CN108343420A - 一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法 - Google Patents

Abstract

本发明展示一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法，针对致密气和页岩气藏的大井组工厂化作业；步骤1，通过储层精细描述，根据储层分布特征初选大井组部署方案；步骤2，结合钻井工程因素，对初选的大井组部署方式进行论证；步骤3，根据论证结果和工程造价，综合经济及环保因素，分别计算各初选大井组部署方式的经济效益，选取可产生最大经济效益的大井组部署方式实施，完成工厂化作业大井组布井。本发明分别计算各初选大井组部署方式的经济效益，选取可产生最大经济效益的大井组部署方式。通过协同考虑各环节所产生的成本费用，克服了常规布井方法中考虑因素单一，无法满足工厂化作业和效益最大化需求的不足。

Description

一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法

技术领域

本发明涉及天然气开发领域，具体为一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法。

背景技术

致密气与页岩气均属于开发技术复杂，开发成本高的非常规天然气藏，降低成本是实现致密气与页岩气有效开发的关键。大井组工厂化作业是国内外通用的降低油气田开发成本的开采技术方法之一。大井组工厂化作业布井涉及地质研究成果，钻井工程技术，工程造价及环境保护多个因素。目前工厂化作业大井组布井多侧重于地质研究成果，对井位部署及井型设计进行最优的组合，但对工程、造价及环保因素考虑不全面系统，工厂化作业效益得不到最大化。因此，现有的工厂化作业大井组布井方法还存在着不足。目前，还没有一种系统综合考虑多因素，使效益最大化的工厂化作业大井组布井方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法，通过对地质研究成果、钻井工程技术、工程造价及环境保护多因素综合分析，使部署井位可以同时满足大井组工厂化作业及效益最大化要求。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法，针对致密气和页岩气藏的大井组工厂化作业；

步骤1，通过储层精细描述，根据储层分布特征初选大井组部署方案；

步骤2，结合钻井工程因素，对初选的大井组部署方式进行论证；

步骤3，根据论证结果和工程造价，综合经济及环保因素，分别计算各初选大井组部署方式的经济效益，选取可产生最大经济效益的大井组部署方式实施，完成工厂化作业大井组布井。

优选的，步骤1中包括，

步骤1.1，通过地质、地震和测井学科技术手段对储层进行包括纵向和横向空间分布描述的精细描述，研究储层空间展布特征，选取大井组工厂化作业的区域；

步骤1.2，在选取的区域内根据有效储层分布特征进行地质井位部署，部署井位时根据地质储量动用程度及井型组合方式，对地质部署方案的井位进行初选。

优选的，所述的大井组工厂化作业区域满足以下量化指标：

a.目的层储层平面展布中有效厚度的长度大于3公里，宽度大于1公里；

b.目的层储层纵向累计厚度大于5米。

优选的，步骤1.2中，所述的地质井位部署是根据储层空间分布结果选取最优的井网及井型组合方式；其中最优的井网是能使地质储量最大化动用且相邻气井无干扰或少干扰，所述的井型包括直定向井和水平井。

进一步的，步骤1.2中，所述的地质井位部署具体包括，

步骤1.21，在干扰试井结果分析的基础上，结合砂体精细解剖、气藏工程、数值模拟和经济评价的方法，建立部署区域内的最优化开发井网J，确保井间概率小于10％，内部收益率大于12％；

步骤1.22，以此开发井网J为基础，进行井型组合选择；

若发育单套有效储层的区域以水平井为主整体部署；

若发育多套有效储层且主力层位厚度占储层厚度的60％以上，以水平井为主结合直定向井进行整体部署；

若发育多套薄储层则以直定向井大井组部署为主。

步骤1.23，最后根据井型组合和井组所包含丛式井的数量，确定多种部署方案。

优选的，步骤2中，结合钻井工程技术特点，论证不同初选方案的可行性，分别确定工厂化作业钻机组合及其最小安全距离和最佳实施顺序，选定平台面积及位置；根据不同方案的钻井机组实施需求，确定井场面积确定、选址和布置，完成对初选部署方案的论证。

进一步的，所述最小安全距离指多部钻机同时作业时，保证机组之间正常作业的最小距离；所述最佳实施顺序指多部钻机同时作业时，不同机组以最小总位移完成钻进任务的顺序。

优选的，步骤3中，根据论证结果和工程造价，综合经济及环保因素，利用下述公式分别对初选的大井组工厂化作业部署方案分别进行计算，得到Q₁、Q₂、…Q_n，最终选取最大Q值所对应的方案进行部署；

Q＝(P-C)×A×B×R×V-(n₁×b₁+n₂×b₂)-S×b₃；

式中：Q—工厂化作业大井组投产后采气收益，P—商品天然气单价，C—单位采气量经营成本，A—井组控制面积，B—部署区域单位面积的地质储量丰度，R—气田当前采收率，V—当前商品率，n₁—井组中直定向井进尺，b₁—直定向井进尺单价，n₂—井组中水平井进尺，b₂—水平井进尺单价，S—井场面积，b₃—井场单位成本。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过考虑地质、工程、经济及环保多种因素，建立适用于需要低成本开发的致密气藏与页岩气藏的工厂化作业大井组布井方法，以达到效益最大化的需求。针对致密气和页岩气藏的大井组工厂化作业，首先通过储层精细描述，根据储层分布特征初选大井组部署方案，然后结合钻井工程因素，对初选的大井组部署方式进行论证，最后综合经济及环保等因素，分别计算各初选大井组部署方式的经济效益，选取可产生最大经济效益的大井组部署方式。通过协同考虑各环节所产生的成本费用，克服了常规布井方法中考虑因素单一，无法满足工厂化作业和效益最大化需求的不足。

附图说明

图1为本发明实例中所述布井方法的流程图。

图2为本发明实例中所述工厂化大井在目的层位上组井位部署图。

图3为本发明实例中所述工厂化大井组在进行钻井施工时，井口及钻井设备等在井场的分布部署图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明针对致密气与页岩气开发过程中大井组工厂化作业特点提供一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法，满足其实施要求同时使其效益最大化。

本发明所述方法的流程是多因素分析的大井组工厂化作业布井。如图1所示，首先通过地质、地震、测井等学科技术手段对储层进行精细描述，研究储层空间展布特征，选取适合大井组工厂化作业的区域。

然后在选取的区域内根据有效储层分布特征进行地质井位部署，部署井位时充分考虑地质储量动用程度及井型组合方式，对地质部署的井位进行初选。

再结合钻井工程技术特点，论证不同初选方案的可行性，分别确定工厂化作业钻机组合的最小安全距离和最佳实施顺序，选定平台面积及位置。

最后根据现有工程造价，分别对各大井组工厂化作业方案进行预算，选取效益最大化的井位方案进行实施。

本发明采用如下步骤实现：

步骤1)根据气藏地质特征选取适合大井组工厂化作业的区域Y。

1.1所述的地质特征是利用地质、地震、气藏工程等学科技术手段对储层进行精细描述，包括纵、横向空间分布进行描述(借用现有技术)；所述的大井组工厂化作业区域Y应满足以下量化指标：

(1)目的层储层平面展布稳定，有效厚度长度大于3公里，宽度大于1公里。

(2)目的层储层纵向累计厚度大于5米。

1.2在选取的区域Y内根据气藏地质特征进行地质井位部署(借用现有技术)。初选n种部署方案F₁，F₂…F_n。

所述的地质井位部署是根据储层空间分布结果选取最优的井网(能使地质储量最大化动用且相邻气井无干扰或少干扰)及井型(直定向井、水平井)组合方式。

在干扰试井结果分析的基础上，结合砂体精细解剖、气藏工程、数值模拟和经济评价多种方法，建立适合部署区域内的最优化开发井网J，确保井间概率小于10％，内部收益率大于12％。

以此开发井网J为基础，进行井型组合选择，若发育单套有效储层的区域以水平井为主整体部署；若发育多套有效储层且主力层位优势明显，主力层位厚度占储层厚度的60％以上，以水平井为主结合直定向井进行整体部署；若发育多套薄储层则以直定向井大井组部署为主。井型组合和井组所包含丛式井数不同，可以有多种部署方案。例如1口直井+4口水平井的5井丛部署方案、3口直井+6口水平井的9井丛部署方案等。

步骤2)依据初选的n种部署方案，分别确定工厂化作业钻机型号及工程作业最小安全距离与最佳实施顺序。

其中所述最小安全距离指多部钻机同时作业时，保证机组之间正常作业的最小距离。所述最佳实施顺序指多部钻机同时作业时，不同机组以最小总位移完成钻进任务的顺序。

同时，根据不同方案的钻井机组实施需求，分别进行井场面积确定、选址和布置。

步骤3)根据现有工程造价及环保要求，利用下述公式分别对n种大井组工厂化作业部署方案进行计算，得到Q₁、Q₂、…Q_n，最终选取最大Q值所对应的方案进行部署。

Q＝(P-C)×A×B×R×V-(n₁×b₁+n₂×b₂)-S×b₃

式中：Q—工厂化作业大井组投产后采气收益，元，

P—商品天然气单价，元/m³，来源于当年天然气销售价格。

C—单位采气量经营成本，元/m³，来源于天然气开采集输处理费用。

A—井组控制面积，km²，来源于部署方案的大丛式井组所控制地质储量的面积。

B—储量丰度，10⁸m³/km²，来源于部署区域单位面积的地质储量。

R—气田目前采收率，％，来源于部署区域的目前采收率。

V—目前商品率，％，来源于采出天然气可转化为商品气的比例。

n₁—井组中直定向井进尺，m，来源于大丛式井组中所包含直定向井钻进总进尺。

b₁—直定向井进尺单价，元/m，来源于大丛式井组直定向井的平均进尺单价。

n₂—井组中水平井进尺，m，来源于大丛式井组中所包含水平井钻进总进尺。

b₂—水平井进尺单价，元/m，来源于大丛式井组水平井的平均进尺单价。

S—井场面积，km²，来源于大丛式井组满足工厂化作业所需的井场总面积。

b₃—井场单位成本，元/km²，来源于征借修建井场用地时单位面积的费用。

应用到实际例子中，如图2和图3所示，例如工厂化大井组“T2”：一、通过研究区的地质、地震、测井等学科技术手段对储层进行精细描述，确定储层空间展布特征，选取的区域内目的层有效储层展布稳定，气层累计厚度平均11.5米，适合大井组工厂化作业。二、在选取的区域内，依据储层精细描述成果，结合有效储层的分布特征，考虑到地质储量的动用程度及井间干扰概率，直定向井采用500m×650m的正方形井网，水平井采用500m×2200m的井网；最终初选F1、F2两种方案进行部署，其中F1：采用9口直定向井的大丛式井组进行工厂化作业；F2：采用3口直定向井、6口水平井(南北向水平段1500米)的大丛式井组进行工厂化作业。三、上述初选部署方案，均可满足钻井工程要求，根据深度需求，钻机可采用ZJ30钻机钻进表层，ZJ40、ZJ50和ZJ70钻机主体钻进。最小安全距离和最佳实施顺序，根据不同钻机有所不同。四、根据不同部署方案钻井机组的实施需求，将平台选址在中间井场位置，面积大小根据不同机组有所不同。五、根据现有的工程造价及环保要求，采用步骤5)公式对部署的两种方案进行计算，Q₂大于Q₁，Q₂对应的方案为F₂，则最终选取方案F₂：3口直定向井、6口水平井(南北向水平段1500米)的9井丛井组进行部署，3口直定向井可采用ZJ40钻机，6口水平井采用ZJ50钻机，最小安全距离为30米，6口水平井实施顺序为不同排反向施工，井场面积最终为28900m²。。

本发明所述的方法已在苏里格气田大丛式井组布井中进行了应用，部署井位390口，累计节约土地3678.4亩，节约投资16251.3万元，同时缓解了安全环保压力。

Claims (8)

1.一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法，其特征在于，针对致密气和页岩气藏的大井组工厂化作业；

步骤1，通过储层精细描述，根据储层分布特征初选大井组部署方案；

步骤2，结合钻井工程因素，对初选的大井组部署方式进行论证；

步骤3，根据论证结果和工程造价，综合经济及环保因素，分别计算各初选大井组部署方式的经济效益，选取可产生最大经济效益的大井组部署方式实施，完成工厂化作业大井组布井。

2.根据权利要求1所述的一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法，其特征在于，步骤1中包括，

步骤1.1，通过地质、地震和测井学科技术手段对储层进行包括纵向和横向空间分布描述的精细描述，研究储层空间展布特征，选取大井组工厂化作业的区域；

步骤1.2，在选取的区域内根据有效储层分布特征进行地质井位部署，部署井位时根据地质储量动用程度及井型组合方式，对地质部署方案的井位进行初选。

3.根据权利要求1或2所述的一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法，其特征在于，所述的大井组工厂化作业区域满足以下量化指标：

a.目的层储层平面展布中有效厚度的长度大于3公里，宽度大于1公里；

b.目的层储层纵向累计厚度大于5米。

4.根据权利要求1所述的一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法，其特征在于，步骤1.2中，所述的地质井位部署是根据储层空间分布结果选取最优的井网及井型组合方式；其中最优的井网是能使地质储量最大化动用且相邻气井无干扰或少干扰，所述的井型包括直定向井和水平井。

5.根据权利要求4所述的一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法，其特征在于，步骤1.2中，所述的地质井位部署具体包括，

步骤1.21，在干扰试井结果分析的基础上，结合砂体精细解剖、气藏工程、数值模拟和经济评价的方法，建立部署区域内的最优化开发井网J，确保井间概率小于10％，内部收益率大于12％；

步骤1.22，以此开发井网J为基础，进行井型组合选择；

若发育单套有效储层的区域以水平井为主整体部署；

若发育多套有效储层且主力层位厚度占储层厚度的60％以上，以水平井为主结合直定向井进行整体部署；

若发育多套薄储层则以直定向井大井组部署为主；

步骤1.23，最后根据井型组合和井组所包含丛式井的数量，确定多种部署方案。

6.根据权利要求1所述的一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法，其特征在于，步骤2中，结合钻井工程技术特点，论证不同初选方案的可行性，分别确定工厂化作业钻机组合及其最小安全距离和最佳实施顺序，选定平台面积及位置；根据不同方案的钻井机组实施需求，确定井场面积确定、选址和布置，完成对初选部署方案的论证。

7.根据权利要求6所述的一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法，其特征在于，所述最小安全距离指多部钻机同时作业时，保证机组之间正常作业的最小距离；所述最佳实施顺序指多部钻机同时作业时，不同机组以最小总位移完成钻进任务的顺序。

8.根据权利要求1所述的一种多因素协同分析的工厂化作业大井组布井方法，其特征在于，步骤3中，根据论证结果和工程造价，综合经济及环保因素，利用下述公式分别对初选的大井组工厂化作业部署方案分别进行计算，得到Q₁、Q₂、…Q_n，最终选取最大Q值所对应的方案进行部署；

Q＝(P-C)×A×B×R×V-(n₁×b₁+n₂×b₂)-S×b₃；

式中：Q—工厂化作业大井组投产后采气收益，P—商品天然气单价，C—单位采气量经营成本，A—井组控制面积，B—部署区域单位面积的地质储量丰度，R—气田当前采收率，V—当前商品率，n₁—井组中直定向井进尺，b₁—直定向井进尺单价，n₂—井组中水平井进尺，b₂—水平井进尺单价，S—井场面积，b₃—井场单位成本。