水平井開發(fā)中的油藏工程技術(shù)要點(diǎn)研究

張琴 高琰 馬麗濤

（1西安石油大學(xué) 陜西 西安 710065）

（2長(zhǎng)慶油田公司數(shù)字化與信息管理部 陜西 西安 710018）

前言

現(xiàn)代油田中的油井，較為常見的形式為直井，其在油田開發(fā)過(guò)程中起到了較大的作用，但是由于油田的開發(fā)逐步進(jìn)入中后期，一般的直井產(chǎn)量在逐步下降，越來(lái)越無(wú)法滿足現(xiàn)代社會(huì)逐漸升高的能源需求量。相對(duì)于常規(guī)的直井，非常規(guī)的水平井則是現(xiàn)代特殊油藏或者油田的特殊情況應(yīng)用較為廣泛的油井形式，其能夠?qū)?shù)量不等的單砂體油藏連接起來(lái)，且將獨(dú)立封閉的油塊連接起來(lái)，有效的提升采油效果及采油效率。尤其是在老油井的二次開發(fā)中,水平井是重建開發(fā)井網(wǎng)的主要形式，但是由于其性質(zhì)較為特殊，在技術(shù)方面也與一般的直井有較大的區(qū)別，且現(xiàn)代石油行業(yè)對(duì)于水平井的認(rèn)識(shí)還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其進(jìn)行深入的研究與探討是十分有必要的。

一、水平井產(chǎn)生效率的影響因素

水平井與直井的結(jié)構(gòu)存在較大的區(qū)別，在利用其進(jìn)行石油的開采時(shí)，需要考慮到幾項(xiàng)影響因素，具體情況如下：①油層水平方向的滲透率 理論上水平井的采油指數(shù)會(huì)根據(jù)油層水平滲透率的提高而不斷增加，但是需要儲(chǔ)層其水平方向與垂直方向的滲透率有較大的區(qū)別。而儲(chǔ)層的垂向滲透率對(duì)產(chǎn)量的影響程度更甚，由于垂向滲透率越小，石油在垂向方向流動(dòng)的阻力就會(huì)變大，因此限制了石油的產(chǎn)量；②水平井段的長(zhǎng)度、油藏厚度 如果水平井的長(zhǎng)度保持在一定的范圍內(nèi)，油藏的厚度越小，水平井與直井的產(chǎn)率比就會(huì)越大。如果油藏的厚度在一定范圍內(nèi)，油藏的厚度越大，水平井與直井的產(chǎn)率比越大，因此水平井更加適應(yīng)薄油層的開發(fā)；③地層損害狀況 相較一般的直井，水平井的鉆井時(shí)間更長(zhǎng)，鉆井液與儲(chǔ)層間的接觸面積也會(huì)變大。條件一致時(shí)，水平井儲(chǔ)層的損壞情況比垂直井更加嚴(yán)重，影響油井的產(chǎn)能。

二、水平井段最佳長(zhǎng)度

現(xiàn)代油田的人員在計(jì)算水平井產(chǎn)能方面，一般是使用B orisov公式、Joshi公式、D upuy公式等，均沒(méi)有考慮到水平井段形成的慣性阻力對(duì)于產(chǎn)能的影響，一般認(rèn)為水平井水平段長(zhǎng)度的變化，水平井的產(chǎn)能也會(huì)出現(xiàn)線性變化。但是實(shí)踐中的情況是水平井的長(zhǎng)度變化對(duì)其產(chǎn)能缺失有一定的影響，但是在其長(zhǎng)度達(dá)到了一定的長(zhǎng)度后，其產(chǎn)能的變化非常微小，及時(shí)繼續(xù)提高油井的長(zhǎng)度，也無(wú)法都達(dá)到更好的產(chǎn)量，反而會(huì)提高油井的成本，且技術(shù)難度也加大了。因此需要確定水平井的最佳長(zhǎng)度。如果考慮到水平井段慣性阻力影響，慣性阻力壓差的計(jì)算公式為：ΔP=D q2，其中D表示水平井段長(zhǎng)度；q表示流量。再結(jié)合公式：qh=0.543KeLΔP／μ0B 0+ln tan(πhw／2h)］將 b設(shè)定為 B 0μ0［ln（4βh／πrw）+lntan(πhw／2h)］／0.543Ke，最 后 得 到 qh=［（b2+4D·ΔP·L2）-b］／2D L。根據(jù)該類公式，能夠制作出曲線圖，直觀的表現(xiàn)出水平井長(zhǎng)度和產(chǎn)能的關(guān)系。在實(shí)踐的生產(chǎn)活動(dòng)中，還需要結(jié)合各項(xiàng)因素明確其長(zhǎng)度，包括成本投入、技術(shù)水平、油田環(huán)境等，使之長(zhǎng)度達(dá)到最合理的狀態(tài)。

三、水平井直井位置的選擇

水平井的臨界產(chǎn)量、見水時(shí)間等對(duì)于井底水油藏水平井的最優(yōu)豎向位置有著緊密的聯(lián)系，水平井的實(shí)際產(chǎn)量的影響因素也較多，包括油層的厚度、石油粘度、油水密度、滲透率、豎向位置等。理論上，水平井的進(jìn)階產(chǎn)量隨著水平井段與油水界面距離的增加而提高。但是實(shí)際的情況是水平井距離油藏頂越近，底水驅(qū)油藏中水平井的滲流阻力也會(huì)逐漸變大，水平井產(chǎn)能會(huì)降低，因此需要合理選擇水平井段的最佳位置。在確定的過(guò)程中，可以充分考慮兩個(gè)方面的因素，即水平井臨界產(chǎn)量及見水時(shí)間，可以制作出無(wú)因次產(chǎn)量和無(wú)因次見水時(shí)間的乘積與無(wú)因次位置的關(guān)系曲線圖，如下圖：

根據(jù)圖中的曲線，水平井無(wú)因次位置在0.8～0.9之間時(shí)，無(wú)因次產(chǎn)量與無(wú)因次見水時(shí)間的乘積的值為最大，即是表現(xiàn)出采油量較大，開發(fā)效果顯著。水平方向及縱向上的滲透率比不同，開發(fā)效果也有較大的區(qū)別，而開發(fā)效果隨著垂向滲透率的增加而提高。因此在選擇底水油藏水平井的垂向位置時(shí)，其水平井與油水界面的距離應(yīng)保持在油藏總含油厚度的80%～90%之間。

總結(jié)

一般的油田開發(fā)是會(huì)采用直井的方式，但是隨著開采活動(dòng)的深入，油田的各項(xiàng)條件均有了較大的變化，包括注水量、地質(zhì)條件、封閉的油塊等，許多老油井直井的效能在不斷降低。開采技術(shù)的提升，科技的發(fā)展，另外一種特殊形式油井的研究也越來(lái)越深入，即水平井，其已經(jīng)成為新老油田開發(fā)，提高采收率的重要技術(shù)之一。水平井為提高油藏開發(fā)效果，提高單井產(chǎn)量開辟了一條嶄新的途徑。由于其性質(zhì)較為特殊，其可以分為幾段，有別于一般的直井，在建設(shè)時(shí)需要各類專業(yè)人員相互配合，先制作出性質(zhì)一致的地質(zhì)模型、鉆井模型、采油油藏模型，并使用現(xiàn)金的儀器能保障水平井軌跡符合既定施工方案，將水平井的效能充分的發(fā)揮出來(lái)。

[1]閆煜；彪武；璽劉民；劉存輝；王子良.水平井開發(fā)中的油藏工程技術(shù)要點(diǎn)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2010(28)：36-38.

[2]陳龍興.水平井開發(fā)中的油藏工程技術(shù)要點(diǎn)研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量.2011(06):158.