水平井開發中的油藏工程技術要點研究

張琴 高琰 馬麗濤

（1西安石油大學 陜西 西安 710065）

（2長慶油田公司數字化與信息管理部 陜西 西安 710018）

前言

現代油田中的油井，較為常見的形式為直井，其在油田開發過程中起到了較大的作用，但是由于油田的開發逐步進入中后期，一般的直井產量在逐步下降，越來越無法滿足現代社會逐漸升高的能源需求量。相對于常規的直井，非常規的水平井則是現代特殊油藏或者油田的特殊情況應用較為廣泛的油井形式，其能夠將數量不等的單砂體油藏連接起來，且將獨立封閉的油塊連接起來，有效的提升采油效果及采油效率。尤其是在老油井的二次開發中,水平井是重建開發井網的主要形式，但是由于其性質較為特殊，在技術方面也與一般的直井有較大的區別，且現代石油行業對于水平井的認識還沒有一個統一的標準，對其進行深入的研究與探討是十分有必要的。

一、水平井產生效率的影響因素

水平井與直井的結構存在較大的區別，在利用其進行石油的開采時，需要考慮到幾項影響因素，具體情況如下：①油層水平方向的滲透率 理論上水平井的采油指數會根據油層水平滲透率的提高而不斷增加，但是需要儲層其水平方向與垂直方向的滲透率有較大的區別。而儲層的垂向滲透率對產量的影響程度更甚，由于垂向滲透率越小，石油在垂向方向流動的阻力就會變大，因此限制了石油的產量；②水平井段的長度、油藏厚度 如果水平井的長度保持在一定的范圍內，油藏的厚度越小，水平井與直井的產率比就會越大。如果油藏的厚度在一定范圍內，油藏的厚度越大，水平井與直井的產率比越大，因此水平井更加適應薄油層的開發；③地層損害狀況 相較一般的直井，水平井的鉆井時間更長，鉆井液與儲層間的接觸面積也會變大。條件一致時，水平井儲層的損壞情況比垂直井更加嚴重，影響油井的產能。

二、水平井段最佳長度

現代油田的人員在計算水平井產能方面，一般是使用B orisov公式、Joshi公式、D upuy公式等，均沒有考慮到水平井段形成的慣性阻力對于產能的影響，一般認為水平井水平段長度的變化，水平井的產能也會出現線性變化。但是實踐中的情況是水平井的長度變化對其產能缺失有一定的影響，但是在其長度達到了一定的長度后，其產能的變化非常微小，及時繼續提高油井的長度，也無法都達到更好的產量，反而會提高油井的成本，且技術難度也加大了。因此需要確定水平井的最佳長度。如果考慮到水平井段慣性阻力影響，慣性阻力壓差的計算公式為：ΔP=D q2，其中D表示水平井段長度；q表示流量。再結合公式：qh=0.543KeLΔP／μ0B 0+ln tan(πhw／2h)］將 b設定為 B 0μ0［ln（4βh／πrw）+lntan(πhw／2h)］／0.543Ke，最 后 得 到 qh=［（b2+4D·ΔP·L2）-b］／2D L。根據該類公式，能夠制作出曲線圖，直觀的表現出水平井長度和產能的關系。在實踐的生產活動中，還需要結合各項因素明確其長度，包括成本投入、技術水平、油田環境等，使之長度達到最合理的狀態。

三、水平井直井位置的選擇

水平井的臨界產量、見水時間等對于井底水油藏水平井的最優豎向位置有著緊密的聯系，水平井的實際產量的影響因素也較多，包括油層的厚度、石油粘度、油水密度、滲透率、豎向位置等。理論上，水平井的進階產量隨著水平井段與油水界面距離的增加而提高。但是實際的情況是水平井距離油藏頂越近，底水驅油藏中水平井的滲流阻力也會逐漸變大，水平井產能會降低，因此需要合理選擇水平井段的最佳位置。在確定的過程中，可以充分考慮兩個方面的因素，即水平井臨界產量及見水時間，可以制作出無因次產量和無因次見水時間的乘積與無因次位置的關系曲線圖，如下圖：

根據圖中的曲線，水平井無因次位置在0.8～0.9之間時，無因次產量與無因次見水時間的乘積的值為最大，即是表現出采油量較大，開發效果顯著。水平方向及縱向上的滲透率比不同，開發效果也有較大的區別，而開發效果隨著垂向滲透率的增加而提高。因此在選擇底水油藏水平井的垂向位置時，其水平井與油水界面的距離應保持在油藏總含油厚度的80%～90%之間。

總結

一般的油田開發是會采用直井的方式，但是隨著開采活動的深入，油田的各項條件均有了較大的變化，包括注水量、地質條件、封閉的油塊等，許多老油井直井的效能在不斷降低。開采技術的提升，科技的發展，另外一種特殊形式油井的研究也越來越深入，即水平井，其已經成為新老油田開發，提高采收率的重要技術之一。水平井為提高油藏開發效果，提高單井產量開辟了一條嶄新的途徑。由于其性質較為特殊，其可以分為幾段，有別于一般的直井，在建設時需要各類專業人員相互配合，先制作出性質一致的地質模型、鉆井模型、采油油藏模型，并使用現金的儀器能保障水平井軌跡符合既定施工方案，將水平井的效能充分的發揮出來。

[1]閆煜；彪武；璽劉民；劉存輝；王子良.水平井開發中的油藏工程技術要點研究[J].科技創新導報.2010(28)：36-38.

[2]陳龍興.水平井開發中的油藏工程技術要點研究[J].中國石油和化工標準與質量.2011(06):158.