizontal wells in low permeability reservoir,well potential declines drastically from high initial liquid production rate in a short time,and then shows some tendency to level off at a relatively low rate.In the five-spot well pattern and in the seven-spot well pattern,ultimate recoveries are both about 20%,the rate of water cut increasing is higher for the seven-spot pattern,but the ultimate recovery is higher for the five-spot pattern.

low permeability reservoir;fractured horizontal well;reservoir Engineering