火山巖底水油藏水平井產能合理參數研究

沈暢 阮迪 歐陽傳湘

摘 ? ? ?要：以某實際油藏地質特征、開發動態為基礎，采用油藏工程法，從水平段長度、水平段縱向位置、油層厚度、裂縫水平垂直滲透率比等參數出發，對影響水平井開發效果的各參數進行研究，發現當考慮井筒摩阻時，水平井產量的增幅隨水平段長度的增加而減小。最優水平段長度為1 500 m。在相同條件下當無因次避水高度為0.9時，水平井開發效果最好。當上產壓差相同時，隨著油層厚度的增加，水平井的產量不斷增加，當油層厚度達到40 m時，水平井產量隨油層厚度的增加幅度變得平緩。并利用正交設計確定各影響參數的主次順序為：工作制度>水平段長度>油層厚度>避水高度>裂縫垂直水平滲透率比。

關 ?鍵 ?詞：水平井;底水;油藏工程;正交設計

中圖分類號：TE347 ? ? ? 文獻標識碼： A ? ? ?文章編號： 1671-0460（2020）02-0437-04

Abstract： Based on the geological characteristics and development dynamics of an actual reservoir， the reservoir engineering method was used to study various parameters affecting the development effect of horizontal well from the aspects of the length of the horizontal section， the longitudinal position of the horizontal section， the thickness of the oil layer， and the vertical permeability ratio of the fracture. It was found that， when the wellbore friction was considered， the increasing value of horizontal well production decreased with the increase of the length of the horizontal section. The optimal horizontal section length was 1 500 m. Under the same conditions， when the dimensionless water avoidance height was 0.9， the development effect of the horizontal well was the best. When the pressure difference was the same， the production of horizontal well increased with the increase of oil layer thickness. When the oil layer thickness reached 40 m， the increase of horizontal well production became gentle with the increase of oil layer thickness. And the orthogonal design was used to determine the primary and secondary order of every influencing parameters： working system > horizontal section length > oil layer thickness > water avoidance height > crack vertical horizontal permeability ratio

Key words： Horizontal well; Bottom wate; Reservoir engineering; Orthogonal design

水平井開采技術是20世紀90年代世界油氣田開發迅速發展的一項新技術，并且已成功地應用于各種類型的油田開發[1]。水平井可以提高單井產量、降低操作成本、顯著提高油氣田勘探開發的綜合收益。許多學者認為水平井實際上并沒有改變油氣滲流機理，油藏流體所遵循的滲流方程與直井一樣，只是流體流入條件發生了變化，由此改變的滲流場，水平井本身不能提供任何附加能量以助開采，但它可以提高能量的利用率[2，3]。水平井明顯的優勢體現在：產量高及單井控制儲量大;增加原油的可采儲量。水平井開采火山巖油藏的主要目的就是為了減小生產壓差，使大孔道和微孔道內的油氣以相對均勻的速度整體推進，從而提高驅油效率，使微孔隙中的油氣能夠順利采出。

1 ?產能影響因素分析

1.1 ?水平段長度

由于井筒摩阻的影響，在井筒中流動的流體必定會存在壓降。當油藏內的壓降等于水平段內壓降時，水平段末端壓降很小或者為零時，油井的產能隨之降低[4]。Dikken主要研究了當考慮井筒內的摩擦損失時，壓降對產能的影響，并提出了合理水平段長度的確定原則，即合理水平段是顯著摩擦損失減少時的長度，將顯著摩擦損失點定義為由于摩擦損失減少了20%產能時的長度。水平井結構示意圖如圖1。

2 ?多因素分析

2.1 ?正交設計的基本原理

正交試驗設計，是指研究多因素多水平的一種試驗設計方法，通過使用一套規格化的表格——正交表，科學合理地安排試驗，通過部分試驗了解全面試驗的情況，方便地找到諸多因素中對試驗指標有顯著影響的主要因素，確定使試驗指標達到最佳的因素水平組合，并且有著減少工作量，縮短試驗周期的優點[5，6]。

2.2 ?實驗方案的確立及模擬結果

前面已經通過單因素的分析得到了影響水平井產能的因素，本部分利用正交設計得出各影響因素對水平井產能的主次順序和顯著程度，從而確定最優的參數組合，實現產能的最大化。在本次試驗研究中需要考察的指標為累產油。因素和水平如表1所示，水平數都來自實際油藏地質條件和開發動態數據整理分析而來。本次試驗一共是5因素，4水平。各模擬方案的結果如表2所示。

2.3 ?正交試驗的結果分析

當因素的水平數大于3時，由于交互作用分析較為復雜，不便使用直觀分析法，一般都用方差分析法[7，8]。最優的參數組合如表3所示，為A3B4C2D1E3，即避水高度230 m，水平井長度1 800 m，油層厚度40 m，井底流壓16 MPa，裂縫垂直水平滲透率比為12時，水平井開發效果最好。

方差分析結果如表4所示，檢驗水平取值0.05，查表可分別得出其臨界值，F0.05（3，3）=9.277。再通過比較F值和臨界值的大小，可以看出，水平段長度，油層厚度和工作制度對產能的影響最為顯著，其次依次為避水高度、裂縫Kv/Kh。

3 ?結論與認識

（1）當考慮井筒摩阻時，水平井產量的增幅隨水平段長度的增加而減小。最優水平段長度為1 500 m。在相同條件下當無因次避水高度為0.9時，水平井開發效果最好。當上產壓差相同時，隨著油層厚度的增加，水平井的產量不斷增加，當油層厚度達到40 m時，水平井產量隨油層厚度的增加幅度變得平緩。

（2）通過正交試驗對水平井開發進行優化設計，得出了最佳的實驗方案：即避水高度230 m，水平井長度1 800 m，油層厚度40 m，井底流壓 16 MPa，裂縫垂直水平滲透率比為12時，水平井開發效果最好。

（3）采用方差分析法對實驗結果進行分析。得出各因素對水平井影響程度的主次順序依次為： 工作制度>水平段長度>油層厚度>避水高度>裂縫垂直水平滲透率比。

參考文獻：

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