CN111173492B - 一种双控菱形井网的差异化井距适配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种双控菱形井网的差异化井距适配方法。所述方法包括以下步骤：确定双控菱形井网形式；确定经济合理井网密度；确定菱形井网的长短轴距离；确定径向水射流工艺适配长度。本发明方法克服了常规井网沿主水道与地应力方向易发生水窜的问题，利用径向水射流工艺适配井网建立有效驱替，建立不同剩余油饱和度下的水井无因次适配长度图版，开发效果最佳。

Description

一种双控菱形井网的差异化井距适配方法

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种双控菱形井网的差异化井距适配方法。

背景技术

低渗透油藏物性差，常采用压裂方式求产，由于地应力的存在，裂缝方向与地应力方向趋于一致。而低渗透浊积岩油藏存在主水道，主水道方向物性相对较好。该类油藏开发一般采用菱形反九点井网，将井排方向(长对角线延伸方向)平行于裂缝方向来进行部署。

实用新型专利(CN206309379U)公开了一种井网结构，其包括：第一菱形井网以及位于所述第一菱形井网内的第二菱形井网；所述第一菱形井网包括八个第一油井及一个第一注水井；八个所述第一油井位于第一菱形的边线上，所述第一注水井位于所述第一菱形的中心位置上；所述第二菱形井网包括六个第二油井、所述八个第一油井中的两个第一油井、以及所述第一注水井；六个所述第二油井及两个所述第一油井位于第二菱形的边线上，所述第一注水井位于所述第二菱形的中心位置上；所述第二菱形井网中的两个所述第一油井分别位于所述第一菱形相对的两个边线的中间位置。

实用新型专利(CN205778802U)公开了一种提高多泥墙砂岩油田水驱波及系数的井网结构，该结构包括围绕泥岩墙分布的多口井生产和多口注水井，所述生产井和所述注水井距离所述泥岩墙的水平距离均为200m以上。

注水井和生产井径向钻孔后对油田开发有正反两个方面的影响：有利的是能够增大泄油面积，让径向流变为线性流，降低渗流阻力，更好的建立有效驱替压差；不利的是沿着径向钻孔方向可能引起水窜，使注入水的波及程度减小，不利于均衡趋替。所以若径向水射流钻孔与井网形式匹配将有利于提高开发效果；若径向钻孔与井网不匹配，会导致油井过早的水窜，降低水驱油效果，严重影响水驱采出程度。因此必须对径向水射流与井网形式的匹配关系进行优化研究。

李坤把钻孔方向分布以及储层的非均质性作为考虑因素，研究其与井网的匹配关系，优化出最好匹配模式从而均衡注采井网，降低非均质的影响，减缓含水上升速率，使水驱控制程度得到提高，提高最终采收率和经济效益。基于不同径向水射流钻孔与井网的匹配模式，优化了正方形反九点法井网和正方形五点法井网钻孔方向与井排方向的最优夹角模式。当采用正方形五点法井网开发低渗透油藏时，注水井排最好与钻孔方向平行；当采用正方形反九点井网开发低渗透油藏时，钻孔方向最好与注水井排夹角成45的(李坤.低渗透油藏径向水射流适配井网优化研究[D].)。

而针对常规井网开发易导致沿主水道和地应力方向水窜，开发效果变差的问题，尚未有较好的解决方法。

发明内容

本发明的目的是考虑主水道和地应力双因素控制水窜方向，以此为基础下设计的一种双控菱形井网的差异化井距适配方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种双控菱形井网的差异化井距适配方法，包括以下步骤：确定双控菱形井网形式；确定经济合理井网密度；确定菱形井网的长短轴距离；确定径向水射流工艺适配长度。

优选地，确定双控菱形井网形式的方法为：根据目标区域的地质，确定主水道方向；依据目标区域的压裂裂缝方向，确定主应力方向，沿主水道和地应力两个方向拉水线，即得双控菱形井网形式。

优选地，井网密度的确定方法为：根据油田实际数据回归的井网密度与采收关系公式，结合基本建设总投资以及投资回收期内生产经营费用，得到经济合理井网密度。

进一步优选地，根据油田实际数据回归的井网密度与采收关系公式为：

式中，E_R—采收率；K_o—地层有效渗透率，μm²；μ_o—地下原油粘度，mPa·s；n—井网密度，口/km²；a、b、c、d为回归所得参数，a＝0.742，b＝0.19，c＝-1.125， d＝-0.148；

根据式(1)，当井网密度由n增加到n+1时，增加的可采储量为：

式中，V—单位面积储量，10⁴t/km²；

将式(1)、式(2)组合，形成方程组，通过迭代法即可求出经济合理井网密度n+1，用f表示；优选地，N_p计算公式为：

式中，K—单井基本建设总投资，万元；C—单井年经营费，万元；原油价格—L，元/吨；t—投资回收期年，B—投资回收期t年内年平均产值，万元；i—贴现率。

优选地，菱形井网的长短轴距离的确定方法为：根据确定的经济合理井网密度，求取常规正方形五点法井网井距，依据等单控储量法，确定菱形井网的长短轴距离。

进一步优选地，井网密度与正方形五点法井网井距关系为：

优选地，根据等单控储量法，菱形井网的长短轴距离分别为：

L₁为菱形井网长轴距离；

L2为菱形井网短轴距离。

优选地，径向水射流油水井适配长度的确定方法包括以下步骤：

(1)根据技术井距与经济井距的关系确定是否需要径向水射流适配井网；

(2)建立不同剩余油饱和度下，水井无因次适配长度与采收率提高程度的关系，确定径向水射流油水井适配长度。

进一步优选地，在步骤(1)中，技术极限井距为：

式中，P_e—油藏原始地层压力，MPa；P_w—井底流压，MPa；

优选地，当菱形井网长轴距离L₁≤2r_极限，菱形井网短轴距离L₂≤2r_极限时，长短轴均可建立有效驱替，技术井距部署L₁＝2r_极限，如图3A所示；当菱形井网长轴距离L₁>2r_极限，菱形井网短轴距离L₂<2r_极限时，长轴无法建立驱替，需要工艺适配，如图3B所示；当菱形井网长轴距离L₁>2r_极限，菱形井网短轴距离L₂>2r_极限时，长、短轴均无法建立驱替，均需工艺适配，如图3C所示；

进一步优选地，工艺适配总长度符合以下关系：

X₁+X₂＝L₁-2r_极限

式中，X₁为水井适配长度，X₂为油井适配长度。

进一步优选地，油水井径向水射流适配长度确定方法为：

S1.设置水井无因次适配长度为：

S2.建立概念模型，得到不同剩余油饱和度情况下，水井无因次适配长度与采收率提高值的关系，并绘制图版；

S3.通过图版可得到水井无因次适配长度L_w，则水井适配长度为：

X₁＝L_w(L₁-2r_极限)

油井适配长度为：

X₂＝L₁-2r_极限-X₁。

本发明方法的建立主要针对低渗透浊积油藏的主水道与地应力呈一定角度的情况下，常规井网沿主水道与地应力方向易发生水窜，创新提出了一种双控菱形井网的差异化井距适配方法。根据实际资料回归的井网密度与采收率的关系，以及投资经营相关参数，得到经济合理井网密度。利用等单控储量法，确定菱形井网长短轴距离。利用径向水射流工艺适配井网建立有效驱替，建立不同剩余油饱和度下的水井无因次适配长度图版，立足开发效果最佳。

本发明针对井网井距与主水道和地应力方向不适配、易形成双向水窜的问题，将水淹井排转变为注水井排，形成菱形井网，同时形成径向水射流适配井网模式，建立有效驱替，形成不同剩余油饱和度下的水井无因次适配长度图版，便于确定径向水射流分支长度。

附图说明

图1为本发明的双控菱形井网示意图；

图2为本发明的等单控储量法井网转换示意图；

图3为本发明的技术井距与经济井距的搭配设计示意图；

图4为本发明的径向水射流适配长度示意图；

图5为本发明的概念模型径向水射流示意图；

图6为本发明的不同剩余油饱和度下工艺适配图版。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例

本实施例以胜利油田为目标区域，提供一种双控菱形井网的差异化井距适配方法，所述方法包括以下步骤：

(一)确定双控菱形井网形式：

根据目标区域的地质综合研究，确定主水道方向NE0°；依据目标区域的压裂裂缝方向监测结果，确定主应力方向NE120°，为防止沿主水道和地应力方向水窜，确定采用菱形井网开发，沿主水道和地应力两个方向拉水线(图1)。

(二)确定经济合理井网密度：

根据胜利油田实际数据回归的井网密度与采收率关系公式，结合基本建设总投资以及投资回收期内生产经营费用，得到经济合理井网密度。

胜利油田实际资料回归的井网密度与采收率关系公式：

式中，E_R—采收率；

K_o—地层有效渗透率，μm²；

μ_o—地下原油粘度，mPa·s；

n—井网密度，口/km²；

a—0.742；

b—0.19；

c—-1.125；

d—-0.148。

根据上式，当井网密度由n增加到n+1时，即每平方公里增加1口井时，增加的可采储量为：

式中，V—单位面积储量，10⁴t/km²。

设单井新增可采储量为N_p吨，单井基本建设总投资为K万元，单井年经营费为C万元，原油价格为L元/吨，在投资回收期t年内，年平均产值为B万元。

年收入支出保持平衡，则有：

(B-C)(P/A,i,t)-K＝0(3)

式中，i—贴现率，小数；

(P/A,i,t)—动态经济评价中的等额系列现值系数。

因此：

将式(1)、式(2)组合，形成方程组，通过迭代法即可求出经济合理井网密度n+1，用f表示。通过上述计算，所得f值为12口/km²。

(三)确定菱形井网的长短轴距离

根据确定的经济合理井网密度，求取常规正方形五点法井网井距，依据等单控储量法，确定菱形井网的长短轴距离(图2)。

①井网密度与正方形五点法井网井距关系

得到正方形五点法井网井距：

②等单控储量法，井网参数转换关系

d²＝2L₁·L₂

(四)确定径向水射流工艺适配长度

根据技术井距与经济井距的关系确定是否需要径向水射流适配井网，建立不同剩余油饱和度下，水井无因次适配长度与采收率提高程度的关系，确定径向水射流油水井适配长度。

①技术极限井距

式中，P_e—油藏原始地层压力，40MPa；P_w—井底流压，25MPa；K_o—地层有效渗透率，4.1×10^-3μm²；μ_o—地下原油粘度，0.9mPa·s。

②技术井距与经济井距的搭配设计

此时，L₁>2r_极限，L₂<2r_极限时，长轴无法建立驱替，需要工艺适配(图3B )；

工艺适配总长度为:

X₁+X₂＝L₁-2r_极限＝140(m)

③油水井径向水射流适配长度确定

设置水井无因次适配长度为：

建立概念模型(图5)，得到不同剩余油饱和度情况下，水井无因次适配长度与采收率提高值的关系，并绘制图版(图6)。

目前剩余油饱和度为0.53，通过图版可得到水井无因次适配长度L_w＝0.6，则水井适配长度为：

X₁＝L_w(L₁-2r_极限)＝0.6×(380-2×120)＝84(m)

油井适配长度为：

X₂＝L₁-2r_极限-X₁＝380-2×120-84＝56(m)

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种双控菱形井网的差异化井距适配方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1，确定双控菱形井网形式；

步骤2，确定经济合理井网密度；

步骤3，确定菱形井网的长短轴距离；

步骤4，确定径向水射流工艺适配长度；

在步骤1中，根据目标区域的地质，确定主水道方向；依据目标区域的压裂裂缝方向，确定主应力方向，沿主水道和地应力两个方向拉水线，即得双控菱形井网形式；

在步骤2中，根据油田实际数据回归的井网密度与采收关系公式

式中，E_R—采收率；K_o—地层有效渗透率，μm²；μ_o—地下原油粘度，mPa·s；n—井网密度，口/km²；a、b、c、d为回归所得参数，a＝0.742，b＝0.19，c＝-1.125，d＝-0.148；

根据式(1)，当井网密度由n增加到n+1时，增加的可采储量为：

式中，V—单位面积储量，10⁴t/km²；

将式(1)、式(2)组合，形成方程组，通过迭代法即可求出经济合理井网密度n+1，用f表示；

结合基本建设总投资以及投资回收期内生产经营费用，得到经济合理井网密度；

在步骤3中，根据确定的经济合理井网密度，求取常规正方形五点法井网井距，依据等单控储量法，确定菱形井网的长短轴距离；

井网密度与正方形五点法井网井距关系为：

菱形井网的长轴距离为：

菱形井网的短轴距离为：

在步骤4中，径向水射流油水井适配长度的确定方法包括以下步骤：

a.根据技术极限井距与经济井距的关系确定是否需要径向水射流适配井网；技术极限井距为：

式中，P_e—油藏原始地层压力，MPa；P_w—井底流压，MPa；

b.建立不同剩余油饱和度下，水井无因次适配长度与采收率提高程度的关系，确定径向水射流油水井适配长度；

工艺适配总长度符合以下关系：

X₁+X₂＝L₁-2r_极限

式中，X₁为水井适配长度，X₂为油井适配长度。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，根据式(1)，当井网密度由n增加到n+1时，增加的可采储量N_p为：

式中，K—单井基本建设总投资，万元；C—单井年经营费，万元；原油价格—L，元/吨；t—投资回收期年；i—贴现率。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，技术极限井距为：当菱形井网长轴距离L₁≤2r_极限，菱形井网短轴距离L₂≤2r_极限时，长短轴均可建立有效驱替，技术井距部署L₁＝2r_极限；当菱形井网长轴距离L₁＞2r_极限，菱形井网短轴距离L₂＜2r_极限时，长轴无法建立驱替，需要工艺适配；当菱形井网长轴距离L₁＞2r_极限，菱形井网短轴距离L₂＞2r_极限时，长、短轴均无法建立驱替，均需工艺适配。

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