油层砂体研究之后,选定一个分布稳定、产能高、有一定储量,已由详探井基本控制并具有开发条件(隔层性能好)的油层作为开发对象布置井网。这套井网叫基础井网。主要油层可以按此基础井网进行开发。其它井网可以按此井网所取得的地质资料进行开发设计。
基础井网是开发区的第一套正规生产井网。它的开发对象必须符合如下要求:(1)油层分布均匀稳定,形态比较易于掌握;(2)控制该层系的储量达80%以上;(3)隔层良好,确保各开发层系能独立开采,不发生窜流;(4)油层渗透性好,有一定的生产能力;(5)具有足够的储量,具备单独布井和开发条件。
基础井网布置后,依据所取得的详细资料对本地区的地质情况全面解剖,然后部署全开发区各层系的开发井网。表1—2列出的是某一开发区根据基础井网进行研究的结果。通过研究对该开发区的地质情况就会有一个深入的认识。
表1—2 油砂体研究结果统计表 项目 油 层 组 >800毫达西 0.3 31.4 不同渗透率油砂体占本组储量百分率% 800-500毫达西 500-300<300西 67.3 58.5 74.2 78.4 81.0 >3200米 毫达西 毫达不同延伸长度油砂体占本组储量累积百分率% 不同面积油砂体占本组储量百分率% >10平方10-5平方5-3平方<3平方?1600米 ?1100米 ?600米 公里 公里 公里 公里 32.1 18.3 7.4 42.2 S上 1.0 S中 0.2 S下 0.4 6.6 75.5 17.7 80.0 87.4 90.3 93.5 62.3 8.8 8.6 30.3 6.1 47.1 46.4 45.1 65.8 72.8 80.4 7.1 16.9 26.2 49.8 P上 0.5 P下 0.4 62.1 32.1 5.1 96.6 96.6 97.7 98.3 76.4 17.6 3.0 3.0 2.2 19.2 78.2 30.8 59.8 69.4 76.3 19.7 3.4 11.8 65.1 2.布井方案
在详细研究及基础井网布置的基础之上。确定出适合本油田开发方式、层系划分、 注水方式和井网布置方案。布井方案主要分四个布骤:
第一步:划分开发层系,确定本油田用几套井网开发并对每一层系分别布井。
第二步:确定油水井数目。若已给定本开发区的采油速度为V,地质储量为N,平均单井日产量为q,则可算得本开发区的生产井数为n
n?NV300q
由此可得井网密度D
D?An,公顷口
第三步:布置开发井网
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第四步:开发指标计算和经济核算。表1—3是对某开发区的某一层系两种注水方式下的一些主要技术指标和经济指标的计算结果。由表可知由于此开发层系的地质情况较差,油砂体延伸范围小,不宜采用面积注水,应采用行列注水。
表1—3 不同注水方式开发指标对比 注 水 方 式 指 标 井网密度 口井/平方公里 前十年平均单井产量 吨/日 <15吨/日的井数百分率 % 前十年平均采油速度 % 对油砂体控制的储量 % 经济效果 建成万吨原油年产能力所需投资 万元/万吨/年 建成万吨原油年产能力所需钢材 吨/万吨/年 前十年平均采油成本 元/吨 5.4 12 80 2.5 68 220 370 50 5.5 17 35 3.9 80 180 310 40 行列注水 四点法面积注水 六、油田开发调整
无论采用何种开采方式、井网系统、层系划分和驱动类型投入开发的油田。为了延长稳产期提高采收率,都要选择适当时机,进行必要的开发调整。开发调整主要包括层系调整,井网调整,驱动方式调整和开采工艺调整。生产测井技术在开发调整中主要用于提供注采储层及井身结构动态信息。
1.层系调整
在多层油藏中,往往包含了众多在水动力学上相互连通的含油砂体或单层,有时在注水条件下用一套井网开发是不可能的,需要分成若干个开发层系,用不同的井网开发。例如大庆油田从萨尔图到高台子底部,从压力系统到油水界面的一致性来看,可以认为是一个油藏。如用一套井网进行开采,每口井的射孔层段可能长达300米。这样会给开采带来很大困难,由于层间渗透率不同,注水开采时将发生井间干拢现象。油层压力小于流动压力时,会发生倒灌现象。
油田开发过程中,一个层系中的单层之间,由于注采的不均衡产生了新的不平衡,需要进行更进一步的划分。这时可能出现两种情况:一是在一个开发层系的内部更进一步划出若干个开发层系;一是在相邻的开发层系中将开发得较差的单层组合在一起,形成一个独立的开发层系。
2.井网调整
通常认为密井网比稀井网能得到高的采收率。实际情况是在同样的开采制度下,密井 网区压降大,有更多的石油向这里流动。把这一原理推广到不同的油藏就不恰当。应从地质和经济两方面考虑井网密度问题。简化油藏为一个均质各向同性储层,随井网密度增加,
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井间干扰加剧,从而降低了增加井数的增产效果。图1—15表示了经济效益与井数的示意关系。由图可知,开发初期,随井数增加经济效益增加快,当达到合理井数nREA之后,经济效益随井数的增加不明显,若继续增加,达到经济极限井数nCRI之后,经济效益要明显下降。在油田投产初期,应钻生产井的合理井数nREA不应超过油田最终开采井数的80%,余留的20%的井数应考虑在油田开发的中后期调整使用。
加密钻井进行井网调整,可以使开发的比较差的油砂体的效果得到改善;对于已处于直接水驱下的油砂体加密后有利于提高全油藏的产量。但不会有图1-15 经济效益与开发井井数关系的示意图 效降低油水比。
还有一种调整是水流方向调整和注水方式调整,如间歇注水等。调整水驱油的流动方向,对有裂缝的油田特别重要,水驱方向与裂缝延伸方向相同时,水驱效果最好。
3.开采工艺调整
溶解气驱开发的油田,随着压力的下降,油藏的能量不能把油举至井口,需要人工举升。注水油田中,随开发的进行,含水率不断上升,流动压力不断升高,井底生产压差降低,井的产油量不断下降,也需要人工举升,前者用于补充压力不足,后者着眼于提高排液量,我国大部分油田属后一种情况。针对这一情况,油田普遍采用电潜泵和水力活塞泵满足提高排液量的需要,常规有杆泵已不能有效维持正常生产。油田从自喷进入人工举升是一个很大调整,要经历一个较长的时间。同时应根据注采平衡的要求进行注水调整,包括增加注水井点和提高注入压力等。一般认为注水井的井底压力应低于油藏的破裂压力。当注水井的井底压力高于地层破裂压力时,会出现水窜和油井暴性水淹的情况(克拉玛依油田),此时必须严格控制注水压力,不使油层中的裂缝张开。在某些情况下,允许注水压力高于破裂压力。
矿场实验证明,油井见水并生产到含水率极高(98%),水驱油的面积波及系数接近80%,垂向波及系数在40%~80%之间。此时,在高含水情况下通过加密井提高体积波及系数不会有太大效果。着眼点应放在改善垂直波及系数上。采用调剖技术调整吸水剖面,并与聚合物改善驱油效率相结合,可以取得较好的效果。
油田开发的过程是一个不断认识、不断改造的过程。对油田的不断认识是油田改造的基础。油田开发的调整是否有效,取决于对油藏的了解程度。对油藏的认识是对油藏进行地质、地球物理,岩样、流体样品和生产资料研究的综合。生产测井技术是认识动态油藏的一个重要手段。
第二节 油藏流体向井流动
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油藏流体的向井流动指原油或其它介质沿渗流通道从地层向生产井底的流动。流动规律满足达西定律。流动状态分单相渗流和多相渗流。
一、单相液体的流入动态
根据达西定律或径向压力扩散方程,对于圆形地质中心的一口井,供给边缘压力不变时,其产量公式表示为:
qo?2?KOh(Pe?Pwf)?oBO(lnrerw?a (1—1)
?S)或 qo?2?KOh(Pr?Pwf)?oBO(ln对于圆形封闭地层,相应的产量公式为
rerw?12?a (1—2)
?S)qo?2?KOh(Pc?Pwf)?oBO(ln用平均压力表示时
rerw?12?a (1—3)
?S)qo?2?KOh(Pr?Pwf)?oBO(lnrerw?34?a (1—4)
?S)式中 qo——油井产量(地面),引入流量计确定的流量时,用qoBO取代qo;
KO——油层的有效渗透率; BO——原油体积系数; ——油层有效厚度; h
?o——地层油的粘度; Pe——泄油边界压力;
Pr——油井(层)平均地层压力; pwf——井筒流动压力; re——泄油边缘半径; rw——井眼半径;
S——表皮系数。与侵入带、射孔及地层损害程度有关。可由压力恢复曲线求得; a——单位换算系数(见表1—4)
非圆形封闭泄油面积的油井产量公式,可根据泄油面积的形状和油井位置进行校正。具体方法是令rerw?x,由图1—16查得。
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表1—4 采用不同单位制时的a值 单位制 渗流力学达西单位 法定单位(SI单位) 英制实用单位 法定实用单位 参数 产量 厘米3/秒 渗透率 达西 厚度 厘米 米 英尺 米 粘度 厘泊 帕?秒 压力 大气压 帕 磅英寸2 单位换算系数a 1 1 0.001127 0.0864 米3/秒 桶/日 米3/日 米2 毫达西 微米2 厘泊 毫帕?秒 千帕
图1-16 泄油面积形状与油井位置系数
(1—1)式表示的是油井产量与井底流压的关系,它反映了油藏某一油层向该井的供油能力,在直角坐标中是一直线,简称IPR曲线,如图1—17所示,图中qomax是流压为0 时的产量,叫绝对敞喷产量,主要用于对比同一油田中不同井的动态。J为采油指数。用采 油指数表示上述公式的形式为:
qo?J(Pr?Pwf) (1—5)
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