低滲透油藏壓裂水平井油藏工程探究

甘慶明,牛彩云,呂億明

（中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院,710000）

低滲透油藏壓裂水平井油藏工程探究

甘慶明,牛彩云,呂億明

（中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院,710000）

該文針對(duì)低滲透油藏壓裂水平井，利用油藏?cái)?shù)值模擬方法，研究低滲透油藏壓裂水平井的產(chǎn)量遞減規(guī)律、含水上升規(guī)律和水驅(qū)特征規(guī)律等油藏工程。在五點(diǎn)法、七點(diǎn)法注采井網(wǎng)下研究壓裂水平井的最終采收率。結(jié)果表明：低滲透油藏壓裂水平井初期產(chǎn)液量較高，產(chǎn)量遞減比較快，而后很快進(jìn)入緩慢遞減、平穩(wěn)變化階段；在五點(diǎn)法、七點(diǎn)法注采井網(wǎng)下，低滲透油藏壓裂水平井開采的最終采收率在20%左右，七點(diǎn)法井網(wǎng)的含水上升速度更快，五點(diǎn)法井網(wǎng)的最終采收率更高。

低滲透油藏；壓裂水平井；油藏工程

0 引言

由于我國低滲透油藏的滲透率低，滲流阻力大，連通性差，油井自然產(chǎn)能很低，無法滿足經(jīng)濟(jì)開發(fā)的需求，因此，為了提高單井產(chǎn)量，改善開發(fā)效果，需要對(duì)低滲透油藏的開發(fā)技術(shù)進(jìn)行有效的壓裂改造。低滲透油藏的地層壓裂是在地層內(nèi)部壓開并填充較長的人工裂縫，以增大低滲透巖石的裸露面積，即與井筒溝通的面積，減小流體的滲流阻力，在井筒附近地層形成高導(dǎo)流能力的通道供油氣滲流，達(dá)到增產(chǎn)的目的。

目前，針對(duì)低滲透油藏壓裂水平井的油藏工程研究已經(jīng)成為低滲透油藏開發(fā)的重要研究焦點(diǎn)，而對(duì)注采井網(wǎng)下的壓裂水平井油藏工程研究較少。針對(duì)此，本文利用油藏?cái)?shù)值模擬方法建立了低滲透油藏壓裂水平井的注采井網(wǎng)模型，研究了壓裂水平井的產(chǎn)量遞減、含水上升及最終采收率等油藏工程問題，為低滲透油藏壓裂水平井高效開發(fā)提供理論指導(dǎo)。

1 低滲透油藏壓裂水平井模型

1.1 低滲透油藏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

根據(jù)長慶油田某油藏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分別建立五點(diǎn)法注采井網(wǎng)和五點(diǎn)法注采井網(wǎng)的油藏?cái)?shù)值模擬理論模型，研究低滲透油藏壓裂水平井的生產(chǎn)特征及變化規(guī)律。

1.2 低滲透油藏壓裂水平井注采井網(wǎng)模型

利用油藏?cái)?shù)值模擬軟件建立低滲透油藏壓裂水平井五點(diǎn)法注采井網(wǎng)模型和七點(diǎn)法注采井網(wǎng)模型

在注采井網(wǎng)模型中：壓裂水平井的水平井筒長度300m，裂縫條數(shù)4條，裂縫半長80m，裂縫導(dǎo)流能力30D·cm。注水井同步注水20m3/d，壓裂水平井定壓（10MPa）生產(chǎn)。

2 產(chǎn)量遞減規(guī)律研究

2.1 裂縫長度對(duì)壓裂水平井產(chǎn)量的影響

裂縫越長，壓裂水平井產(chǎn)量越高，同樣隨著壓裂縫長度的增加，產(chǎn)量增幅逐漸減小，產(chǎn)量增長與裂縫長度并非呈簡單線性關(guān)系，主要是由于考慮了裂縫導(dǎo)流能力，即裂縫有限導(dǎo)流，裂縫越長裂縫內(nèi)阻力也越大。

2.2 裂縫導(dǎo)流能力對(duì)壓裂水平井產(chǎn)量的影響

裂縫導(dǎo)流能力越大，壓裂水平井產(chǎn)量越高遞減速度也越快，但隨著壓裂縫導(dǎo)流能力的增加產(chǎn)量增幅逐漸變小。其主要原因在于，當(dāng)壓裂縫導(dǎo)流能力過低時(shí)，而油層供給能力比較強(qiáng)，使得在裂縫附近流體聚集，產(chǎn)生附加阻力。這時(shí)如果增加裂縫導(dǎo)流能力解除這部分，附加阻力產(chǎn)量明顯上升。當(dāng)壓裂縫裂縫導(dǎo)流能力過高時(shí)，而 油層供給跟不上 ，出現(xiàn)“抽空”現(xiàn)象，表現(xiàn)為導(dǎo)流能力的增加。產(chǎn)量增幅減小。因此需要優(yōu)化壓裂縫的導(dǎo)流能力，使得裂縫導(dǎo)流能力與油層供給能力相一致。

2.3 水平井段長度對(duì)壓裂水平井產(chǎn)量的影響

壓裂水平井水平井段長度越長，水平井的日產(chǎn)油量越高。而在開發(fā)后期水平井段長度對(duì)水平井的產(chǎn)量影響不明顯。低滲透油藏壓裂水平井初期產(chǎn)液量較高，產(chǎn)量遞減比較快，而后很快進(jìn)入緩慢遞減、平穩(wěn)變化階段。主要是由于初期階段，近裂縫周圍滲流阻力小，產(chǎn)量高。隨著壓力波傳播，泄油半徑增大，滲流阻力變大，產(chǎn)量減小，而且先期遞減快，后期遞減慢。在注采井網(wǎng)下，地層能量得到有效補(bǔ)充可以延緩產(chǎn)量遞減速度、縮短快速遞減期維持較高的穩(wěn)產(chǎn)水平。

3 含水上升規(guī)律研究

3.1 裂縫長度對(duì)壓裂水平井含水上升的影響

壓裂水平井的裂縫長度越長，水驅(qū)前緣到達(dá)裂縫的時(shí)間越短，壓裂水平井的低含水生產(chǎn)期越短，含水上升速度越快。

3.2 裂縫導(dǎo)流能力對(duì)壓裂水平井含水上升的影響

裂縫導(dǎo)流能力越大，壓裂水平井的含水上升速度越快，但是隨著裂縫導(dǎo)流能力的增加，含水上升的幅度減小。壓裂水平井的含水在生產(chǎn)初期變化較小，經(jīng)過含水平穩(wěn)階段后，含水急劇上升。裂縫長度對(duì)含水平穩(wěn)期的長短有較大影響，而裂縫導(dǎo)流能力對(duì)含水上升速度影響較大。

圖1 五點(diǎn)法注采井網(wǎng)下水驅(qū)特征曲線

4 水驅(qū)特征曲線研究

4.1 五點(diǎn)法注采井網(wǎng)下水驅(qū)特征曲線

由水驅(qū)特征曲線可知：在油田注水開發(fā)前期，油田初見水，含水上升緩慢，開發(fā)井區(qū)處于高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)期；油井見水后，井區(qū)進(jìn)入含水上升期，含水上升比較快，直線呈上翹形式。

結(jié)合采出程度變化曲線，五點(diǎn)法注采井網(wǎng)下井區(qū)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)期（采出程度＜8%）接近于10年。

4.2 七點(diǎn)法注采井網(wǎng)下水驅(qū)特征曲線

圖2 七點(diǎn)法注采井網(wǎng)下水驅(qū)特征曲線

七點(diǎn)法注采井網(wǎng)下的水驅(qū)特征曲線規(guī)律與五點(diǎn)法注采井網(wǎng)下的水驅(qū)特征曲線規(guī)律相似。結(jié)合采出程度變化曲線，七點(diǎn)法注采井網(wǎng)下井區(qū)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)期（采出程度＜8.5%）接近于10年。

4.3 五點(diǎn)法、七點(diǎn)法注采井網(wǎng)開采效果對(duì)比

圖3不同注采井網(wǎng)下含水上升曲線及水驅(qū)特征曲線

由圖可知：五點(diǎn)法井網(wǎng)和七點(diǎn)法井網(wǎng)都有較好的穩(wěn)產(chǎn)階段，當(dāng)采出程度達(dá)到8%以后，含水上升開始對(duì)壓裂水平井的開發(fā)效果產(chǎn)生明顯影響。相比之下，七點(diǎn)法井網(wǎng)的含水上升速度更快，但同時(shí)產(chǎn)液能力更強(qiáng)，開發(fā)效果更好，五點(diǎn)法井網(wǎng)的最終采收率更高。

5 結(jié)論

（1）裂縫參數(shù)對(duì)壓裂水平井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)有明顯影響。其中，裂縫半長越長、水平段長度越大，壓裂水平井初期產(chǎn)液量越高，含水上升越快，注水見效后產(chǎn)液量回升也越明顯。裂縫導(dǎo)流能力對(duì)壓裂水平井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)影響較小。

（2）在五點(diǎn)法、七點(diǎn)法注采井網(wǎng)下，低滲透油藏壓裂水平井開采的最終采收率在20%左右。七點(diǎn)法井網(wǎng)的含水上升速度更快，但同時(shí)產(chǎn)液能力更強(qiáng)，開發(fā)效果更好。

[1] 曾保全,程林松,李春蘭.特低滲透油藏壓裂水平井開發(fā)效果評(píng)價(jià)[J]．石油學(xué)報(bào)，2010,31(5)：791-796．

[2] 冉新權(quán),程啟貴,屈雪峰.特低滲透砂巖油藏水平井井網(wǎng)形式研究[J].石油學(xué)報(bào),2008,29(1)：89-92．

[3] 李彥興,韓令春,董平川.低滲透率油藏水平井經(jīng)濟(jì)極限研究[J].石油學(xué)報(bào),2009,30(2)：242-246．

[4] 徐嚴(yán)波,齊桃,楊風(fēng)波.壓裂后水平井產(chǎn)能預(yù)測(cè)新模型[J].石油學(xué)報(bào),2006,27(1)：89-91．

[5] 曾凡輝,郭建春,徐嚴(yán)波.壓裂水平井產(chǎn)能影響因素[J].石油勘探與開發(fā),2007,34(4)：474-477．

甘慶明，男，1977年生，河南信陽人，工程師，2004年畢業(yè)于西安石油大學(xué)油氣田開發(fā)專業(yè)獲碩士學(xué)位，主要從事采油工藝技術(shù)研究及推廣工作。

Study of Reservoir Engineering of Fractured Horizontal Well in Low Permeability Reservoir

Gan Qingming,Niu Caiyun,Lv Yiming
（Research Institute of Oil and Gas Technology,Changqing Oilfield Company,CNPC,710000）

Through research on fractured horizontal wells in low permeability reservoir using numerical simulation method,patterns related to reservoir engineering including production decline,water cut increasing and water drive characteristic are analyzed.Ultimate recoveries of a fractured horizontal well in the five-spot well pattern and in the seven-spot well pattern are discussed.The results show that,for fractured horizontal wells in low permeability reservoir,well potential declines drastically from high initial liquid production rate in a short time,and then shows some tendency to level off at a relatively low rate.In the five-spot well pattern and in the seven-spot well pattern,ultimate recoveries are both about 20%,the rate of water cut increasing is higher for the seven-spot pattern,but the ultimate recovery is higher for the five-spot pattern.

low permeability reservoir;fractured horizontal well;reservoir Engineering