CN111075413A - 水驱油田技术合理井网密度速算方法 - Google Patents

水驱油田技术合理井网密度速算方法 Download PDF

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田选华
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    • Y02A10/40—Controlling or monitoring, e.g. of flood or hurricane; Forecasting, e.g. risk assessment or mapping

Abstract

本发明公开了一种水驱油田技术合理井网密度速算方法，该方法包括：收集目标水驱油田当前时刻的采油井井数、注水井井数、采油井产液指数、注水井吸水指数、注采比、地面体积含水率、原油体积系数、地层水体积系数、动用含油面积九个参数；计算目标水驱油田当前时刻的合理油水井数比；计算该目标水驱油田当前时刻的合理的采油井井数、注水井井数；计算该目标水驱油田当前时刻的技术合理井网密度。本发明简单易操作、易掌握，且更合理、实用、可靠，可为水驱油田的开发规划、综合调整及生产实时管理提供重要的理论依据和技术指导。

Description

水驱油田技术合理井网密度速算方法
技术领域
本发明涉及水驱油田高效开发及大幅度提高原油采收率领域，具体地说是一种水驱油田技术合理井网密度速算方法。
背景技术
长期以来，合理井网密度研究一直是油田开发研究工作的重要课题。合理井网密度的确定是油田开发设计和井网调整中的重要依据，其大小直接影响着开发管理者的决策和油田最终采收率的高低、建设投资的多少及经济效益的好坏。目前，国内大部分油藏已进入水驱开发后期阶段，开发效果日渐变差，更加需要通过合理的井网加密调整来稳定油田产量，实现油田的高产稳产，以切实提高油田开发经济效益。因此，开展合理井网密度确定方法研究，进而选取一个合理的井网密度使油田既能提高原油的采收率又能获得较高的经济效益，对于实现高含水后期油田经济高效开发有着重要的理论及现实意义。然而，以往采用的算法均存在缺陷：（1）算法引用的原理或公式来源不明；（2）假设条件过多，或较理想，不符合实际情况；（3）影响因素考虑不全面、不合理；（4）在实际应用时，往往忽视算法本身的适用条件。针对以上问题，全面考察水驱油田油层压力的分布规律，在导出水驱油田合理油水井数比的基础上，建立了水驱油田技术合理井网密度的速算模型，发明了一种水驱油田技术合理井网密度速算方法，为水驱油田开发规划、综合调整及日常生产管理提供重要的理论依据和技术指导。与以往算法相比，该方法综合考虑了注采不平衡、油水密度差异、体积系数、注水井启动压力、采油井启动压力梯度等方面的影响因素，因而适用于任何开发阶段、任何水驱油藏类型、任何油层压力分布状况条件下的技术合理井网密度及相关参数的计算，具有较强的适用性和应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供水驱油田技术合理井网密度速算方法，为水驱油田开发规划、综合调整及日常生产管理提供重要的理论依据和技术指导，实现水驱油田生产实时管理及水驱油田高效开发及大幅度提高原油采收率之目的。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：水驱油田技术合理井网密度速算方法，其步骤包括：
步骤1，收集目标水驱油田当前时刻的采油井井数
Figure DEST_PATH_IMAGE001
、注水井井数
Figure 732448DEST_PATH_IMAGE002
、采油井产液指数
Figure DEST_PATH_IMAGE003
、注水井吸水指数
Figure 758173DEST_PATH_IMAGE004
、注采比
Figure DEST_PATH_IMAGE005
、地面体积含水率
Figure 697310DEST_PATH_IMAGE006
、原油体积系数
Figure DEST_PATH_IMAGE007
、地层水体积系数
Figure 833893DEST_PATH_IMAGE008
、动用含油面积
Figure DEST_PATH_IMAGE009
九个参数；
步骤2，计算目标水驱油田当前时刻的合理油水井数比
Figure 906367DEST_PATH_IMAGE010
；
步骤3，计算该目标水驱油田当前时刻的合理的采油井井数
Figure DEST_PATH_IMAGE011
、注水井井数
Figure 837414DEST_PATH_IMAGE012
；
步骤4，计算该目标水驱油田当前时刻的技术合理井网密度
Figure DEST_PATH_IMAGE013
。
在步骤2中，水驱油田合理油水井数比公式为：
Figure 529426DEST_PATH_IMAGE014
（1）
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为合理油水井数比，小数；
Figure 938542DEST_PATH_IMAGE016
为注采比，小数；
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为采液指数，m3/（d·MPa）；
Figure 399610DEST_PATH_IMAGE018
为地面体积含水率，小数；
Figure DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 501559DEST_PATH_IMAGE020
分别为原油、水的体积系数，无因次；
Figure DEST_PATH_IMAGE021
为吸水指数，m3/（d·MPa）。
在步骤3中，计算该目标水驱油田当前时刻的合理的采油井井数、注水井井数，应该包括如下情况：（1）目前的采油井井数
Figure 415288DEST_PATH_IMAGE001
等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的采油井井数
Figure 156323DEST_PATH_IMAGE011
；（2）目前的注水井井数
Figure 268636DEST_PATH_IMAGE002
等于技术合理井网密度所需的注水井井数
Figure 72644DEST_PATH_IMAGE012
。
在步骤3情况（1）中，利用步骤2中得到的合理油水井数比计算当目前的采油井井数等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的采油井井数时的注水井井数。
在步骤4情况（1）中，将目前的采油井井数和步骤3情况（1）计算得到注水井井数代入井网密度公式，即可获得当目前的采油井井数等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的采油井井数时的技术合理井网密度。
在步骤4情况（1）中，井网密度公式为：
Figure 4828DEST_PATH_IMAGE022
（2）
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE023
为当目前的采油井井数
Figure 21325DEST_PATH_IMAGE001
等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的采油井井数
Figure 988144DEST_PATH_IMAGE011
时的技术合理井网密度，well/km2；
Figure 697474DEST_PATH_IMAGE024
为地质储量动用面积，km2。
在步骤3情况（2）中，利用步骤2中得到的合理油水井数比计算当目前的注水井数等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的注水井井数时的采油井井数。
在步骤4情况（2）中，将目前的注水井井数和步骤3情况（2）计算得到采油井井数代入井网密度公式，即可获得当目前的注水井井数等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的注水井井数时的技术合理井网密度。
在步骤4情况（2）中，井网密度公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE025
（3）
式中：
Figure 851375DEST_PATH_IMAGE026
为当目前的注水井井数（
Figure DEST_PATH_IMAGE027
）等于技术合理井网密度所需的注水井数（
Figure 405984DEST_PATH_IMAGE028
）时的技术合理井网密度，well/km2。
在步骤4情况（2）中，当
Figure DEST_PATH_IMAGE029
时，获得的水驱油田技术合理井网密度
Figure 164993DEST_PATH_IMAGE030
不符合矿场实际，此时采用情况（1）中提及的流程计算水驱油田技术合理井网密度。
在步骤4中，水驱油田技术合理井网密度计算流程只能是情况（1）或情况（2）中的一种，不存在第三种情况。
本发明中的水驱油田技术合理井网密度速算方法，简单易操作、易掌握，且更合理、实用、可靠，为水驱油田的开发规划、综合调整及日常生产管理提供重要的理论依据和技术指导。利用水驱油田技术合理井网密度速算方法，可以实现水驱油田合理注采系统实时管理与调整研究，计算任何开发阶段、任何水驱油藏类型、任何油层压力分布状况条件下的技术合理井网密度及技术合理井距、注水井单井水驱控制面积、注采井网形式等井网参数，指导水驱油田高效开发技术研发和水驱油田开发规划、综合调整及日常生产管理等开发实践，对于实现高含水后期油田经济高效开发有着重要的理论及现实意义。该方法解决了长期以来以往采用的算法引用的原理或公式来源不明；假设条件过多，或较理想，不符合实际情况；影响因素考虑不全面、不合理；实际应用时往往忽视算法本身的适用条件等问题，该技术发明推广应用前景广阔，经济社会效益显著。
附图说明
图1是本发明的水驱油田技术合理井网密度速算方法的流程图。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
如图1所示，本发明的水驱油田技术合理井网密度速算方法，其步骤如下：
在步骤101，收集目标水驱油田当前时刻的采油井井数、注水井井数、采油井产液指数、注水井吸水指数、注采比、地面体积含水率、原油体积系数、地层水体积系数、动用含油面积等参数。该步骤的目的是为计算目标水驱油田当前时刻的合理油水井数比、技术合理井网密度提供参数。流程进入步骤102。
在步骤102，将步骤101中获得的目标水驱油田当前时刻的采油井井数、注水井井数、采油井产液指数、注水井吸水指数、注采比、地面体积含水率、原油体积系数、地层水体积系数、动用含油面积等参数代入水驱油田合理油水井数比公式计算目标水驱油田当前时刻的合理油水井数比。该步骤的目的是为计算该目标水驱油田当前时刻的合理的采油井井数、注水井井数提供油水井数比参数。流程进入步骤103。
在步骤103，利用步骤102中得到的合理油水井数比参数，分目前的采油井井数
Figure 307874DEST_PATH_IMAGE032
等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的采油井井数
Figure 214650DEST_PATH_IMAGE034
、目前的注水井井数
Figure 104109DEST_PATH_IMAGE036
等于技术合理井网密度所需的注水井井数
Figure 779941DEST_PATH_IMAGE038
等两种情况分别计算目标水驱油田注水井井数
Figure 96652DEST_PATH_IMAGE040
、采油井井数
Figure 490725DEST_PATH_IMAGE042
。该步骤的目的是为计算该目标水驱油田当前时刻的技术合理井网密度提供注水井井数
Figure 183874DEST_PATH_IMAGE044
、采油井井数
Figure 714213DEST_PATH_IMAGE046
等参数。流程进入步骤104。
在步骤104，分目前的采油井井数
Figure 467405DEST_PATH_IMAGE048
等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的采油井井数
Figure 83194DEST_PATH_IMAGE050
、目前的注水井井数
Figure 48876DEST_PATH_IMAGE052
等于技术合理井网密度所需的注水井井数
Figure 433721DEST_PATH_IMAGE054
等两种情况，将步骤103中获得的注水井井数
Figure 357815DEST_PATH_IMAGE056
、采油井井数
Figure 457970DEST_PATH_IMAGE058
代入井网密度公式计算目标水驱油田当前时刻的技术合理井网密度。流程结束。
针对现有的水驱油田技术合理井网密度算法引用的原理或公式来源不明；假设条件过多，或较理想，不符合实际情况；影响因素考虑不全面、不合理；在实际应用时，往往忽视算法本身的适用条件等问题，本发明基于水驱油田油层压力分布规律，运用极值原理，从推导、建立考虑注水井启动压力、采油井启动压力梯度的合理注采压力系统计算模型出发，发明了一种新的水驱油田技术合理井网密度速算方法，建立水驱油田技术合理井网密度的计算模型，提出目前技术合理井网密度研究领域中较为全面的一种全新的快速评价、确定水驱油田技术合理井网密度的解决方案，适用于任何开发阶段、任何水驱油藏类型、任何油层压力分布状况条件下的技术合理井网密度及技术合理井距、注水井单井水驱控制面积、注采井网形式等相关井网参数，为水驱油田的开发规划、综合调整及日常生产管理提供重要的理论依据和技术指导。
实施例1：
胜坨油田胜一区沙二段 1—3 砂组油藏储层平均渗透率为 2 100×10－ 3μm2，平均孔隙度为30. 0%，地面原油密度为 0. 924 g/cm3，原油体积系数为 1.158。2012年12月份，采油井开井数53口，日产液2 120 m3，综合含水 95.6%，注水井开井数36口，日注水量 2 340m3，采用不规则面积注水井网开发，动用含油面积为14.2 km2，根据当前注采工艺条件可知，采油井产液指数为36 m3/ (d·MPa) ，生产井最小井底流压为9.6 MPa，采油井附近的地层静压为 16.8 MPa，水井吸水指数 80 m3/ (d·MPa )，注水井最大井底流压53.4 MPa，注水井附近地层的静压为 18.1 MPa，注水井启动压力为 29.4 MPa。
将上述参数代入合理油水井数比公式、井网密度公式等中可以得到合理油水井数比、技术合理井网密度等参数，见表1。
需要指出的是，应用式（3）计算技术合理井网密度的过程中，刚好遇到合理采油井井数的计算值小于当前油藏的采油井井数（
Figure 492922DEST_PATH_IMAGE060
）的情况，其计算结果显然不符合矿场开发实际，应采用式（2）进行计算，因此该水驱油藏的技术合理井网密度取值为6.34 well/km2。如果采用正方形五点注水井网进行计算，那么油藏的技术合理井距为0.40 km，注水井单井水驱控制面积0.32 km2/well。
表1 技术合理井网密度及其相关参数计算结果表
Figure 732274DEST_PATH_IMAGE061
从表1中可以看出，合理油水井数比为1.42（合理采油井井数为53口，合理注水井井数为37口），可以揭示该水驱油藏的合理井网形式为不规则注水井网，与当前井网形式一致，即井网加密调整完善时保持原井网形式不变，可直接在该不规则注水井网上加密1口注水井。加密调整后，该油藏合合理压力保持水平为17.29 MPa，最大采液量（合理采液量），为14572.41 m3/d，比调整前增加12452.41 m3/d，合理注水量为15906.88 m3/d，比调整前增注13566.88 m3/d，油藏提液增注效果显著。
本发明不局限于上述实施方式，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的主要特征和优点，任何人在本发明的启示下可得出其他形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是与本发明相同或相近的技术方案，均在保护范围之内。

Claims (12)

1.水驱油田技术合理井网密度速算方法，其特征在于，其步骤包括：
步骤1，收集目标水驱油田当前时刻的采油井井数
Figure 790119DEST_PATH_IMAGE001
、注水井井数
Figure 216553DEST_PATH_IMAGE002
、采油井产液指数
Figure 874936DEST_PATH_IMAGE003
、注水井吸水指数
Figure 195059DEST_PATH_IMAGE004
、注采比
Figure 765849DEST_PATH_IMAGE005
、地面体积含水率
Figure 538632DEST_PATH_IMAGE006
、原油体积系数
Figure 997777DEST_PATH_IMAGE007
、地层水体积系数
Figure 782193DEST_PATH_IMAGE008
、动用含油面积
Figure 914097DEST_PATH_IMAGE009
九个参数；
步骤2，计算目标水驱油田当前时刻的合理油水井数比
Figure 33232DEST_PATH_IMAGE010
；
步骤3，计算该目标水驱油田当前时刻的合理的采油井井数
Figure 908784DEST_PATH_IMAGE011
、注水井井数
Figure 813286DEST_PATH_IMAGE012
；
步骤4，计算该目标水驱油田当前时刻的技术合理井网密度
Figure 116092DEST_PATH_IMAGE013
。
2.根据权利要求1所述的水驱油田技术合理井网密度速算方法，其特征在于，在步骤2中，水驱油田合理油水井数比公式为：
Figure 722522DEST_PATH_IMAGE014
（1）
式中：
Figure 136186DEST_PATH_IMAGE015
为合理油水井数比，小数；
Figure 160774DEST_PATH_IMAGE016
为注采比，小数；
Figure 759114DEST_PATH_IMAGE017
为采液指数，m3/（d·MPa）；
Figure 728207DEST_PATH_IMAGE018
为地面体积含水率，小数；
Figure 820928DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 559077DEST_PATH_IMAGE020
分别为原油、水的体积系数，无因次；
Figure 596828DEST_PATH_IMAGE021
为吸水指数，m3/（d·MPa）。
3.根据权利要求1所述的水驱油田技术合理井网密度速算方法，其特征在于，在步骤3中，计算该目标水驱油田当前时刻的合理的采油井井数、注水井井数，应该包括如下情况：（1）目前的采油井井数
Figure 53217DEST_PATH_IMAGE022
等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的采油井井数
Figure 684050DEST_PATH_IMAGE023
；（2）目前的注水井井数
Figure 932497DEST_PATH_IMAGE024
等于技术合理井网密度所需的注水井井数
Figure 482427DEST_PATH_IMAGE025
。
4.根据权利要求1所述的水驱油田技术合理井网密度速算方法，其特征在于，在步骤4中，计算该目标水驱油田当前时刻的技术合理井网密度，应该包括如下情况：（1）当目前的采油井井数
Figure 301479DEST_PATH_IMAGE026
等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的采油井井数
Figure 860636DEST_PATH_IMAGE027
时的技术合理井网密度；（2）当目前的注水井井数
Figure 963590DEST_PATH_IMAGE028
等于技术合理井网密度所需的注水井井数
Figure 950001DEST_PATH_IMAGE029
时的技术合理井网密度。
5.根据权利要求1所述的水驱油田技术合理井网密度速算方法，其特征在于，在步骤3情况（1）中，利用步骤2中得到的合理油水井数比计算当目前的采油井井数等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的采油井井数时的注水井井数。
6.根据权利要求1所述的水驱油田技术合理井网密度速算方法，其特征在于，在步骤4情况（1）中，将目前的采油井井数和步骤3情况（1）计算得到注水井井数代入井网密度公式，即可获得当目前的采油井井数等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的采油井井数时的技术合理井网密度。
7.根据权利要求1所述的水驱油田技术合理井网密度速算方法，其特征在于，在步骤4情况（1）中，井网密度公式为：
Figure 990769DEST_PATH_IMAGE030
（2）
式中：
Figure 88038DEST_PATH_IMAGE031
为当目前的采油井井数
Figure 45499DEST_PATH_IMAGE032
等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的采油井井数
Figure 202810DEST_PATH_IMAGE033
时的技术合理井网密度，well/km2；
Figure 730875DEST_PATH_IMAGE034
为地质储量动用面积，km2。
8.根据权利要求1所述的水驱油田技术合理井网密度速算方法，其特征在于，在步骤3情况（2）中，利用步骤2中得到的合理油水井数比计算当目前的注水井数等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的注水井井数时的采油井井数。
9.根据权利要求1所述的水驱油田技术合理井网密度速算方法，其特征在于，在步骤4情况（2）中，将目前的注水井井数和步骤3情况（2）计算得到采油井井数代入井网密度公式，即可获得当目前的注水井井数等于目标水驱油田技术合理井网密度所需的注水井井数时的技术合理井网密度。
10.根据权利要求1所述的水驱油田技术合理井网密度速算方法，其特征在于，在步骤4情况（2）中，井网密度公式为：
Figure 42556DEST_PATH_IMAGE035
（3）
式中：
Figure 729889DEST_PATH_IMAGE036
为当目前的注水井井数
Figure 933468DEST_PATH_IMAGE037
等于技术合理井网密度所需的注水井数
Figure 73463DEST_PATH_IMAGE038
时的技术合理井网密度，well/km2。
11.根据权利要求9所述的水驱油田技术合理井网密度速算方法，其特征在于，在步骤4情况（2）中，当
Figure 637168DEST_PATH_IMAGE039
时，获得的水驱油田技术合理井网密度
Figure 179008DEST_PATH_IMAGE040
不符合矿场实际，此时采用情况（1）中提及的流程计算水驱油田技术合理井网密度。
12.根据权利要求1所述的水驱油田技术合理井网密度速算方法，其特征在于，在步骤4中，水驱油田技术合理井网密度计算流程只能是情况（1）或情况（2）中的一种，不存在第三种情况。
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