喬美樺
【摘 要】 低滲透油田開發在我國石油工業持續發展中的作用越來越重要,本文經過大量文獻調研,試圖捋清近年我國低滲油藏井網部署形式的發展過程,希望能對相關的石油從業人員有所幫助。
【關鍵詞】 低滲沒藏 ?井網 ?部署
低滲油藏是指基質滲透率較低的油藏,其相比于常規油藏在開采過程中存在較多弊端。
(1)低滲油藏的導壓系數普遍偏低,導壓能力差,地層彈性能小,在開發過程中需更多的能量補充,開采需較大的驅替壓差;(2)低滲油藏孔隙結構十分復雜,普遍具有較高的泥質含量,開發過程中需重點考慮地層保護問題;(3)低滲油藏為非達西型滲流,計算模擬過程復雜;(4)往往伴有天然裂縫存在,部署井網時需要考慮裂縫分布;(5)采油指數與單井產能均偏低,經常需要調整油層方案。
因此對于低滲油藏的開采方法有別于常規油藏,我國井筒形式的發展是從直井到水平井再到目前新技術的涌現,所以低滲油藏的井網部署形式也是按照從直井井網部署開采到直井水平井混合部署開采再到目前出現了仿水平井等新技術的過程發展起來的。
1 直井井網的部署
直井井網的部署形式主要考慮三個參數:井網密度,合理注采比及井網形式。
1.1 井網密度
低滲油藏井網密度一般是由經濟極限井網密度和經濟最佳井網密度公式來確定的,二者分別為油藏井網密度的上下限。
經濟極限井網密度是使油田在某一石油價格下盈虧平衡的井網密度。讓油田處于盈利,則布井井網密度需小于經濟極限井網密度,否則會造成虧損。經濟最佳井網密度是在理論上使油田獲得最大經濟效益的井網密度,若現有井網密度小于經濟最佳井網密度,加大井網密度可獲得更大收益。有學者利用謝爾卡喬夫公式推出油藏經濟最佳井網密度和經濟極限井網密度的公式如下:
經濟最佳井網密度:
a·f-2lnf=ln{〔C1·(1-C2)·N·P·Ed·a〕/[A·(IW+CW)]}
經濟極限井網密度:
a·f-lnf=ln{〔C1·(1-C2)·N·P·Ed/[A·(IW+CW)]}
式中:C1—原油商品率,%;C2—法定利稅率,%。
1.2 合理注采比
合理的注采比是指在油田保持井底流壓一定,開發總井數一定時,油田產液量最高的采油井與注水井井數比。經學者研究,注采比主要是由油層的采油指數、吸水指數及注水波及面積來決定的。利用產液指數和吸水指數,低滲油藏的合理注采比可用下列公式求出:
1.3 井網形式
對于井網形式的研究,國內做了大量的實驗,但是并沒有給出一個明確的結論,低滲油藏井網的部署形式需要考慮油藏儲層構造、現有井網情況等多重因素,而不能簡單的根據流度和注采比來選用理論上效益最大的面積注水方式。特別要考慮裂縫系統與井網形式的配置是否合理,部署的井網是否有后期調整的余地 。在試驗中綜合性能較高的是菱形反九點井網及矩形反五點井網。
2 水平井井網部署
相比常規井網,水平井網由于其泄油面積增加并能有效減少生產壓差建立有效驅動壓力從而產生更高的采收率。
雖然水平井的優勢明顯不過部署水平井對地層和油藏的要求也十分苛刻:(1)水平井開發深度控制在1000m到4000m之間;(2)開發的油藏要有足夠的厚度,一般大于0.5m;(3)采取水平井施工的油藏必須保證足夠的泄油面積;(4)油藏需有足夠的剩余可采儲量及地層壓力。
單獨使用的水平井井網部署時可得到最高受益,不過實際生產中還需要考慮開發的成本,一口水平井的造價是直井的5-10倍,因此油田的實際開發不會單獨使用水平井開發,多為水平井直井混合。
此外,除了井網參數需做考慮,水平井部署中同樣很重要的參數為裂縫參數,裂縫參數包括裂縫半長,裂縫條數和裂縫間距。
裂縫半長是衡量有效裂縫長度的參數,增加裂縫半長可增大裂縫與油藏的接觸面積,從而提高產能,但增加裂縫半長還會導致縫間干擾加劇,表現為流體在裂縫中的流動阻力增大,壓降損耗增大。
當裂縫間距較大時單縫控制面積過小,無法覆蓋目標區域,裂縫間存在死油區。當裂縫間距較小時,會產生較強的縫間干擾,降低單縫的增產效果。
在裂縫間距一定時,裂縫條數越多,控制面積越大,產能越高;但隨著裂縫條數的增加,水平段長度增大,生產成本增加,技術難度也提高。
3 仿水平井技術
仿水平井技術近五年才剛剛興起,對此進行的研究還不多,不過這種技術有其獨有的優勢。仿水平井開發重在“仿”字,即特低滲透油藏通過油水井大型壓裂改造,在井間形成類似水平井筒的長裂縫滲流通道,稱為“仿水平井滲流通道”,以此布置注采滲流井網,以達到提高采收率的目的。這項技術核心在于壓出的裂縫要足夠長,閉合程度低,能長時間充當滲流通道。
技術優勢:(1)單井上,可用“直井+定向定量壓裂”組合達到水平井技術效果,降低生產成本。(2)井排上,可增大井距,減少鉆井數,增加單井控制儲量。(3)井排間,可建立有效的驅替壓差,注采效率增強。
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