邊底水油藏水平井二次開發(fā)技術(shù)研究——以高淺北區(qū)為例

龔晶晶，唐小云，劉道杰，王 紅

（中國石油冀東油田公司勘探開發(fā)研究院，河北唐山 063004）

1 水平井開發(fā)適應(yīng)性研究

高淺北區(qū)油藏位于南堡陸地高尚堡油田高柳斷層上升盤，是一個受構(gòu)造控制的邊底水驅(qū)斷鼻狀常規(guī)稠油油藏，屬于辮狀河沉積，具有物性好、非均質(zhì)性強的特點，采用250 m反九點基礎(chǔ)井網(wǎng)、局部180 m二次加密定向井井網(wǎng)開發(fā)，開發(fā)后期呈現(xiàn)出明顯的高含水、高遞減、低采出程度、低采收率開發(fā)特征，利用現(xiàn)有的開發(fā)井網(wǎng)和開發(fā)方式，采用卡堵水、防砂、解堵、提液等常規(guī)措施難以實現(xiàn)區(qū)塊開發(fā)形勢的根本好轉(zhuǎn)，需要創(chuàng)新開發(fā)思路，轉(zhuǎn)變開發(fā)方式。

水平井開發(fā)泄油面積大、底水錐進慢，可以提高油井產(chǎn)量和采收率、節(jié)約鉆井投資、提高油田開發(fā)效益，是已開發(fā)油田開發(fā)中、后期直井挖潛效果變差的情況下，一種經(jīng)濟有效的二次開發(fā)手段［1－5］。

考慮到井身軌跡及水平井的儲量基礎(chǔ)，稠油油藏油層厚度一般應(yīng)在6 m以上，稀油油藏油層厚度應(yīng)在3 m以上［6］。高淺北區(qū)油藏埋深1700～1900 m，地層壓力下原油黏度為90.34 mPa·s，油層平均厚度6～20 m，適合水平井開發(fā)。

從高淺北區(qū)已實施的水平井效果分析，水平井開發(fā)生產(chǎn)壓差小，可有效解決定向井開采油井出砂、措施頻繁而造成的產(chǎn)量低、含水上升快、無法正常生產(chǎn)等問題；同時水平井開發(fā)底水錐進慢，泄油面積大，能有效提高驅(qū)油面積，提高油藏采收率，有效改善開發(fā)效果。

2 油藏潛力評價

根據(jù)剩余油潛力研究成果，按照含水階段、油藏類型及井控程度將潛力進行分類評價（表1），為不同類型剩余油潛力開展針對性的水平井開發(fā)技術(shù)政策研究提供基礎(chǔ)。

表1 剩余油潛力評價分類統(tǒng)計

3 水平井部署開發(fā)技術(shù)政策論證

水平井位置、水平段長度等是影響開發(fā)效果的重要因素，很多學(xué)者已開展了相關(guān)研究［7－14］。筆者針對目標(biāo)區(qū)不同的潛力類型，開展了針對性的開發(fā)技術(shù)政策論證。

3.1 低含水期底水驅(qū)油藏開發(fā)技術(shù)政策

對于底水驅(qū)油藏，無因次水平井產(chǎn)量為：

水平井在油層中的無因次縱向位置：

水平井無因次見水時間：

由此計算并繪制出水平井無因次產(chǎn)量與無因次垂向位置關(guān)系曲線（圖1）、無因次見水時間與無因次垂向位置關(guān)系曲線（圖2）。由圖1可以看出，底水油藏水平井開發(fā)，產(chǎn)量與水平段的縱向位置相關(guān)，當(dāng)hD為0.9左右時產(chǎn)量達到最大值；水平井見水時間也隨著hD的增加而增加（圖2）。受底水錐進影響，水平段距離底水越近，開發(fā)效果越差，油藏數(shù)值模擬顯示，目標(biāo)區(qū)油藏水平段距離底水6～7 m，水平井累計產(chǎn)量才能達到經(jīng)濟極限采油量（圖3）。綜合考慮各個因素，底水驅(qū)油藏水平井開發(fā)，油層厚度須達到7 m以上，最優(yōu)垂向位置為hD＝0.9。

圖1 無因次臨界產(chǎn)量與無因次垂向位置關(guān)系曲線

圖2 無因次見水時間與無因次縱向位置關(guān)系曲線

圖3 不同垂向位置水平井累計產(chǎn)油曲線

由于水平井水平段內(nèi)有摩擦損失，原油沿井筒流動出現(xiàn)壓降。當(dāng)不考慮井筒內(nèi)的摩擦損失時，油井產(chǎn)量與水平段長度成線形增長；當(dāng)考慮井筒內(nèi)的摩擦損失時，隨水平段長度的增加，油井產(chǎn)量增長變緩（圖4），目標(biāo)區(qū)水平段長度以200 m以內(nèi)為宜。

圖4 水平井產(chǎn)量與水平井長度關(guān)系曲線

3.2 低含水期邊水驅(qū)油藏開發(fā)技術(shù)對策

對于邊水驅(qū)油藏，水平井無因次產(chǎn)量為：

水平井在油層中的無因次縱向位置：

水平井無因次距邊水距離：

式中：L——水平段長度，m；b——水平段距邊水距離，m。

計算并繪制出水平井無因次產(chǎn)量與無因次垂向位置關(guān)系曲線（圖5）、無因次產(chǎn)量與無因次邊水距離關(guān)系曲線（圖6）。從圖5看出，當(dāng)生產(chǎn)壓差和各向異性比一定時，水平井處于油層中部時的產(chǎn)量達到最大值。從圖6看出，對于一定的水平段長度，隨著平面上距邊水距離的增加，水平井產(chǎn)量開始時降低較快，當(dāng)b＞4h時減緩而趨于常數(shù)。

圖5 無因次產(chǎn)量與無因次垂向位置關(guān)系曲線

數(shù)值模擬不同無因次距邊水距離下水平井見水時間的變化（圖7），當(dāng)邊水位置一定，水平井隨著在油層中的位置hw增加，見水時間逐漸增加；當(dāng)水平井在油藏中的位置hw一定時，見水時間隨著距邊水距離的增加，開始時增加較快，當(dāng)b＞4h時，見水時間的增加減緩而趨于常數(shù)，此時見水最慢。

圖6 無因次產(chǎn)量與無因次邊水距離關(guān)系曲線

圖7 水平井見水時間與無因次邊水距離關(guān)系曲線

綜合考慮各個因素，邊水驅(qū)油藏水平井開發(fā)，最優(yōu)平面位置為b＞4h，最優(yōu)垂向位置為hD＝0.5～0.9。

3.3 底水驅(qū)動油藏高含水期井間剩余油潛力區(qū)開發(fā)技術(shù)對策

高含水期井間剩余油分布復(fù)雜，研究表明，目標(biāo)區(qū)剩余油平面上主要分布在心灘等物性較差的構(gòu)型體、油井之間、注采井組之間靠近油井一側(cè)、斷層和砂巖尖滅區(qū)附近、以及垂直于優(yōu)勢滲流通道兩側(cè)；縱向上主要分布在隔夾層發(fā)育區(qū)域上下層位的中上部［15－16］。

生產(chǎn)實踐及油藏數(shù)值模擬研究表明，目標(biāo)區(qū)底水驅(qū)油藏，當(dāng)油層厚度5～10 m，水錐半徑為60～100 m，模擬在250 m井距反九點正方形井網(wǎng)井間進行水平井挖潛，結(jié)果表明水平井長度不宜過長，以60～90 m為宜（圖8）。隔層模擬表明，隔層能有效延緩油井見水時間（圖9），隔層范圍越大，隔層上部油井生產(chǎn)見水越慢。

綜合分析，對于底水驅(qū)動油藏高含水期井間剩余油挖潛，水平井部署優(yōu)選隔夾層發(fā)育區(qū)域和遠離底水區(qū)域的剩余油富集區(qū)，平面上距鄰井距離應(yīng)不小于100 m，水平段長度60～90 m。

4 水平井優(yōu)化部署

圖8 高含水階段水平井長度與累計產(chǎn)油關(guān)系曲線

圖9 底水油藏隔層對油井見水時間影響

4.1 部署原則

（1）以小層為單元，依據(jù)各單元具體情況分別進行研究部署；

（2）通過開發(fā)與調(diào)整，提高區(qū)塊采油速度，提高油藏可采儲量和最終采收率；

（3）開發(fā)與調(diào)整部署與已有井網(wǎng)和層系相協(xié)調(diào)；

（4）開發(fā)與調(diào)整的區(qū)域具備剩余地質(zhì)儲量物質(zhì)基礎(chǔ)；

（5）開發(fā)與調(diào)整后能獲得較好的經(jīng)濟效益。

4.2 開發(fā)調(diào)整部署

在精細油藏描述、油層動用狀況分析及油藏數(shù)值模擬剩余油分布研究基礎(chǔ)上，以提高區(qū)塊儲量動用程度、提高采收率、改善開發(fā)效果為目標(biāo)，通過開發(fā)調(diào)整方案研究，在高淺北區(qū)優(yōu)化部署水平井109口，鉆井進尺27×104m，設(shè)計單井日產(chǎn)能力8～11 t，日產(chǎn)水平1150 t，新建原油生產(chǎn)能力34.5×104t。

4.3 實施效果

截止目前，高淺北區(qū)二次開發(fā)完成109口水平井和側(cè)鉆水平井的實施，區(qū)塊采收率由15%提高到23%，取得了油藏高含水開發(fā)階段開發(fā)調(diào)整的較好效果。

5 結(jié)論

（1）通過研究低含水期和高含水期邊底水油藏開發(fā)技術(shù)政策，形成了邊底水油藏水平井二次開發(fā)技術(shù)，為該類型油藏二次開發(fā)提供了技術(shù)支撐。

（2）低含水期底水驅(qū)油藏開發(fā)，油層厚度須達到7 m以上，最優(yōu)垂向位置為hD＝0.9，水平段長度以200 m以內(nèi)為宜；低含水期邊水驅(qū)油藏開發(fā)，最優(yōu)平面位置為b＞4h，最優(yōu)垂向位置為hD＝0.5～0.9；底水驅(qū)動油藏高含水期井間剩余油挖潛，水平井部署優(yōu)選隔夾層發(fā)育區(qū)域和遠離底水區(qū)域，距鄰井應(yīng)不小于100 m，水平段長度60～90 m。

（3）高淺北區(qū)油藏實施水平井二次開發(fā)，提高采收率8.0個百分點，開發(fā)效果顯著，開發(fā)形勢得到根本扭轉(zhuǎn)，其經(jīng)驗和做法值得相似類型油藏借鑒。

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