薩中油田二次開發(fā)井位優(yōu)化設計及實施方法

吳忠臣

（中國石油大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

二次開發(fā)重構開發(fā)井網既是老油田恢復旺盛生產力的重要手段，又是其他二次開發(fā)技術實施的基礎，但薩中油田獨特的地質開發(fā)情況和地面現(xiàn)狀給二次開發(fā)井位的設計帶來了一系列難題，因此必須對二次開發(fā)的井位設計進行優(yōu)化研究。

1 二次開發(fā)井位設計遇到的問題

（1）薩中油田地質開發(fā)情況復雜，二次開發(fā)井網部署難度大。一是薩中油田油層發(fā)育多，各類油層交互發(fā)育，非均質性嚴重，自上而下發(fā)育了薩爾圖、葡萄花、高臺子油層，共分9 個油層組，41 個砂巖組，136個小層，150個細分沉積單元，可分為10種大型河流-三角洲沉積體系砂體，總地層厚度約為500 m，二次開發(fā)井網兼顧開發(fā)各類油層難度大。二是經過五十多年的開發(fā)，薩中油田水驅井網已經由基礎井網發(fā)展到一、二、三次加密調整井網，聚合物驅已由單純主力油層聚驅發(fā)展為主力油層聚合物驅、二類油層聚合物驅以及三元復合驅等井網，不同區(qū)塊的水、聚驅井網又采取了不同的井網部署方式和層系組合模式，目前多套井網共同開發(fā)，二次開發(fā)新老井網利用難度大。

（2）地處市中心，地面建筑物密集，二次開發(fā)地面井位設計難度大。薩中油田地處主城區(qū)，油田和市政建筑密集，目前城市設施、生產設施等已占地面的67%，其余的33%都為零散空地，地面井位選擇難度大，需要大量鉆定向井，甚至局部出現(xiàn)定向井都無法實施的情況。

（3）二次開發(fā)井距小，斜井比例大，井眼軌跡易在油層段偏移，造成井網井距不規(guī)則，影響開發(fā)效果。薩中二次開發(fā)過程中定向井占新鉆井的80%以上，通過數(shù)值模擬，鉆定向井造成地下實際的井與井間距離過大或過小，導致目的層段井眼軌跡偏離目的層（設計坐標），井網井距極不規(guī)則，對采收率的影響較大。

2 二次開發(fā)井位優(yōu)化設計方法

為了便于解決二次開發(fā)井位設計及實施中存在的問題，從油藏井位設計、地面井位設計、鉆井實施保障手段三個方面進行了研究，共同保障二次開發(fā)井網的開發(fā)效果。

2.1 二次開發(fā)油藏井網部署方法［1-5］

（1）各類油層采用不同的井網部署方式。根據(jù)近年來室內實驗成果和現(xiàn)場試驗結果，對三次采油階段油層分類，對于不同的油層，設計出不同的開發(fā)井網方式。分別設計了針對一類、二類、三類油層的3套井網，合理利用老井網，在其基礎上加密新井，共同開發(fā)各類油層，以滿足各類油層都有井網開發(fā)，各套井網都有足夠的油層可以開采，見表1。

表1 各類油層合理的二次開發(fā)井網部署方式

（2）各套井網同時部署，同時鉆建。薩中油田實施老油田二次開發(fā)工程以來，井網密度將由現(xiàn)在的78口／km2增加到186口／km2。結合薩中油田地面建筑較多的實際情況，為避免后期鉆建與城建用地沖突，提出了區(qū)塊井網部署應一次到位、同步鉆建的方案，既解決了產量遞減快的問題，又減少了重復鉆建用地緊張的問題。

2.2 二次開發(fā)地面井位優(yōu)化設計方法［6-8］

將地下油藏井位的部署與地面井位的選擇相結合，地上地下井位同時部署，統(tǒng)籌考慮。具體操作方法是，首先按照常規(guī)方法部署地下油藏井網，然后將地下井位坐標落在最新版的油田地面矢量地圖上，運用計算機程序，自動優(yōu)化設計地面井位。當程序無法找到合適的地面井位時，井位設計人員再根據(jù)地面地下情況調整地下井位或地面動遷方案。井位設計一次成型，無需修改，既有效提高了井位設計工作效率和設計精度，減少了井網部署和鉆井井位設計人員的工作強度，又縮短了鉆建投產周期，確保產量運行進度。

2.3 油層段井網井距保障方法［9-12］

油藏數(shù)值模擬計算結果表明，小井距情況下定向井軌跡在油層段偏離開發(fā)設計靶點越遠，導致井網越不規(guī)則，影響采收率也就越大。通過數(shù)值模擬計算，若采用常規(guī)定向井鉆井技術，薩中油田二次開發(fā)井網由于鉆定向井平均影響采收率1.6 個百分點，減少可采儲量900余萬噸，相當于損失了一個油田。因此，研究如何減少定向井對油田采收率的影響，保證二次開發(fā)油層段井網井距規(guī)則的技術，具有至關重要的意義。通過一系列的研究，取得了以下成果：

（1）鉆井剖面設計優(yōu)化方法。普通定向井井眼軌跡采用有利于加快鉆井速度的三段制鉆井設計，即垂直段＋增斜段＋穩(wěn)斜段，穩(wěn)斜段斜穿越油層，就會出現(xiàn)定向井在油層內部軌跡過長的現(xiàn)象，特別是對于大位移井，導致油層段實際井網與設計井網不相符，影響開發(fā)方效果。針對二次開發(fā)區(qū)塊井距小、定向井比例大、水平位移大的情況，提出了定向垂直井的概念。定向垂直井是在普通定向井的基礎上，通過倒換鐘擺鉆具和使用導向螺桿鉆具等工藝，來實現(xiàn)定向井井眼軌跡在進入油層時保持井斜角小于10°的技術。在小井距情況下，采用五段制設計，無論定向井水平位移是多少米，不管定向井相對、相鄰還是相向，井眼軌跡在油層中的水平偏移不會超過25 m，這對于老油田二次開發(fā)100～125 m 開發(fā)井距來說，基本可以保證其注采井距相對規(guī)則，最大限度地降低了定向井對采收率的影響。

（2）鉆井平臺、鉆進方向優(yōu)化方法。對處于同一井組的定向井，采用三維空間井眼軌跡設計方法，調整單井鉆井平臺位置，保證油層段靶點位移不超過25 m 和注采井距相對均勻。

（3）入靶點位置優(yōu)化方法。對于受地面建筑及地下老井軌跡影響，既不能調整設計軌跡方向，又不能調整鉆井平臺位置的個別井，采取入靶點深度下移的方式，保證大部分油層靶點位移不超過25 m。

另外，為了便于隨鉆檢查和調整定向井軌跡，可應用三維井眼軌跡設計技術，隨時對比油層頂部、中部、底部的實鉆軌跡和設計軌跡，跟蹤鉆進過程中的井網井距，并為鉆井驗收提供依據(jù)。

3 取得的效果

（1）把二次井位優(yōu)化方法應用于薩中油田中區(qū)西部和西區(qū)二次開發(fā)，投產初期各套井網平均日產油均高于設計值，見到了較好的開發(fā)效果，見表2、表3。

表2 中區(qū)西部二次開發(fā)新井投產效果

表3 西區(qū)二次開發(fā)新井投產效果

（2）區(qū)塊每套井網通過水驅和化學驅多輪次接替開采，預期最終采收率可達到60%左右，井網使用期在30～40年，實現(xiàn)區(qū)塊長期可持續(xù)開采，產量預測見圖1。

圖1 中區(qū)東部、東區(qū)二次開發(fā)井網分階段開發(fā)產量預測

4 幾點認識

（1）從初步開發(fā)效果看，薩中二次開發(fā)井位設計的思路是正確可行的，能夠保證區(qū)塊長期可持續(xù)開采。

（2）采用地面井位與油藏設計井位相結合的方式有效提高了井位設計工作效率和設計精度，減少了井網部署和鉆井井位設計人員的工作強度。

（3）采用定向井油層段井網井距保證方法可以確保二次開發(fā)井網的規(guī)則，能夠挽回大量的可采儲量損失。

［1］ 王鳳蘭，石成方，田曉東，等.大慶油田“十一五”期間油田開發(fā)主要技術對策研究［J］.大慶石油地質與開發(fā)，2007，26（2）：62-66.

［2］ 李潔，張善嚴.喇薩杏油田特高含水期油層分類［J］.大慶石油地質與開發(fā)，2007，26（6）：86-90.

［3］ 韓大匡.關于高含水油田二次開發(fā)理念、對策和技術路線的探討［J］.石油勘探與開發(fā)，2010，37（5）：583-591.

［4］ 朱麗紅，肖愛莉，杜慶龍.用層次分析法優(yōu)選喇薩杏油田三次加密調整區(qū)塊［J］.大慶石油地質與開發(fā)，2003，22（3）：35-36.

［5］ 隋明園，解先民.密井網斜井井距優(yōu)化設計［J］.油氣田地面工程，2011，30（6）：37-40.

［5］ 胡丹丹，唐瑋，常毓文.薩中北一區(qū)斷東厚油層聚驅后井網重構［J］.大慶石油地質與開發(fā)，2010，29（2）：59-63.

［6］ 彭昱強，涂彬，魏俊之，等.油氣田開發(fā)井網研究綜述［J］.大慶石油地質與開發(fā)，2002，21（6）：22-25.

［7］ 劉月田.各向異性油藏注水開發(fā)布井理論與方法［J］.石油勘探與開發(fā)，2005，32（5）：101-104.

［8］ 林立，王春波.薩爾圖油田北二區(qū)東部三次加密調整布井方法研究［J］.大慶石油地質與開發(fā)，1998，17（6）：25-28.

［9］ 齊春艷.喇薩杏油田薄差油層及表外儲層調整方式［J］.大慶石油地質與開發(fā)，2010，29（2）：64-69.

［10］ 張少波，汪益寧，許建紅.坪北低滲透油藏開發(fā)井網優(yōu)化［J］.大慶石油地質與開發(fā)，2011，30（3）：63-66.

［11］ 陳元千.油氣藏實用工程方法［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1990.

［12］ 韓大匡.深度開發(fā)高含水油田提高采收率問題的探討［J］.石油勘探與開發(fā)，1995，22（5）：47-55.