CN105756654B - 水驱油藏井网优化设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气田开发领域，具体地，涉及一种水驱油藏井网优化设计方法。水驱油藏井网优化设计方法，采用井网—井位两级优化设计，包括以下步骤：步骤1、搜集与整理油藏地质开发资料；步骤2、一级井网设计，确定合理井网密度及井网方式；步骤3、二级井位优化，优化微调各井井位。本发明可综合考虑油藏储层物性非均质性、储层流体非均质性、经济因素等，采用一级井网设计、二级井位优化的两级设计方法，实现了井网密度、布井方式、井位的联动优化；对于大规模油藏，可大大提高优化效率。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发领域，具体地，涉及一种水驱油藏井网优化设计方法，用于提高油藏采收率。
背景技术
注水井网设计是油藏注水开发方案编制中的最关键任务之一。井网设计需充分考虑油藏物性及开发条件，实现开发效益最大化。但由于影响最优井网的参数众多，且参数间关系复杂，确定最优井网十分困难。
通过检索，申请号201310302819.9(授权公告号为CN103422849A)的发明专利公开了一种注水开发老油田井网重建方法及装置，该方法可以在充分利用老井的基础上得到相对最优的井网部署方案；申请号201210384154.6(授权公告号为CN102930345A)的发明专利公开了一种基于梯度算法的自适应井网优化方法，该方法可以在优化井网形式的同时得到其相应最适宜的注采总量；申请号201210420035.1(授权公告号为CN103790565A)的发明专利公开了一种复杂断块油藏开发井网优化设计方法，该方法可以确定不同构造形态、不同面积下的复杂断块油藏合理注采井网；申请号201010154493.6(授权公告号为CN101806208A)的发明专利公开了一种水平井平面井网优化的方法，该方法可以确定最优平面水平井井网方式及其井网参数。
长期以来，井网优化设计主要依靠油藏工程师的经验，但由于油藏非均质性强，物性差异大，人为选择井网很难判别最优井网的类型及井位，具有较大的局限性。近几年来，国内外研究人员及工程师提出最优化理论与数值模拟相结合的井网井位优化设计方法，但依赖数值模拟来评估每种方案的效果，导致整个优化过程计算量巨大，耗时很长，有限的计算量和时间内往往难以获得满意的结果。
发明内容
为克服现有技术所存在的缺陷，本发明提供一种水驱油藏井网优化设计方法，采用两级优化设计，其中一级井网设计确定合理井网密度及布井方式，二级井位优化确定最优井位部署，高效地实现井网密度、布井方式及井位的联动优化，获得与油藏相匹配的、可实现最大化均衡水驱的井网，提高油藏采收率。
为实现上述目的，本发明采用下述方案：
水驱油藏井网优化设计方法，采用井网—井位两级优化设计，其中一级井网设计，确定合理井网密度及井网方式，二级井位优化，确定最优井位部署，包括以下步骤：
步骤1、搜集与整理油藏地质开发资料；
步骤2、一级井网设计，确定合理井网密度及井网方式；
步骤3、二级井位优化，优化微调各井井位。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
1、可综合考虑油藏储层物性非均质性、储层流体非均质性、经济因素等，确定最优注水井网，该井网可最大限度实现均衡水驱。
2、采用一级井网设计、二级井位优化的两级设计方法，实现了井网密度、布井方式、井位的联动优化；对于大规模油藏，由于无需使用油藏数值模拟手段进行不同井位下效果预测，可大大提高效率。
附图说明
图1为布井方式集合示意图；
图2为五点井网的井网图；
图3为油藏砂体平面图；
图4为五点井网的井网图与油藏砂体平面图等比例重叠后的示意图；
图5为一级井网设计后形成的基础井网示意图；W1到W12为井编号；r1 到r15为注采关系编号；
图6为二级井位优化中各井移动范围约束设定示意图；图中，虚线方框为各井的移动范围约束；
图7为二级井位优化后形成的与目标油藏相匹配的最优井网示意图；
图中：1a、五点井网；1b、直线排状井网；1c、反九点井网；1d、九点井网； 1e、反方七点井网；1f、方七点井网；1g、反七点井网；1h、七点井网；1i、交错排状井网，A、油藏边界内的井；B、油藏边界外的井。
具体实施方式
水驱油藏井网优化设计方法，采用井网—井位两级优化设计，其中一级井网设计，确定合理井网密度及井网方式，二级井位优化，确定最优井位部署，包括以下步骤：
步骤1、搜集与整理油藏地质开发资料，所述油藏地质开发资料包括实施例油藏的渗透率场k(x,y)、孔隙度场φ(x,y)、油藏面积F、油藏储量N、油相粘度μo、水相粘度μw、饱和度场sw(x,y)、相对渗透率曲线、驱替效率ηo、油价ro、每口井钻井费用C；
步骤2、一级井网设计，确定合理井网密度及井网方式；具体方法如下：
步骤201：计算合理井网密度Sr，使用公式如下：
其中，N为目标油藏储量；ro为油价；ηo为驱替效率；a为油藏系数；F为油藏面积；C为每口井的钻井费用；
步骤202：建立井网方式集合，如图1，选择五点井网1a、直线排状井网1b、反九点井网1c、九点井网1d、反方七点井网1e、方七点井网1f、反七点井网1g、七点井网1h、交错排状井网1i组成井网方式集合，井网方式可以根据现场需求适当拓展；
步骤203：计算油藏合理井距Lr，具体方法如下：
对于五点井网1a、直线排状井网1b、反九点井网1c、九点井网1d、反方七点井网1e、方七点井网1f：
对于反七点井网1g、七点井网1h、交错排状井网1i：
步骤204：根据油藏合理井距Lr，分别按照井网方式集合中每种井网方式的井网单元结构，向四周展布，绘制井网图；
步骤205：绘制油藏砂体平面图；
步骤206：将油藏砂体平面图分别与井网方式集合中每种井网方式的井网图等比例重叠，绘制每种井网方式下的油藏砂体平面与井网叠合图；
步骤207：根据井网方式集合的每种井网方式下的油藏砂体平面与井网叠合图，剔除砂体边界外的井，分别获得各井网方式下的实际井网部署信息，包括油水井数Nwell、各井编号W1，W2，……，WNwell、注采连线数Now，注采连线编号r1，r2，……，rNow。
步骤208：根据井网方式集合中每种井网方式的实际井网部署信息，计算注采连线编号r1，r2，……，rNow的最终饱和度，使用公式如下：
其中，为注采连线i的最终平均饱和度；μo和μw分别为油相、水相粘度；c、d分别为相渗曲线相关系数；为注采连线i的当前平均饱和度；Δpi为注采连线i的注采压差；Li为注采连线i的井距；t0和tend为当前时刻和结束时刻； kro和krw分别为油相、水相相对渗透率；
步骤209：分别计算井网方式集合中每种井网方式下注采连线编号r1， r2，……，rNow的最终饱和度的平均值使用公式如下：
其中，为最终饱和度的平均值；Now为注采连线数；
步骤210：分别计算井网方式集合中每种井网方式下注采连线编号r1， r2，……，rNow的最终饱和度的标准差SD，计算公式如下：
其中，SD为最终饱和度的标准差；为最终饱和度的平均值；Now为注采连线数。
步骤211：对比井网方式集合中每种井网方式下注采连线编号r1， r2，……，rNow的最终饱和度的标准差SD，标准差最小所对应的井网部署作为一级井网；
下面以五点井网1a进行具体一级井网设计实施方式说明：
如图3所示，按照五点井网1a的井网单元结构，向四周展布，绘制五点井网1a的井网图，其他井网类似。
如图4所示，绘制实施例油藏砂体平面图。
如图5所示，将油藏砂体平面图分别与五点井网1a的井网图等比例重叠，分别绘制五点井网1a的油藏砂体平面与井网叠合图。其中，编号A的井处于实施例油藏砂体边界内，给予实际部署；编号B的井处于实施例油藏砂体边界外，剔除。
如图6所示，剔除砂体边界外的井后，获得五点井网1a的实际井网部署。其中，包括油水井数12口、编号W1到W12。注采连线数14条，编号r1到r14。
使用公式(4)分别计算注采连线r1到r14的最终饱和度；
使用公式(5)计算注采连线r1到r14的最终饱和度的平均值；
使用公式(6)计算注采连线r1到r14的最终饱和度的标准差；
将五点井网1a下的最终饱和度的标准差与直线排状井网1b、反九点井网1c、九点井网1d、反方七点井网1e、方七点井网1f、反七点井网1g、七点井网1h、交错排状井网1i下的最终饱和度标准差进行对比，发现五点井网1a下的最终饱和度标准差最小，因此五点井网1a所对应的井网部署即为实施例的一级井网(基础井网)，如图6所示。
步骤3、二级井位优化，优化微调各井井位；二级井位优化的目的为通过微调各井井位，使得井网更加适应储层非均质状况，进一步提高水驱均衡程度；具体方法如下：
步骤301：建立二级井位优化数学模型；建立二级井位优化数学模型具体包括：设置优化目标为饱和度标准差最小；设置优化变量为各井井位；将各井的可移动范围限定在一方形区域内，此方形区域的对角线长度为两倍井距，这样可以保证优化过程中各井井位移动不会改变原有的注采对应关系；
步骤302：使用优化算法求解二级井位优化数学模型，获得各井最优井位，由此所构成的井网即为二级井网；
下面以五点井网1a进行具体二级井位优化实施方式说明：
如图7所示，实施例二级井位优化时，各井的移动范围限定在对角线长度为两倍井距的方形区域内；设置优化变量为井W1到W12的井位；优化模型的优化目标为注采方向r1到r14的最终饱和度标准差最小；
如图7 所示，使用优化算法求解二级井位优化数学模型后，得到井W1到 W12的最优井位。此时，井W1到W12所构成的井网即为实施例的二级井网。
Claims (2)
1.一种水驱油藏井网优化设计方法，采用井网—井位两级优化设计，其中一级井网设计，确定合理井网密度及井网方式，二级井位优化，确定最优井位部署，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、搜集与整理油藏地质开发资料；所述油藏地质开发资料包括油藏的渗透率场k(x,y)、孔隙度场φ(x,y)、油藏面积F、目标油藏储量N、油相粘度μo、水相粘度μw、饱和度场sw(x,y)、相对渗透率曲线、驱替效率ηo、油价ro、每口井钻井费用C；
步骤2、一级井网设计，确定合理井网密度及井网方式；具体方法如下：
步骤201：计算合理井网密度Sr，使用公式如下：
其中，N为目标油藏储量；ro为油价；ηo为驱替效率；a为油藏系数；F为油藏面积；C为每口井的钻井费用；
步骤202：建立井网方式集合，选择五点井网、直线排状井网、反九点井网、九点井网、反方七点井网、方七点井网、反七点井网、七点井网、交错排状井网组成井网方式集合，井网方式根据现场需求适当拓展；
步骤203：计算油藏合理井距Lr，具体方法如下：
对于五点井网、直线排状井网、反九点井网、九点井网、反方七点井网、方七点井网：
对于反七点井网、七点井网、交错排状井网：
步骤204：根据油藏合理井距Lr，分别按照井网方式集合中每种井网方式的井网单元结构，向四周展布，绘制井网图；
步骤205：绘制油藏砂体平面图；
步骤206：将油藏砂体平面图分别与井网方式集合中每种井网方式的井网图等比例重叠，绘制每种井网方式下的油藏砂体平面与井网叠合图；
步骤207：根据井网方式集合的每种井网方式下的油藏砂体平面与井网叠合图，剔除砂体边界外的井，分别获得各井网方式下的实际井网部署信息，包括油水井数Nwell、各井编号W1，W2，……，WNwell、注采连线数Now，注采连线编号r1，r2，……，rNow；
步骤208：根据井网方式集合中每种井网方式的实际井网部署信息，计算注采连线编号r1，r2，……，rNow的最终饱和度，使用公式如下：
其中，为注采连线i的最终平均饱和度；μo和μw分别为油相、水相粘度；c、d分别为相渗曲线相关系数；为注采连线i的当前平均饱和度；Δpi为注采连线i的注采压差；Li为注采连线i的井距；t0和tend为当前时刻和结束时刻；kro和krw分别为油相、水相相对渗透率；
步骤209：分别计算井网方式集合中每种井网方式下注采连线编号r1，r2，……，rNow的最终饱和度的平均值使用公式如下：
其中，为最终饱和度的平均值；Now为注采连线数；
步骤210：分别计算井网方式集合中每种井网方式下注采连线编号r1，r2，……，rNow的最终饱和度的标准差SD，计算公式如下：
其中，SD为最终饱和度的标准差；为最终饱和度的平均值；Now为注采连线数；
步骤211：对比井网方式集合中每种井网方式下注采连线编号r1，r2，……，rNow的最终饱和度的标准差SD，标准差最小所对应的井网部署作为一级井网；
步骤3、二级井位优化，优化微调各井井位。
2.根据权利要求1所述的水驱油藏井网优化设计方法，其特征在于：步骤3的具体方法如下：
步骤301：建立二级井位优化数学模型；建立二级井位优化数学模型具体包括：设置优化目标为饱和度标准差最小；设置优化变量为各井井位；将各井的可移动范围限定在一方形区域内，此方形区域的对角线长度为两倍井距，这样保证优化过程中各井井位移动不会改变原有的注采对应关系；
步骤302：使用优化算法求解二级井位优化数学模型，获得各井最优井位，由此所构成的井网即为二级井网。
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| 考虑地质及开发因素约束的三角形井网优化;张凯 等;《中国石油大学学报（自然科学版）》;20150831;第39卷(第4期);第111-118页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105756654A (zh) | 2016-07-13 |
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