水平井开发(上)

•
•
即等压线平行水 平段
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（一）
水平井开采机理
（一）水平井开采机理 • 水平井压力等值线分布
水平井平面压力分布
水平井剖面压力分布
水平井平面等压图
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（一）
水平井开采机理
水平井对蒸汽超覆的抑制作用很强 • 直井注蒸汽开采由于蒸汽的超覆作用油层的上部蒸汽 扫油效率较好，剩余油饱和度小于0.2，但下部40%的 层段，剩余油饱和度大于0.5，蒸汽基本没有驱过。开 采六年调整水平井投产后，开采11年油层下部剩余油 饱和度降到 0.2左右。
近钻头方位地质导向技术应用实例
发现进入致密砂岩， 调整后有效控制了井 眼轨迹沿目的层钻进
一、水平井技术发展概况（三）解
析法影响因素研究 • 国外水平井计算方法和影响因素研究已有较多的研究 成果，发表了很多论文、实例 • 主要研究水平井与直井采油指数关系以及影响采油指 数关系的因素 • 我国解析法影响因素研究进展快，发表了许多文章， 促进了水平井的发展
西南 玉门
31 15
青海
15
吐哈 新疆 塔里木
21
长庆
水平井（口）
一、水平井技术发展概况--（二）
近十年来发展快--2、钻井数增加快---- 2006年各油区水平段长度
600 500 400 300 200 100 0
大庆 吉林 辽河 大港 华北 冀东 西南 玉门 青海 吐哈 新疆 塔里木 长庆 平均
•
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（一）
水平井开采机理
• • 关于水平井周围流态近似线性流 F.M.Giger在“非均质油田水平井 采油技术”一文中指出，由于线性 流q即单位射孔长度上获得的流量 较小，液流几乎平行流向井眼，在 稳态条件下，沿水平轴线方向垂直 于水平井的压力降几乎是线性的 (见图1) 。 由于水平井近井周围的压力损失要 比直先周围的压降小得多,因此前 者与后者相比,水平渗透率对产量 的影响是很小的。 上面三方面资料论证说明由于水平 井周围流态为近似线性流，比直井 的平面径向流的渗滤阻力小的多
5 4 3 2 1 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 水平井长度,ft kv/kh=0.1 kv/kh=0.5 kv/kh=1.0
不同渗透率比值水平段 长度与产量关系
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（二） 水平井影响因素----1、水平井与直井采油指数关系
随 钻测井(LWD)
随 钻地质评价技术 (FEWD)
近 钻头方位地质导向技术
新 近钻头地质导向技术
一、水平井技术发展概 况--（二）近十年来发展快-- 3、
井型、地质导向技术
近钻头方位地质导向技术有两个特点 •距离钻头小于2.5米而且是方位咖玛及方位电阻率。可以准确判断钻头在储层 中的位置，并根据测量的钻头电阻率，一旦发现钻头没有处于油层中，可以在 最短的距离内调整到最佳位置 •方位聚焦密度中子测量（AND）上、下、左、右四个相限十六的方位，提供实 时地层倾角成像，结合近钻头井斜测量能更有效控制井眼轨迹。方位聚焦密度 中子测量提供的储层评价可以优化层状油藏内井眼轨迹处于最佳位置
0.5
rw, eff
0.5rehl / 1 1 0.5L / 2 0.5h / r h / L w
kv / k h

二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（二） 水平井影响因素----1、水平井与直井采油指数关系
7 6
水平井与直井采油指数比
H=100ft
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（一）
水平井开采机理
• 在直井开采条件下，为了解决这个问题，采取压裂措 施，在一定上可以改善渗滤阻力大的情况，提高采油 指数。但是压裂形成的裂缝是要闭合的，而且裂缝的 长度是有限的。 • 水平井等效于具有完全穿透裂缝的直井；水平井相当 于一个长的可控制的垂直裂缝；水平井筒为流体的流 动提供了几乎是永久性的无限大导油能力（压裂无法 相比的） • 更重要的是水平井改变了流体的流动状态，由平面径 向流变为及几乎是直线流，渗滤阻力大大减小
• 根据上述两个基本公式采油指数关系
J h / J v lnrev / rw / lnreh / rw,eff
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（二） 水平井影响因素----1、水平井与直井采油指数关系
• 上式中
r w,eff
4 0.5L 0.5 0.25 2reh / L
10倍
原
油水粘度比对驱油效率和波及体积具有显著 的影响，低油水粘度比具有较高的无水采油 期和最终采收率。
5倍
原油地下粘度 目前 增加到5倍 增加到10倍 增加到30倍
•
生产压差 Mpa 0.95 3.06 5.84 10.67
9 8
水平井与直井采油指数比
Kv/kh=0.5
7 6 5 4 3 2 1 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 水平段长度，ft h=25 h=100 h=200
不同厚度下水平段长度与 产量关系
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（二） 水平井影响因素----2、不同的油水粘度比对开发指标的影响
一、水平井技术发展概况--（二）近
十年来发展快-- 3、井型、地质导向技术
• 钻井费用低， 分支数可以达到8枝，每增加一 个1000m的分支，只需大约25-30万美元。
一、水平井技术发展概况--（二）
近十年来发展快-- 3、井型、地质导向技术
在此之前为单点测斜
随 钻测斜 (MWD)
• 井型、钻井、完井、 测井、测试、试井、 多段压裂等 • 地质导向技术
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（一）
水平井开采机理
• 关于水平井周围流态
• F.Daviau在“水平井压力分析”一文 中提出,水平井的特点是，早期在与井正
交的垂直平面上呈圆形径向流；后期呈水 平拟径向流. 在这些曲线上很明显看出稳定流开始的时 间
•
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（一）
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（二） 水平井影响因素----1、水平井与直井采油指数关系
基本公式
JV
2k h h Re B ln Rw
单井控制面积相同、当厚 度较小时为平面流等
qh
ln
0.00707 khp / B 2 L / 22 h h / 22 2 2 ln L/2 L hr / 2 w
水平井开采机理
• 关于水平井周围流态近似线性流
• P.A.Goode提出，对于有限宽无限长油藏 中水平井压力降落和压力恢复,会出现4种 不同的流动状态。初期是井筒周围的径向 流（图4）,此时井筒压力与无限大地层中 全部打开的直井压力反应一致 • 与油层厚度相比,如果井筒足够长,当压力 脉冲传至上、下边界时,第二个流动阶段 即会出现,此阶段是线性流,并与在垂直裂 缝中出现的情况类似。同油层厚度相比, 如果井筒没有足够的长度这一流动阶段就 不会出现,而第一、第三流动阶段之间将 有一个长的过渡期
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（一）
水平井开采机理
• 国外在研究直井压 裂与水平井关系中 有两点值得我们了 解
• 当导流能力FCD=10； βh=100时，直井压裂缝 半长为1000 ft与水平段 长2000 ft的水平井的采 油指数相当
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（一）
水平井开采机理
一、水平井技术发展概况--（二）
近十年来发展快--2、钻井数增加快 • 2003年新钻水平井占年钻井数的百分比，美国为6%， 加拿大为10%以上，中石油为1%左右, 2007年中石油为 806口占6%左右
1000 800 600 400 200 0 1 94 91 5 1992 4 1993 5 1994 68 16 45 24 20 26 28 50 7 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 水平井(口) 168200
• 等产量相同时水平井的压降 比直井大。 • 水平井压裂缝垂直水平段， 液体处于平面径向流，渗滤 阻力大；
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（一）
水平井开采机理
• 水平注水井渗流特点为近似直线流，井底渗滤 阻力小，启动压力低，吸水能力强，注水波及 体积大； • 水平井吸水能力高于直井主要机理是井底附近 基本不存在压降漏斗，近似于直线渗流，井底 附近渗滤阻力小。特别是水平井在油层中的钻 井轨迹调整灵活，可以打到油层中任意指定的 位置（三维）把油采出或注水到此处，提高水 驱动用程度，扩大水淹体积。
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（一）
水平井开采机理
• • 关于水平井周围流态近似线性流 第三流动阶段是在油层平面绕井筒 径向流阶段,此阶段与环绕直井的 径向流相似,与井筒长度比较,如果 油藏没有足够的宽度,这一流动阶 段就可能不出现,而出现较长的过 渡阶段, 最后,当压力变化传到边界处,这一 阶段将会出现与垂直裂缝情况类似 的线性流阶段,还要加上部分打开 而产生附加压降。如果油藏无限大, 此流动阶段不会出现。
一、水平井技术发展概况--（二）近十
年来发展快--1、应用范围不断扩大发展快 • 底水油藏、带气顶的底水油藏、底水气藏、特别是带 油环或带底油的底水气藏等方面，几乎达到全面应用。 最重要是控制水、气锥条件下，达到高速开采。 • 薄油层水平井开采发展很快，主要原因L/H比值大，水 平井开采单井产量提高幅度大 • 老油油田剩余油挖潜 • 低渗透油藏水平井注水开发和、低渗透气藏长水平段 很受重视发展较快 • 稠油藏，水平井在蒸汽吞吐、蒸汽驱应用上见到非常 好的效果
565 428 358 266 320 236 228
570
373 322 240
390
359 282
水平井（口）
一、水平井技术发展概况--（二）近十
年来发展快-- 3、井型、地质导向技术
各种类型的水平井钻井技术 • 分支井是指在一口主井眼(又称母井眼)中钻出 两口或多口进入油气藏的分支井眼或二级井眼 分支井，主井眼可以是直井、定向井，也可以 是水平井。分支井类型繁多，如叠加式、反向 式、Y型、鱼刺型、辐射状等，可以根据油藏 的具体情况进行优选合适的分支井类型。
二、水平井开采机理、影响因素及开采特点（一）
百度文库水平井开采机理
• 水平井采油井段是大于油层厚度、比较长的一条圆柱 形坑道。当开采底水油藏或带油环的气藏时，不形成 锥而是形成水脊或油脊； • 供油范围大、单井控制储量高、生产压差小、采油强 度低； • 采油指数低是低渗透储层自身的特点，渗滤阻力大是 两个原因，一是油层物性很差、二是直井开发平面径 向流的特征，地下流体在流向井底的过程中，断面越 来越小流速加快渗滤阻力加大
水平井开发与调整 （上）
王家宏
2012.4
水平井开发与调整
一、水平井技术发展概况 二、水平井开采机理、影响因素及开采特点 三、水平井设计要点 四、水平井实施要点
一、水平井技术发展概况（一）最
早的想法 • 上世纪40年代人们提出增加井筒与油层接触面 积的设想，用来解决底水油气藏水(气)锥锥进 过快的问题 • 稠油油藏也是利用水平井开发最早的油藏，可 扩大与蒸汽的接触面积，提高排液量等优点 • 人们把水平井与直井压裂联系起来，以水平井 代替直井压裂
2004 2005 2006 2007 2008
1000 806
522
一、水平井技术发展概况--（二）
近十年来发展快--2、钻井数增加快----2006年各油区水平井钻井数
140 120 100 80 60 40 20 0
大庆 吉林 辽河
130 110
47
40 20
大港
50 15
华北 冀东
21 5
一、水平井技术发展概况--（二）近十年来发
展快--1、应用范围不断扩大发展快
较厚的油层（＞50ft) ----蒸汽辅助重力泄油—开采超稠油是重大的发展
两口井靠近一点， 只存在液体重力差， 无外力压降（最小）
• 蒸汽上升加热原油降 低粘度，热油和冷凝 水靠重力流向生产井 并采出 • 蒸汽、原油、冷凝水 都有各自的流动通道， 对油相渗透率影响小 • 原油采收率比蒸汽吞 吐、蒸汽驱都高