鱼骨状分支水平井

方法局限性：
A、模型只适合于单相； B、多数模型未综合考虑井筒
不适合鱼骨状 分支水平井
压降的影响; C、模型大都只适合无限大地
层稳定渗流条件；
D、多数模型无法考虑非均质 储层的影响；
均有一定的 适用条件
单井井型设计优化
（二）井型优化模型
数学模型（多段井模型）：
kk rl q 1 S l c l lsc l Bl Vb c t Bl
鱼骨状分支水平井
对比可见，半解析法误差较小，数值 法结果准确。
单井井型设计优化
（三）井型设计优化
利用水电相似理论，电场模拟渗流场。 电场中的电流、电压和等位线
45度鱼骨水平井
30度鱼骨水平井
渗流场中的产量、压力和等压线
敏感性参数
•分支角度、分支长度、分支数（间距） 鱼骨状分支井电模拟实验装置 •分支点位置、同异侧、对称性

——数值计算方法
每段存在4个变量:流动压力P、总 流量GT、水和气的分流量Fg、Fw。
kk rg q gsc R kk R S 1 S g c g c s ro o s o g Bg o Bo Vb c t B g Bo
100 80 日 油 60 能 力 40 t/d 20 0
89.4
87.8
23.4
28.7
31.8 24.2
34.3
29.7
CB26B-1
CB26B-2
CB26B-3
CB26B-4
CB26B-5
CB26B-6 CB26B-ZP1
中石化第一口自主知识产权的鱼 骨状分支水平井CB26-ZP1
已完钻6口，单井增加可 采储量为普通水平井的2~5 倍，鱼骨状分支水平井的优 势日益突出。
3 3
——方法对比评价
不同计算方法产能计算结果对比
方法 水平井产能计算方法 多底分支水平井产能计算方法 等值渗流阻力法 节点分析法 半解析产能预测模型 数值模拟方法 计算值 测试值 计算误差 3 （m /MPa/d） （m3/MPa/d） 322.705 22.70% 311.687 18.50% 305.227 16.00% 263 291.93 11.00% 285.618 8.60% 259 -1.50%
——参数敏感性评价
极差分析
数目 B 2 4 6 2 4 6 2 4 6 2215.6 2882.56 3466.16 738.53 960.85 1155.39 316.86 角度 C 30 60 90 60 90 30 90 30 60 2868.24 2996.16 2699.92 956.08 998.72 899.97 98.75 间距 结果 D 100 150 200 200 100 150 150 200 100 3013.72 2759.32 2791.28 1004.57 919.77 930.43 84.8 574.04 754.2 960.64 770.2 967.92 1133.76 871.36 1160.44 1471.76 T=8564.32 y=T/9=951.59
二分支角度90度 六分支角度90度
100
150
200
250
300
50
100
150 分支长度(m)
200
250
300
分支长度(m)
受分支数目对干扰影响（角度影响小），不同分支数条件下分支长度对 产能增长的影响不同。较小分支数条件下具有增大分支长度的优势。
单井井型设计优化
（三）井型设计优化
•分支角度、长度、数目/间距
jen
均质流模型（各相流速相等）
漂流模型（存在相间滑脱） VFP模型（插值）
q pj J j pj P j H cj Pn H nc
R 4 Pn Pn 1 PH PF PA 0
单井井型设计优化
（二）井型优化模型
——数值计算方法
1）井筒被离散成多个段，实现井 轨迹的精确描述；
单井井型设计优化
（三）井型设计优化
•正交实验分析法
鱼骨状分支水平井产能影响因素正交试验表
因素 水平 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
因素 水平 分支长度 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ/3 Ⅱ/3 Ⅲ/3 极差R 100 100 100 200 200 200 300 300 300 2188.88 2871.88 3503.56 729.63 957.29 1167.85 438.22
◆多相流体流动特征（汇流、滑脱、井筒储层）；
C、可以计算非稳态产能 D、可以考虑各种复杂地质因素的影响
E、可以模拟“智能井”
单井井型设计油密度平均： 地面原油粘度： 平均： 地下原油密度： 地下原油粘度： 原始地层压力： 饱和压力： 体积系数： 原始气油比： 地层温度： 渗透率 K 厚度 H 水平段长度 L 井筒半径 rw 0.9407g/cm3 129~536mPa.s 243mPa.s 0.9255g/cm 41.1mPa.s 12.2MPa 9.8MPa 1.034 24.3m /t 67℃。 3500 7.2 918 0.216
分支数目与产能大小（或增幅）图版
40 39
——分支形态参数
9%
分支100m角度30度 分支200m角度30度 分支300m角度30度 分支100m角度90度 分支200m角度90度 分支300m角度90度
产能(m 3 /d/MPa)
38 37 36 35 34 33 32 1
分支长度300m 角度30度
分支长度 A 100 100 100 200 200 200 300 300 300
数目 B 2 4 6 2 4 6 2 4 6
角度 C 30 60 90 60 90 30 90 30 60
间距 D 100 150 200 200 100 150 150 200 100
试验号
因素敏感性大小为：分支长度、分支数目、分支角度、分支间距。
0.07 0.06
单位长度流入量(m 3 /d/m)
单位长度流入量(m 3 /d/m)
0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0 50 100 150 距开分支点距离(m) 200 分支长度50m 分支长度100m 分支长度150m 分支长度200m 分支长度250m 分支长度300m 250 300
单井井型设计优化
（三）井型设计优化
•分段耦合模型分析法
——参数敏感性评价
原始二分支井
分支长度增加100m
分支数目增加1
分支角度增加30度
分支间距增加100m
定性敏感性分析结果 分支长度 分支数目 分支角度 分支间距 增加泄油面积 +++ ++ ++ +
单井井型设计优化
（三）井型设计优化
•分段耦合模型分析法
产能增幅(%)
7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% 0% 0 15 30 45 60 分支角度(度) 75
30
45
60
75
90
分支角度(度)
90
105
受分支数目、长度对干扰的影响，分支数目、分支长度较小时，可以 选择较小的分支角度（但不应小于30度），分支数目、分支长度较大时， 分支角度越大越好。
鱼骨状分支水平井井型设 计及注采配置优化研究
张世明，2010年5月，江苏南京
汇报提纲
前言 单井井型设计优化
注采井网配置优化 结束语
前言
胜利油田水平井井型发展历程
“八五” “九五” “十五” “十一五”
常规水平井
分支井（鱼骨状）优势
侧钻水平井
分支水平井
鱼骨状分支井
（1）增大泄油面积，增加油井
产量，提高采油速度。 （2）提高储量控制程度，增加 可采储量，提高采收率。
So Sw S g 1 Pcow Po Pw Pcgo Pg Po
m pn t
压降方程中考虑重力、加速度及
摩擦阻力压降三方面的影响。 压降计算，三种计算模型:
油藏渗流方程
Q
ien
耦合井筒质量守恒方程： 耦合流动产能方程： 井筒压降方程：
R pn

pi
q pj Q pn 0
•分支角度、长度、数目/间距
分支角度与产能大小（或增幅）图版
40 39 38 37 36 35 34 33 32 15
8%
二分支长度100m 二分支长度200m 二分支长度300m 六分支长度100m 六分支长度200m 六分支长度300m
——分支形态参数
产能(m 3 /d/MPa)
两分支长度300m
（3）充分利用上部主井眼,节
约钻井费用。
阶梯式水平井
大位移井
分段压裂水平井
前言
胜利油田鱼骨状水平井发展历程
应用领域拓展：
•油层少，厚度薄，主力层突出 •储量丰度低 •产能低 •离主体远，开发投资大
•由边际油田向主力油田拓展
•由新区向老区拓展 •由油藏向气藏拓展 •由稀油油藏向稠油油藏拓展
鱼骨井与定向井产量对比图
2）井筒变质量流，实现井筒与油 藏间的耦合；
3）计算多种井筒压降，精确表征 井筒流体流动特征。
多段井模型井结构描 述示意图
单井井型设计优化
（二）井型优化模型
方法优越性：
A、精确描述分支井的井身结构、井轨迹（离散井筒模型）
——数值计算方法
B、准确描述井筒流体流动特征
◆井筒与油藏耦合（变质量流模型）； ◆综合考虑井筒压降（摩阻压降、加速度压降、水静力学压降）；