楊東
(中石油大慶油田有限責任公司第四采油廠,黑龍江 大慶 163000)
根據H油田扶揚油層的地質動態特征,在選擇井網系統時,主要應考慮下述幾條原則[1]:井網系統應最大限度地適應地下油層的分布特點,使井網具有較高的水驅控制程度;井網系統應具有較高的注采強度,保證注水開發后油藏具有一定的采油速度;初期井網系統注采井數比不宜過高,使井網在開發調整過程中具有較大的靈活性;選擇的井網系統應當具有較好的經濟效益。
對于注水開發油田,要獲得較好的開發效果,主要是提高水驅控制程度。由于低滲透油田的油砂體不是連續分布的,因此,在一定井網密度條件下,不同的注水方式將影響到井網的水驅控制程度。通過對油砂體的認識,推導出油砂體與井網密度、注水方式的關系式:

通過對C、D區分析得出Ⅰ類區塊、Ⅱ類區塊在不同油水井數比下的水驅控制程度與井網密度關系曲線,如圖1和圖2所示。考慮合理油水井數比為2.5的情況下,Ⅰ類區塊井網密度達到15口/km2即能滿足要求,Ⅱ類區塊井網密度需要達到20口/km2。

圖1 Ⅰ類區塊不同井網密度下的水驅控制程度

圖2 Ⅱ類區塊不同井網密度下的水驅控制程度
國內外眾多油田通過研究分析和生產實踐逐步認識到開發井網密度與最終采收率有密切的關系。運用北京勘探開發研究院的研究成果[2],通過144個油田和區塊的實際資料,按流度 (滲透率/黏度)分為5個區間,回歸出最終采收率與井網密度的關系式 (見表1)。
H地區扶余油層屬于特低-低滲透油藏,流度小于5mD/mPa·s,選用第5類采收率計算公式,通過繪制采收率與井網密度關系曲線 (見圖3)可以看出,井網密度達到30口/km2時能獲得相對理想的開發效果。

表1 不同類型油田井網密度與采收率關系表

圖3 采收率與井網密度關系曲線
最終采收率(ER)與井網密度具有以下關系:

式中,a為井網密度常數(固定公式),口/km2;ED為水驅油效率;S為井網密度,口/km2。
油田開發期限內銷售收入的將來值、開發投資的將來值、開發期限內維修及管理費用的將來值分別為:

則凈收入的將來值V為:

式中,G為原油價格,元/t;i為貼現率,%;N為原油地質儲量,104t;t為開發期限,a;A為含油面積,km2;M為單井總投資,元;P為單井年維修及管理費用,元。當V=0時,S即為極限井網密度Slim。令:

當y1=y2時,即可得出極限井網密度Slim。
當dV/dS=0時,S為合理井網密度S合理,即:

整理得:

當y3=y4時,即得出合理的井網密度S合理。通過推導可以看出,盈利最大時的井網密度為合理井網密度,盈利為零時的井網密度為極限井網密度。因此,油田的實際井網密度應該在二者之間,并盡量靠近前者。計算結果表明,隨著儲層物性變好,極限井網密度增加,合理井網密度降低;并且極限井網密度隨著儲量豐度的增加而增大。
H地區扶楊油層經濟合理和極限井網密度計算結果 (見圖4~圖9)表明,Ⅰ類潛力區儲量豐度為(30~60)×104t/km2,能夠經濟開發,經濟極限井網密度為35~82口/km2,經濟合理井網密度在15~25口/km2;Ⅱ類潛力區儲量豐度為 (40~50)×104t/km2,能夠經濟開發,其經濟極限井網密度為40~73口/km2,經濟合理井網密度在22~30口/km2;Ⅲ類潛力區儲量豐度為 (50~60)×104t/km2能夠經濟開發,其經濟極限井網密度為35~45口/km2,經濟合理井網密度在20~25口/km2。

圖4 Ⅲ類區塊經濟極限井網密度優化圖

圖5 Ⅲ類區塊經濟合理井網密度優化圖

圖6 Ⅱ類區塊經濟極限井網密度優化圖

圖7 Ⅱ類區塊合理經濟井網密度優化圖

圖8 Ⅰ類區塊經濟極限井網密度優化圖

圖9 Ⅰ類區塊經濟合理井網密度優化圖
1)合理排距的確定 H油田扶楊油層屬于低-特低滲儲層,存在啟動壓力梯度。如果注采排距過大,則不能很好的建立起有效驅動體系,開發過程中易出現單井產量低,遞減幅度大的現象。因此,要取得較好的開發效果,必須解決有效驅動體系問題。油井有效驅動距離公式為:

式中,L有效為有效驅動排距,m;PW、PF分別為注水井和油井流壓,MPa;c為單位換算系數;n為排距與井距的比值;μ為原油黏度,mPa·s;k為滲透率,mD;h為有效厚度,m;η為穩定采液強度,t/(d·m);λ為啟動壓力梯度,MPa/m。
Ⅰ類區塊的滲透率按5.0mD計算有效驅動排距應為250m;如考慮儲層能夠更好有效動用滲透率按2.0mD計算,有效驅動距離為150m。Ⅱ類區塊滲透率按3.0mD計算有效驅動排距應為200m,如考慮儲層能夠更好有效動用滲透率按1.0mD計算,則有效驅動距離為100m。
2)合理井距 通過對H油田扶楊油層的地震-地質砂體研究,區塊內砂體寬度多為100~300m,主力油層河道砂體寬度在400m以上。井距應控制在400m以內井網才能有效的控制住砂體。北部Ⅰ類區塊主力油層發育連片性較好,矩形井網井距取200~400m、南部Ⅱ類區塊河道縮小,矩形井網井距取200~300m。

圖10 有效驅動距離與滲透率的關系曲線
考慮到井網密度與儲層控制、采收率、經濟效益、有效驅動之間的關系,確定H油田Ⅰ類區塊合理井網密度在20~30口/km2,有效驅動排距在200m以內;Ⅱ類區塊合理井網密度在25~40口/km2,有效驅動排距在120m以內。
[1]杜海濤,李新紅 .低滲透非均質油藏穩油控水的實踐與認識 [J].小型油氣藏,2004(2):30-33.
[2]李迎新 .低滲透油田人工裂縫參數與井網的匹配 [J].油氣田地面工程,2013(1):15-17.