八面河油田水平井優化設計研究

王婭妮，江 山，王新海,馮 帥，尹 虎，陳光喜

(油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學)，湖北 荊州 434023)

八面河油田水平井優化設計研究

王婭妮，江 山，王新海,馮 帥，尹 虎，陳光喜

(油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學)，湖北 荊州 434023)

利用數值模擬技術從水平井方位、平面位置、水平段長度3個方面分別對中低滲薄油藏和厚油藏水平井開發效果的影響進行模擬預測，提出了針對八面河油田的水平井優化設計方案。研究結果表明，中低滲透(滲透率<200×10-3μm2)的薄油藏(厚度在1～2m)，水平井的方位為垂直于主滲方向，距邊水120m，水平井段長度為180～200m，開發效果較好；對于中低滲透(滲透率<200×10-3μm2)的厚油藏(厚度在5～20m)，得出水平井的方位為垂直于主滲方向，距邊水100m，水平井段長度為200～220m，開發效果較好。

八面河油田；水平井；優化設計；數值模擬

石油天然氣是國家經濟發展的重要戰略物資，也是油田持續穩定發展的基礎。隨著大部分油田進入高含水或特高含水期，剩余油分布復雜，挖潛難度較大。利用直井挖潛，含水上升快，經濟效益差，而水平井采油因具有生產壓差小、泄油面積大等特點，能夠控制含水上升速度、增加產液量，己成為新油田開發、老油田挖潛、提高采收率的重要技術。目前，國內水平井數量也在逐年增多,但一些水平井的生產并不理想,如產量不高、投產時間很短就見水、含水上升快、產油量下降快等。在這種情況下，對水平井的優化設計就顯得尤為重要。

1 工區概況

八面河油田角四區塊地處山東省壽光市境內，構造上位于東營凹陷南斜坡八面河鼻狀斷裂構造帶北部的中部，為向北傾斜的反向斷鼻型油藏，地質構造形態一直是典型的“饅頭”狀，構造東西部都很陡，與八面河油田東陡西緩構造基本形態不匹配。

2 模擬研究水平井優化

水平井優化設計的主要內容是，根據油藏參數和流體參數，優化設計水平井在油藏中的方位和位置、水平井的長度和水平井的生產壓差，當然還應當包括水平井的完井，油藏保護以及與其他增產措施的匹配等。根據不同儲層物性與剩余油分布特征，利用油藏數值模擬軟件，分別對中低滲透(滲透率小于200×10-3μm2)薄油藏(厚度在1～2m)與厚油藏(厚度在5～20m) 的水平井方位 、水平段最佳位置以及水平段長度進行優化。

2.1水平井平面位置優化

水平井最佳位置在油藏中縱向位置受到油層厚度、隔夾層分布、油水界面和油氣界面位置等的制約。由于水平井在油層中位置是永久性的，無論何種類型的油藏，實施水平井的關鍵是根據油藏地質特征正確地設計水平井井段位置。

1)薄油藏(厚度1～2m)水平井平面位置優選 薄油藏平面位置優選主要考慮邊水影響，因此建立了水平井產量與距邊水距離模型，設定油層厚度為2m，距邊水分別為20、40、60、80、100、120、140、160m，模擬時間為15年。從數值模擬結果(見圖1)可以看出，隨著水平井距邊水的距離增大，累積產量在遞增，但是當離邊水的距離超過120m，累積增量在減少。故薄油藏最佳的距邊水距離為120m。

2)厚油藏(厚度5～20m)水平井平面位置優選 設定初始含油飽和度為0.65，油層厚度為20m,對水平井平面位置優化進行研究，分別距邊水20、40、60、80、100、120、140、160、180m部署水平井，水平井水平段長300m，模擬時間為15年。從模擬結果(見圖2)可知，距離邊水小于100m時，累積產油量增加幅度很大，大于100m后，累積產油量變化幅度很小，所以最佳的距邊水距離為100m左右。

圖1 薄油藏距邊水不同距離開發效果對比圖 圖2 厚油藏距邊水不同距離開發效果對比圖

2.2水平井方位優選

水平井在油藏中的方位是指水平井在油藏中的延伸方向與油藏主滲透率的匹配問題。水平段的延伸方向與儲層的構造形態、斷層位置、含油砂體的沉積類型和邊界有密切關系，同時還應該參考儲層中地應力分布、天然裂縫的發育以及地面已有井網等情況。

1)薄油藏水平井方位優選 模型設計方位為水平井與主滲方向平行、與主滲夾45°角、垂直于主滲方向3個方面。從模擬結果(見圖3)可以看出，當水平井水平段方向與主滲方向垂直時，累積產油量最大，且隨著角度的減少，累產油在遞減，說明水平井的最佳設計方位為垂直于主滲方向。

2) 厚油藏(厚度5～20m)水平井方位優選 厚油藏水平井設計與薄油藏相似，從水平井水平段與主滲方向一致、垂直于主滲方向、與主滲方向夾45°角3個方面設計。油藏厚度為20m,水平井水平段長度為300m,模擬時間為15年。從模擬結果(見圖4)可以看出，隨著水平井的水平段方向與主滲方向夾角逐漸增大時，累產油在逐漸增大，當與主滲方向垂直時，累產油達到最大值，最小值為水平井方向平行與主滲方向。

圖3 薄油藏不同方位效果對比圖 圖4 厚油藏不同方位效果對比圖

2.3水平井的長度優化

水平井的長度是一個關鍵參數，影響到水平井的產能、臨界產量和底水突破時間。水平井越長，越有利于底水油藏的開發，但其鉆井費用越高，關鍵是兩者的協調，應從經濟效益進行優化。

1)薄油藏(厚度1～2m)水平井長度優化 分析認為在水平井長度增加到350m以后，隨著長度的增加，產量遞增幅度不明顯。因此，在平面位置、方位優化基礎上，設計水平井距離邊水100m、油藏厚度為2m，分別設計水平井段長度為100、120、140、160、180、200、220、240m。模擬時間為15年。從模擬結果(見圖5)可以看出，隨著水平井水平段的增加，累積產油量會有一定幅度的增加，但是當水平段小于180m時，產量遞增較快，當大于200m后，產量遞增較少，故薄油藏最佳的水平井水平段長度為180～200m。

2)厚油藏(厚度5～20m)水平井水平段優化設計 以平面距邊水100m、油層厚度為20m,設計了水平段長度分別為120、140、160、180、200、220、240、260m。模擬15年。通過數值模擬結果(見圖6)可以看出，水平井段長度從120～220m時，產量遞增較快，當水平井長度超過200m時，產量遞增較慢，由此可以得出結論：水平段長度在200～220m之間最適宜。

圖5 薄油藏水平井段長度與產量關系對比圖 圖6 厚油藏水平井段長度與產量關系對比圖

3 結 論

對常規油藏開發中薄油藏和厚油藏分布進行了水平井方位、水平井平面位置和水平井長度的優化設計，得出了如下結論：中低滲透(滲透率<200×10-3μm2)的薄油藏(厚度在1～2m)，水平井的方位為垂直于主滲方向，距邊水120m，水平井段長度為180～200m，開發效果較好；對于中低滲透(滲透率<200×10-3μm2)的厚油藏(厚度在5～20m)，得出水平井的方位為垂直于主滲方向，距邊水100m，水平井段長度為200～220m，開發效果較好。

[1]王振彪.水平井地質優化設計[J].石油勘探與開發，2002,29(6)：78-80.

[2]王軍，楊廣林，谷維成.利用水平井開發云2塊邊底水油藏[J].斷塊油氣田，2003,10(3)：61-63.

[3]王覺民，金曉輝.水平井優化設計中油藏地質因素的分析[J].石油與天然氣地質，1997,12(5)：18-22.

[4]相建民.塔里木油田水平井優化設計方法及跟蹤效果評價[J].天然氣地球科學，2006,17(4)：435-438.

[5] 楊立恒，孫欣華，李翔，等.吐哈油田水平井優化設計技術研究與應用[J].石油地質與工程，2009,23(4)：77-78，81.

[6]尹顯林.牙哈凝析氣藏水平井優化設計及開發跟蹤研究[J].天然氣勘探與開發，2004,27(3)：31-34.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.11.034

TE34

A

16731409(2012)11N10403