滲透率各向異性的低滲透油藏開發井網研究

魚莎莎

摘要：低滲透油藏常常通過壓裂改造獲得工業開發價值，而壓裂所產生的水力裂縫的存在，使得低滲透油藏的整個開發過程展現具有與常規油藏開發不同的特點。低滲層常發育隱含或張開的天然裂縫，使滲透率存在明顯的方向性而導致注水、采油過程中出現嚴重非均質性。因此，低滲透油藏的開發井網的設置應考慮水力裂縫和滲透率各向異性的影響并與之優化匹配。

關鍵詞：低滲透;開發井網;各向異性

一、滲透率各向異性的低滲透油藏開發井網研究意義

由于受沉積等地質因素的控制，儲層滲透率的大小往往表現出各向異性的特征。滲透率各向異性是儲層的基本性質，它對油藏的有效開采會產生一定的負面影響，主要表現為：注入流體沿滲透率較大的方向優先推進，導致不同方向上的生產井見水時間差別較大，致使驅替過程出現不均衡的情況，從而影響油藏開發效果。

低滲透油藏中存在人工裂縫，使得其開發過程展現與常規油藏開發不同的特點：壓裂所形成的高導流能力的裂縫，改變了近井筒地帶油的滲流方式，由常規的徑向流動變成了特殊的雙線性流動，即油先從致密地層流向裂縫，然后從裂縫流入井筒。

常規的中、高滲油層的滲流區域是以井筒為中心的同心圓，而低滲層壓裂后由于井筒有兩條對稱裂縫存在，因而壓裂裂縫周圍形成了一個橢圓形的泄流區域，隨裂縫方位不同泄流區域也不同，井與井之間這種泄流區域可能交叉、重疊，在合適的裂縫方位下將形成最大的驅掃面積。低滲透油藏的產量主要取決于壓后支撐裂縫長度和導流能力，而裂縫方位的有利與不利將決定油藏注水開發過程中的驅油效率，從而影響油藏的最終采收率。低滲層常常伴隨的一個主要特征是存在隱含或張開的天然裂縫，注水過程中由于滲透率的明顯方向性而導致注水、采油的嚴重非均質性。因此，合理地部署井網可以得到有效調節。低滲透油藏開發的這些特點表明低滲透油藏在開發過程中井網型式與水力裂縫特性密切相關，低滲透油藏開發方案的編制必須考慮人工裂縫的作用與滲透率方向性的影響。因此，滲透率各向異性的低滲透油藏開發井網問題值得探討與研究。

二、低滲透油藏開發井網井網型式選擇

一套設計合理的井網系統需要具備三個條件，其一，要在低滲透油田井網的開采初期時采油速率高的優勢盡量使無水采油期延長;其二，在盡量得到最多的油田開采收率;其三，整個井網系統對于低滲透油田的開采過程要因地制宜，要具有靈活性。井網再設計時要多方面考慮，綜合考慮油田開發的經濟性，比如單晶控制儲量的多少，井網如何分布，還要控制好注水井與產油井之間的壓力傳遞，另外還要最大程度地延緩方向性的水竄以及水淹時間。

合理開發井網是否適應于油田的開發，對于低滲透油田來說，首先要考慮單井控制儲量和整個油田的開發是否經濟合理，井網不能太密;其次要考慮到產油井和注水井之間的壓力傳遞關系，注采井距不能過大;另外還要最大程度地延緩方向性的水竄及水淹的時間。

通過對正方形五點、矩形五點、矩形八點、正方形反九點和菱形反九點等井網作了對比，從整體壓裂后采油速率和采出程度的數值模擬結果發現，菱形反九點井網的采油率會隨著生產時間的延長而體現出其優勢，菱形反九點井網相對擴大了地層主應力方向上的注采井距，縮短了垂直主應力方向上的井排距，使平面上各油井的受效程度得到了有效的改善。菱形反九點注采井網系統的應用，使角井水淹時間得到了很大程度上的延緩，同時加大了邊井的受效程度，當角井含水較高時可以轉注。由此，菱形反九點井網不僅在初期采油過程中加大速率，而且在后期作業中具有良好的調整靈活性。可廣泛應用于低滲透油田的開始初始階段，其后可以根據各種資料的積累和對油藏特征認識的作出相應調整。井網系統控制因素分析是開發低滲透油田的核心，天然裂縫發育特征、儲層地應力和水力裂隙縫屬性參數以及儲層橫向和縱向、宏觀和微觀、層間和層內不同程度的非均質性等都是控制井網系統的因素。

三、菱形反九點井網產能影響因素討論影響

在許多次菱形反九點井網和矩形五點井網系統的使用后，我們發現采油井與注入井的壓裂情況和規模、滲透率平面的方向性、井角的轉注時機以及低滲透油田的油藏韻律性都會影響到菱形反九點井網和矩形五點井網的產能。

3.1 采油井和注入井的壓裂狀況

在通常的施工中，對注水井的壓裂遠遠少于對采油井進行壓裂。菱形反九點井網開發初期，注采井數比為 1：3，保持地層壓力存在一定難度，如果不對注水井進行壓裂，就很有可能無法注水。而影響到井網的采出程度。無數次的數值模擬研究結果表明，要想達到平均地層壓力達到最高，只需壓裂注水井，反之，則只需壓裂采油井。平均地層壓力在注水井采油井都壓裂或都不壓裂時的相差不多;雖然在對采油井壓裂與注采井都壓裂兩個條件下的初始采油速率相差無幾，但在之后的長時間油田開采過程中，地層壓力的維持情況會有很大差別，影響到采油速率，導致采出程度也相差較大;另外一種情況，對注水井壓裂和注采井都不進行壓裂時采油的速率都相當低，值得一提的是，當注水井壓裂時，由于地層壓力保持較好而采油速率是注采井都不壓裂時的兩倍多，兩者采出程度相差較大。

3.2 注入井和采油井的壓裂規模

當注水井壓裂裂縫長度一定時，平均地層的壓力會隨著生產井壓裂規模的擴大而降低。隨著裂縫穿透率（裂縫長度與井距比值）的變化，采出程度曲線和平均地層壓力曲線變化趨勢非常相似。對于采油井而言，裂縫穿透率為 30%比較好，當穿透率大于此值，甚至到 100%時，相對應的地層壓力和采出程度與其相差有限;對于注水井而言，由于注采比一般小于 1（1：2-1：3），裂縫穿透率為 65%左右較好，當穿透率大于此值，甚至到 100%時，相對應的地層壓力和采出程度與其相差極為有限。只要井網的井距和排距設計合理，注采井壓裂規模合適，含水率可以得到較好的控制。

四、結論

低滲透油藏的開發由于水力裂縫的介入而展現與常規油藏開發的不同特點，這些特點表明低滲透油藏開發井網型式與裂縫特性密切相關。低滲層常具有的滲透率明顯的方向性使得開發過程中出現注水、采油嚴重的非均質性，合理部署井網能使其得到有效調節。因此，滲透率各向異性的低滲透油藏開發井網與常規開發井網應有所不同。

參考文獻：

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