非均质油藏矢量井网部署方法研究

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　2006年第12期　　　　　　　　　　　　内蒙古石油化工

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非均质油藏矢量井网部署方法研究

张源智,陈焕杰

(长江大学石油工程学院)

　　摘　要　油藏非均质性是造成目前水驱油藏开发效果差,剩余油分布零散的主要原因,为弱化油藏非均质性的负面影响,人们考虑提出部署矢量化井网。矢量化井网强调井网应与油藏的非均质性相适应,因此笔者认为根据不同方向渗透率大小确定注采井距和根据油藏具体特点选择合适的水驱方向是井网设计的关键所在。本文根据数值模拟结果和矿场实践经验总结了矢量井网设计方法,并应用于实践,效果很好。

关键词　油田开发;油藏非均质性;矢量化井网

　　长期以来,油田开发井网都是按照规则井网设计的,注水线呈规则几何形状向油藏的各个方向驱动,这样易导致在油藏主渗透方向上的油井见水时间短,过早形成水窜通道,降低水驱效果。同时由于油藏非均质性的影响,剩余油分布极为零散,呈现各向异性。针对这个问题,人们考虑提出部署矢量井网来弱化油藏非均质性的负面影响,但如何部署还尚待研究。

1　矢量井网部署

矢量井网强调井网应与油藏的非均质性(如沉积物源方向、河流走向或主渗透率方向、油层展布、裂缝方向等)相适应,因此笔者认为,矢量井网部署要解决两方面的问题:一是根据不同方向渗透率大小确定注采井距,实现均衡驱替。二是根据油藏具体特点,选择合适的水驱方向。1.1　沿不同渗透率方向选择注水井距

油藏渗透率具有矢量性特征,即不同的方向其值不同。应用等效驱替原理可推导建立油藏不同方向渗透率大小的计算模型[2],即

(1)+kysin2Αkn=kxcos2Α

-32

式中,ky为油藏最大渗透率,10Λm;kx为油

-32

藏最小渗透率,10Λm;kn为任意方向n上的渗透

-3

率(Α为方位角),10Λm2。在清楚油藏方向渗透率大小后,如何设计不同方向的注采井距?根据非均质油藏的地质特征,抽象出概念模型并应用数值模拟技术进行了井距优化模拟计算。研究的目的是在保证均衡驱替的前提下,搞清不同方向渗透率比、不同

方向上生产井的产量比值与注采井距比的关系。为

了研究的方便,选择生产井同时见水作为均衡驱替的判断标准,建立单层网格模型并对网格进行精细化处理,网格距为20m×20m。模型以注水井为中心,设主渗透方向为y方向,在该方向部署1口生产井,井距为1000m,在垂直于y方向的x方向(即低渗透方向)部署1口不定井距的生产井,不断改变井距大小来观测水驱动态过程。模型设计渗透率比ky󰃗

.1,0.2,kx=1,3,5,10和15;注采井距比dx󰃗dy=0

0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9和1.0,正交产生出50个方案;不同方向生产井的产量比值qy󰃗.qx,取01,0.2,0.5,1,2和3,正交产生出240个方案。1.1.1　方向渗透率比与注采井距比的关系

由于井间干扰的存在,一般改变某方向上生产井的注采井距时,会对另一方向上的生产井的生产状况产生影响。如图1,当方向渗透率比值为3时,dx与dy之比在小于0.8范围内,主渗透方向的生产井见水时间随之增大而变长,低渗透方向的生产井见水时间随之而变短,即只有在dx󰃗.8这个dy小于0

范围内,两口井才有可能同时见水,实现均衡驱替。也就是说,要实现两口井的均衡驱替,dx󰃗dy的选择与ky󰃗kx有着密切关系。通过对50个数值模拟方案的结果分析,在保证均衡驱替的前提下,拟合ky󰃗kx与dx󰃗dy的关系曲线为一条二次抛物曲线,见图2,在等产量生产条件下,该拟合曲线与渗流理论推导的井距公式[3]基本一样。

图1　注采井距比对生产井见水时间的影响(kx󰃗ky=1:3)　　　　　　　　　图2　方向渗透率比与注采井距比关系曲线

收稿日期:2006-06-25

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采油井10口,见效7口,见效率70%。

③从油藏边(外)部向油藏内部注水

对含油面积较小,四周被多条断层切割封闭或三面被断层遮挡一端开启的油藏,因天然能量不足,需补充能量,适宜边注内采,这样可以避免中心注水使部分原油流向边部无油井区而损失。庆祖集油田庆23块就有一个这样的典型实例,单个小断块的储量仅6万t,目前采出油量2.8万t,采出程度46.7%。

④沿裂缝方向向非裂缝发育区注水

无论是天然裂缝,或者是人工裂缝,对注水效果影响都很大,沿着裂缝方向部署油水井,注水开发后,会沿裂缝迅速水窜,造成油井暴性水淹,驱油效果差。而将沿裂缝水窜油井转注,形成沿裂缝注水,就能收到较好的水驱油效果。2　矢量井网调整实例

胡状集油田胡12块属储层非均质性非常严重的油藏,平均方向渗透率比值3～15,水驱控制程度79.8%,水驱动用程度40.7%,采出程度17.39%,含水94.36%,开发效果差。为了改善油田开发效果,在细分层系的基础上实施矢量化井网调整,研究认为该块合理注采井距比应控制在0.258～0.588范围内,在此范围内容易实现井间均衡驱替调整。

表1　胡状集油田胡12块矢量化井网调整方案项目分类

措施类型

工　作　量

油井(口)

5242108

101224

1.1.2　不同方向生产井的产量比值与注采井距比的关系

根据渗流速度理式,压力梯度影响流体在多孔介质中的渗流速度。在油田实际生产中,可以通过改变生产井工作制度来调节井间压力梯度,达到控制储层中流体渗流速度的目的。对某一具体非均质性油藏,当注采井距比确定后,可以靠改变生产井的产量比值实现井间均衡驱替。根据240多个数值模拟方案的结果,在均衡驱替的前提下不同方向生产井的产量比值与注采井距比的关系如图3。图中从右上至左下的曲线变化代表油藏非均质性由弱变强。从理论上讲,改变生产井的产量比值可以实现任何注采井距比条件下的均衡驱替,但要以牺牲高渗透方向的生产井的生产能力为代价。如当ky󰃗kx=3、.65时,生产井的产量比值为0.1时,即dx󰃗dy=0

高渗透方向的生产井的产量是低渗透方向的生产井的产量的1󰃗10,两口井可以实现均衡驱替。这种情况一般不能满足实际生产需求,可见靠改变不同方向生产井的产量比值来实现均衡驱替的范围有限。产量比值的调整范围一般为2～0.5,可以影响到的注采井距比范围因油藏非均质程度不同而变化,油藏非均质性越强,注采井距比适应范围就越窄,这也说明了注采井距的合理选择对保证油藏均衡驱替的重要性。

水井(口)合计(口)

52821281012

新钻井

注采井距调整老井侧钻

工作制度调配水驱方向调整

转注补孔堵水调剖调驱

配套作业

图3　不同方向生产井的产量比值与注采井距比关系图版1.2　根据油藏非均质性特点选择水驱方向

根据实践总结和试验研究,按照如下原则选择水驱方向,更有利于提高油田开发效果。

①从厚油层向薄油层注水。

陆相沉积油藏砂体分布不稳定,厚薄不均。大庆油田用非均质单管、平面模型研究得到结论,当注采井数相同时,把水井选在薄油层区,油井选在厚油层部位,初期油井获得的产能高,而到中、高含水期产能就低了;若反过来安排油水井,在中、高含水期油井仍然具有较高产能。试验结果表明选择厚油层区注水,水淹体积扩大7.9-12.5%,采收率高12.8%。

②从高渗区向低渗区注水

中原油田在开发实践中证明在河道高渗区注水,岸边低渗区采油的做法效果好。胡7南S3中6-8层系94年开展了河道注水,边部采油试验,河道内高含水油井关井6口,转注2口,井距由150m抽稀到220m左右。层系日产油由46吨上升到吨,综合含水由87.6%下降到85.3%,平均动液面由1263m上升到1148m,存水率由39.5%提高到52.9%,边部

　　具体工作思路是通过钻新井和老井侧钻调整注

采井距比;通过改变油井工作制度水驱速度实现井间均衡驱替;通过转注、补孔等措施实施水驱方向调整等,具体方案见表1。方案实施半年后,该块开发效果得到了极大地改善,日产油量稳步上升了97t,含水下降了3.5%,当年新增油2.0×104t。3　结论

311　矢量井网部署的主要内容是确定注水井距大小和根据油藏特点选择水驱方向,本文根据数模结果,给出了ky󰃗kx与dx󰃗dy的关系公式,探讨了通过调整生产井产量比实现均衡驱替的可能性。作者认为确定注水井距大小和选择水驱方向并不是孤立考虑的,综合考虑效果会更好。

312　矢量井网部署必须在油藏精细描述的基础上对油藏非均质性认识深入的前提下才能实现,因此在油田开发初期难以实现,在开发中后期,则具备了部署矢量井网的条件,应用实例说明效果很好。

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鄂尔多斯盆地定北地区山西组沉积特征研究

叶　欣1,张哨楠1,2,丁晓琪1,刘　岩1

(1.成都理工大学能源学院;2.油气藏地质及开发工程国家重点实验室)

　　摘　要　鄂尔多斯盆地定北地区天然气勘探和研究程度均相当低。通过对山西组岩石学特征、物源分析、沉积特征研究,结合邻区资料及区域上的勘探成果,认为山西组沉积期,物源主要来自于盆地北部,山一段沉积期,主要为辫状河三角洲前缘沉积,而山二段沉积期,过渡为辫状河三角洲平原沉积。三角洲前缘的水下分流河道砂岩为最优质的储集层。

关键词　鄂尔多斯盆地;定北地区;山西组;沉积特征

1　区域地质背景

鄂尔多斯盆地为一大型多旋回克拉通盆地,在太古-早元古代形成的基底之上,经历了中晚元古代拗拉谷、早古生代陆表海、晚古生代近海平原、中生代内陆湖盆和新生代周边断陷五大沉积演化阶段。根据构造发育特征,可将其划分为伊盟隆起、天环拗陷、伊陕斜坡、晋西挠折带、渭北隆起5个构造

[1]

单元。定北区块位于鄂尔多斯盆地中西部(图1),天环坳陷和陕北斜坡交接处,区块总面积888km2。前期的勘探主要以中生界为目的层,由于邻区苏格里庙大气田的发现,从2003年开始进行上古生界的勘探,目前钻井三口,于山西组、下石盒子组钻遇良好的油气层,预示着该区良好的天然气勘探潜力。2　岩石学特征2.1　山二段储层岩石学特征山二段岩石类型主要以岩屑砂岩为主,少量岩

313　矢量井网研究是一个新课题,本文根据数值模

屑石英砂岩(图2)。碎屑物总量82～88%,填隙物12～18%,粒度大小以粗—中粒为主,中—细粒次之,分选中等偏差,磨圆度差。填隙物成分以硅质胶结物及水云母、蒙脱石泥基为主。胶结类型以颗粒支撑、孔隙孔胶结,硅质胶结物以石英加大边方式胶结石

图1　鄂尔多斯盆地构造单元划分及研究位置

[2]　周永沂1渗透率各向异性油藏的开发对策研究1西南

石油学报,2005(27)第6期1[3]　刘德华等1矢量化井网的概念及布井方法初探1江汉

石油学院学报,2004(26)第4期1[4]　郭明黎,陈焕杰.非均质油藏矢量开发技术研究

[J].断块油气田,2006,13(2):40～421

拟结果和矿场实践经验总结了其部署方法,有一定

的参考意义。

参考文献

[1]　周永沂1渗透性的矢量研究1石油地质,2004(25)

第6期1

Abstract:Anisotropismhascreatedtheseobjectiveresultsthattheefficiencybecomesbadandthedistributionofremainingoilisscatteredinwater-drivingreservoirdevelopment.Inordertoweaktheminusaffectionoftheanisotropism,vectorwellpatternisproposed.vectorwellpatternemphasizedthewellpatternshouldadapttotheanisotropism.Thearticlethinkthefollowingtwothingsarecritical,Oneiscalculatinginjecting-producingdistanceaccordingtovectorpermeability,Theotheristheselectionofwater-drivingorientationbasedonthefeaturesofreservoir.Utilizingthenumericalsimulationandhands-onfromoilfields,wehasobtainedthemethodofdesigningvectorreservoir.Theactsillustratetheeffectisverygood.

Keywords:Oilfielddevelopment,ReservoirInhomogeneity,Vectorpatternofwell-net

收稿日期:2006-06-25

作者简介:叶欣(1981-),女,硕士,四川自贡人,成都理工大学在读硕士研究生,石油地质学专业。主要从事储层沉积

学与储层地球化学研究。

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