各向异性油藏菱形反九点井网均衡驱替研究

各向异性油藏菱形反九点井网均衡驱替研究

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雷宇田

(长庆油田第一采油技术服务处,甘肃庆阳　745400)

摘　要:菱形反九点井网开发各向异性油藏,受孔隙结构和裂缝方向的影响,渗透率、孔隙度在不同方向上具有很大的差异性,渗透率高的方向上实现优先驱替。针对菱形反九点井网开发各向异性油藏,提出通过井距设计、结合试验井组生产资料调整注采压差的方式,使井组内每一口采油井都达到均衡驱替的一种方法。

关键词:菱形反九点;各向异性油藏;均衡驱替;井距设计;注采压差

中图分类号:T E32+

4 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)14—0123—02 菱形反九点井网开发各向异性油藏,受孔隙结构和裂缝方向的影响,渗透率、孔隙度在不同方向上具有很大的差异性,渗透率高的方向上实现优先驱替。同时注水井到角井和边井的距离也不同,使得水驱过程中边井和角井的水驱特点不同。王军[1]

、王德龙[2]

等分别对均质油藏的均衡驱替和各向异性油藏五点法井网开发的均衡驱替进行过研究,何涌沂[3]等针对各向异性油藏提出井距法、注采压差法抑制渗透率不同的影响。文献[2]、[3]对五点井网、正方形反九点井网开发各向异性油藏进行了研究。但是上述研究没有涉及到更常见的菱形反九点井网。本文针对菱形反九点井网开发非均质油藏的情况,在前人的研究基础上,提出通过井距设计、结合试验井组生产资料调整注采压差的方式,使井组内每一口采油井都达到均衡驱替的一种方法。最大限度通过提高波及系数,提高采收率。

1　模型设计

注水开发油藏可以通过提高波及系数来提高采收率[4]。菱形反九点井网受渗透率与井距的不同,三个方向上驱替效果不一,根据均衡驱替定义[5],驱替液在各个方向上的驱替程度都相同,并在相同的时间到达周围的每一口采油井,菱形反九点井网理想波及模型如图1所示。

图1为菱形反九点井网的一个注采单元,裂缝方向为x 方向,注水井距沿裂缝方向的角井距离为l x ,距边井为l y ,距垂直裂缝方向的角井为l z 。各向异

性油藏不同方向的渗透率都不一样,分别用k x 、k y 、k z 来表示。由几何关系可知,菱形反九点井网的边、角井存在以下关系:

4l y 2=l x 2+l z 2

(

1)

图1　菱形反九点井网均衡驱替示意图

2　井距设计对驱替效果的影响

地层实现均衡驱替,即要求周围的每一口采油井见水时间相同,根据李传亮[5]

等人的研究,各项异性油藏要达到均衡驱替,在生产压差一致的情况下,井距应满足以下条件:不同方向上的井距之比等于相同方向上的渗透率之比的平方根。

l x

l y =k x k y (2)l x

l z

=k x k z

(3)

123

　2012年第14期 内蒙古石油化工

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收稿日期作者简介雷宇田(6),男,年毕业于西南石油大学油气开采专业,助理工程师,现工作于长庆油田第一采油

技术服务处,产能建设项目组地质办公室。

:2012-04-28

:198-2008

联立(1)、(2)、(3)式可以得到:

k x+k z=4k y(4)

即在k x、k y、k z满足上式的条件下,(1)式才成立。此时的计算出的l x、l y、l z的值,就能在注采压差相同的情况下,使驱替液在各个方向上的驱替程度相同,并在相同的时间到达周围的每一口采油井,达到均衡驱替。显然,油藏实际条件很难满足上式条件,而通常存在的是以下两种情形,k x+k z大于或小于4k y。结论:仅在k x+k z=4k y时直接计算的l x、l y、l z,可以满足菱形反九点井网的(即(1)式)井距设计要求,此时是可以通过井距设计来达到均衡驱替。其中k x、k y、k z可以通过实验或计算得出[6]。

通过以上研究,表明各项异性油藏采用菱形反九点井网开发,只通过设计井距很难达到均衡驱替。下面对于更普遍的情况进一步研究。

3　注采压差对驱替效果的影响

菱形反九点井网与正方形反九点井网相比,菱形反九点井网具有特殊性,菱形反九点井网x方向角井的距离大于z方向角井的距离。z方向采油井,同时也是相邻井组x方向的采油井,该井受两个井距、渗透率均不同的方向水驱的影响。如果某一方向见水,该井含水即会快速上升。所以设计井网时,首先利用(3)式,设计x、z两个方向水驱程度为一样,驱替液同时到达。按照(3)式设计以后,就可能出现以下两种情况:一种是y方向边井提前见水,另一种是x、z方向两口角井提前见水。下面针对边井、角井见水时间不一致,通过研究注采压差来达到均衡驱替。

设x、y、z方向的见水时间分别为t x、t y、t z,从井距设计知道t x=t z且$p x=$p z,只需使等于,既可实现井组内全部采油井均衡驱替。何涌沂[3]等通过计算注入水渗流速度,得出各项异性地层x方向上的见水时间为:

t x=

l2x u w U x

k x k rw$p x

(5)

同理可得y方向上的见水时间:

t y=

l2y u w U y

k y k rw$p y

(6)

式中u w为水的粘度mPa s;k r w为水的相对渗透率,小数;U x、U y分别为x、y方向上的平均孔隙度,小数;$x、$y分别为x、y方向的注采压差,M。联立(5)、(6)式,可以得到

x y =x y

U

y x U x

×

$y

$x

()

设

l2x k y U x

l2y k x U x

为一常数C,上式简化为:

t x

t y

=C×

$p y

$p x

(8)

由(8)式我们知道,如果得到某一个试验井组的

角井和边井的见水时间t x1、t y1,再结合注采压差

$p x1、$p y1,通过(8)式可以直接计算出C值。对于某

一个油藏,均衡驱替也就是要满足

t x

t y

=1,代入(8)式

即:

C×

$p y

$p x

=1(9)

各项异性油藏均衡开发时注采压差关系就简化

为(9)式,此式为通过控制注采压差达到均衡驱替提

供了基本理论依据。

4　结论

菱形反九点井网开发各向异性油藏,只有当不

同方向的渗透率满足时,才可以直接通过井距设计,

达到各采油井均衡驱替的目的。

各向异性油藏通常需要通过井距设计和调整注

采压差相结合的方式来达到均衡驱替。

各向异性油藏一种最有效达到均衡驱替的方式

是,首先通过井距设计使x、z方向的角井见水时间

一致,再通过开发试验井组,获得见水时间、,注采压

差、等数据,计算出C值,最后通过调整注采压差即

可达到均衡驱替。

[参考文献]

[1]　王军.注采井网均衡驱替的产量设计[J].特

种油气藏,2005,12(6):37～39.

[2]　王德龙,郭平,汪周华,何红英,付微风.非均

质油藏注采井组均衡驱替效果研究[J].西南

石油大学(自然科学版),2011,33(5):122～

125.

[3]　何涌沂,汪勇,程燕虎,张世明.渗透率各向异

性油藏的开发对策研究[J].西南石油学院学

报,2005,27(6):42～45.

[4]　何更生.油层物理[M].北京:石油工业出版

社,1994:250～256.

[5]　李传亮,李炼明.各向异性地层的井距设计研

究[J].新疆石油地质,2003,24(6):559～561.

[6]　王端平,何涌沂,马泮光,田同辉方向性岩石

渗透率的矢量特性与计算模型[]岩石力学,

5,5()～

124内蒙古石油化工 2012年第14期　

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