CN111441757B - 一种确定致密气藏定向井井网的布井方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及致密气藏开采技术领域，具体地涉及一种确定致密气藏定向井井网的布井方法。一种确定致密气藏定向井井网的布井方法，该步骤如下：步骤1：获取目标井的等效井距范围，即w_s,min≤w_s≤w_s,max；步骤2：根据井距范围确定最多可布定向井井数n_max及最少可布定向井井数n_min；步骤3：计算相邻骨架井之间能够布定向井的数目，以判断是否满足布定向井条件；步骤4：在满足布定向井条件的前提下，布定向井；步骤5：判断所布定向井Y_j‑k是否满足砂体边界布定向井条件。本发明提出的确定致密气藏定向井井网的布井方法，奠定了致密气藏规模化和数字化开发的基础，保障了致密气藏的经济、高效和科学开发。

Description

一种确定致密气藏定向井井网的布井方法

技术领域

本发明涉及致密气藏开采技术领域，具体地涉及一种确定致密气藏定向井井网的布井方法。

背景技术

一般而言，常规气藏开发的井网形式大体有均匀井网、环状井网、线状井网和不均匀井网。均匀井网大多应用在储层性质较为均匀或极不均匀气驱气藏中。均匀布井可以充分发挥气田的产气能力，部分区域储层有效厚度大，渗透率高，储量丰度高，而部分区域如一些构造边部位储层较薄，渗透性较差，储量丰度值低，并且由于布井密度低，控制程度不够，因此在开发初期采用均匀井网进行开发。而对于断块气藏、透镜状气藏、裂缝性气藏和多套层系气藏，一般采用不均匀井网。

致密气藏的有效砂体分布展现出强烈的平面与纵向非均质性，具体表现为砂体的形状变化剧烈、展布方向不一、连续性不确定性强，如果采用规则的井网布井，那么极易导致砂体落空，不产气井或者低产气井比例大大增加，严重影响经济效益。因此，如何沿砂体展布方向，确定致密气藏的定向井井网，对于致密气藏开发意义重大。

发明内容

本发明旨在提出一种确定致密气藏定向井井网的布井方法。

本发明的技术方案在于：

本发明提出一种确定致密气藏定向井井网的布井方法，该方法步骤如下。

步骤1：获取目标井的等效井距范围，即w_s,min≤w_s≤w_s,max；

其中，w_s,min为井距的下限，w_s为井距，w_s,max为井距的上限；

具体过程如下：

本方案提出近似相等原理，该原理如下：

对于同一层上的任意三口井，井j的坐标(x_j,y_j)，井j'的坐标(x_j’,y_j’)，井j”的坐标(x_j”,y_j”)，井j与井j'和井j”之间的距离采用空间坐标可以表示为：

式中：L_jj'代表井j与井j'之间的直线距离；L_jj”代表井j与井j”之间的直线距离；

由于工程上较难存在绝对意义的相等，通常采用近似相等来处理。这里对近似相等做出定义：

(一)当

时，认为L_jj'与L_jj”不满足近似相等；

(二)当

时，认为L_jj'近似等于L_jj”，记作

符号

代表近似相等；

因此，根据公式

和公式w_s,max＝w_s×/(1+5％)计算得到目标井的等效井距范围w_s,min和w_s,max。

步骤2：根据井距范围确定最多可布定向井井数n_max及最少可布定向井井数n_min；具体过程如下：

(一)采用最小夹角布定向井，则理论最多可布定向井井数为：

式中：n_max为井组最多可布定向井井数；int为取整函数；arccos(w_s,min/w_s,max)为骨架井与相邻两口定向井之间的最小夹角；

(二)采用最大夹角布定向井，则理论最少可布定向井井数为：

式中：n_min为井组最少可布定向井井数。

步骤3：计算相邻骨架井之间能够布定向井的数目，以判断是否满足布定向井条件；具体过程如下：

(一)计算相邻骨架井之间的直线距离

式中：

为Y_j和Y_j(a)之间的直线距离；(x_j,y_j)为Y_j的坐标；(x_j(a),y_j(a))为Y_j(a)的坐标；

(二)通过

计算相邻骨架井之间能够布定向井的数目n_j→j(a)；

式中：n_j→j(a)为骨架井Y_j和相邻骨架井Y_j(a)之间的可布数；

为Y_j和Y_j(a)之间的直线距离；w_s为Y_j和Y_j(a)之间的井距；

(三)当n_j→j(a)≥1时，相邻骨架井Y_j和Y_j(a)之间满足布定向井条件；当n_j→j(a)＜1时，Y_j和Y_j(a)之间不满足布定向井条件。

步骤4：在满足布定向井条件的前提下，布定向井；具体过程如下。

(一)确定第一口定向井的坐标

(1)当n_j→j(a1)≥1时，根据公式初步确定Y_j-1与Y_j(a1)的角度范围：

式中：

为Y_j-1与Y_j的连线和Y_j与Y_j(a1)的连线之间的夹角；Y_j-1为目标；Y_j为Y_j-1对应的骨架井；Y_j(a1)为与Y_j相邻的骨架井1；

(2)根据公式确定第一口定向井的坐标范围：

式中：

为Y_j与Y_j-1之间的井距；Y_j的坐标为(x_j,y_j)；Y_j-1的坐标为(x_j-1,y_j-1)；

(3)在初步确定的坐标范围内，寻找满足Y_j-1距离砂体边界的最短距离b_j-1≥0.5w_s,max的最大角度，令最大角度为

(4)根据公式

计算得到Y_j-1的坐标范围。

(二)确定第二口定向井的坐标：

(1)当n_j→j(a2)≥1时，根据公式初步确定Y_j-2与Y_j(a2)的角度范围：

式中：

为Y_j-2与Y_j的连线和Y_j与Y_j(a2)的连线之间的夹角；Y_j-2为目标；Y_j为Y_j-2对应的骨架井；Y_j(a2)为与Y_j相邻的骨架井2；

(2)根据公式确定第二口定向井的坐标范围：

式中：

为Y_j与Y_j-2之间的井距；(x_j,y_j)为Y_j的坐标；(x_j-2,y_j-2)为Y_j-2的坐标；

(3)根据Y_j-1与Y_j-2之间的井距要求，采用公式寻找满足条件的角度

式中：

为Y_j和Y_j-1之间的井距；

为Y_j和Y_j-2之间的井距；

为Y_j-1与Y_j-2之间的直线；w_s,min为井距的下限；w_s,max为井距的上限；

(4)在

的角度范围，寻找满足b_1-1≥0.5w_s,max的最大角度，令最大角度为

根据公式

计算得到Y_1-2的坐标范围。

(三)确定其余定向井的坐标：

(1)根据公式计算其余定向井Y_j-k(k＝[3,n_max])的坐标范围解：

式中：(x_j-k,y_j-k)为Y_j-k(k＝[3,n_max])的坐标；(x_j,y_j)为Y_j的坐标；

为Y_j与Y_j-k之间的井距；

为

的坐标；

为决定Y_j-k的定向井，

与Y_j-k相邻，k＝k_a+1；

为

与Y_j-k之间的井距；

(2)根据公式进一步筛选Y_j-k(k＝[3,n_max])的坐标范围解：

式中：Y_j-γ(γ<k)为与

相邻的另外一口定向井；Y_j-β(β<k)为与Y_j-k相邻的另外一口定向井；当k＝3时，β＝γ＝2；当Y_j-k位于

和Y_j-γ中间时，β＝γ；Y_j-k'和Y_j-k”分别为Y_j-k(k＝[3,n_max])的两个解；

(3)在Y_j-k(k＝[3,n_max])的坐标范围解内，采用公式

计算得到夹角

根据公式

计算得到Y_j-k(k＝[3,n_max])的坐标(x_j-k,y_j-k)；判断是否满足砂体边界布定向井条件；

其中，砂体边界布定向井条件如下：

式中：b_j-k为Y_j-k距离砂体边界的最短距离；

为Y_j-k处的井距；

为Y_j到b_j-k处对应砂体边界的距离；

为Y_j和Y_j-k之间的井距；

当Y_j-k不满足上述砂体边界布定向井条件时，则该坐标不布定向井，跳过该坐标，判断下一处坐标。

本发明的技术效果在于：

一种确定致密气藏定向井井网的布井方法，应用数字化技术，充分考虑致密气藏砂体发育特点和展布特征，以最小的井数(低投资)实现储量动用最大化，是科学论证和优选气藏开发技术政策的可靠依据，为实现致密气藏高效开发奠定了基础。

附图说明

图1为鄂尔多斯盆地东南部某区块骨架井分布图。

图2为布第一口定向井的示意图。

图3为布第二口定向井的示意图。

图4为布第三口定向井的示意图。

图5为布第四口定向井的示意图。

图6为布第五口定向井的示意图。

具体实施方式

以鄂尔多斯盆地东南部某区块为例，如图1所示；Y1、Y2、Y3为骨架井，Y1井的坐标为(19393137.4，4081841)，Y2井的坐标为(19395489.1，4085019)，Y3井的坐标为(19394667.7，4079014)。其中，Y1为目标井，其井距为w_s＝1000m。

步骤1：获取目标骨架井的等效井距范围，即w_s,min≤w_s≤w_s,max；

根据公式w_s,min＝w_s/(1+5％)和公式w_s,max＝w_s×(1+5％)计算得到Y1井的等效井距范围为w_s,min＝952m、w_s,max＝1050m。

步骤2：根据井距范围确定最多可布定向井井数n_max及最少可布定向井井数n_min；

(一)采用最小夹角布定向井，则理论最多可布定向井井数为：

(二)采用最大夹角布定向井，则理论最少可布定向井井数为：

步骤3：计算相邻骨架井之间能够布定向井的数目，以判断是否满足布定向井条件；

(一)通过公式

计算相邻骨架井之间的直线距离

得到

(二)通过

计算相邻骨架井之间能够布定向井的数目n_j→j(a)，得到n_1→2＝4，n_1→3＝3；

(三)判断Y_j和Y_j(a)之间的布定向井条件：Y₁和Y₂之间满足布定向井条件，Y₁和Y₃之间满足布定向井条件。

步骤4：在满足布定向井条件的前提下，布定向井；具体过程如下。

(一)确定第一口定向井Y_1-1的坐标，如图2所示：

(1)初步确定Y_1-1与Y₂的角度范围

(2)根据

初步确定Y_1-1的坐标范围；

(3)在初步确定的坐标范围内，寻找满足b_1-1≥0.5w_s,max的最大角度，即在需满足砂体边界布定向井条件下，得到

根据公式

计算得到Y_1-1的坐标：(x_1-1,y_1-1)＝(19394175.9,4081996.2)。

(二)确定第二口定向井Y_1-2的坐标，如图3所示：

(1)初步确定Y_1-2与Y₃的角度范围

(2)根据

初步确定Y_1-2的坐标范围；

(3)根据Y_1-1与Y_1-2之间的井距要求，寻找得到满足

的角度

(4)在

的角度范围，寻找满足b_1-1≥0.5w_s,max的最大角度，即在需满足砂体边界布定向井条件下，得到

根据公式

计算得到Y_1-2的坐标：(x_1-2,y_1-2)＝(19394143.8,4081541.6)。

(三)确定第三口定向井Y_1-3的坐标，如图4所示：

(1)根据公式

计算得到定向井Y_1-3(k＝3)的坐标范围解；

(2)根据公式

进一步筛选Y_1-k(k＝3)的坐标范围解；

(3)在Y_1-k(k＝3)的坐标范围解内，采用公式

计算得到夹角

根据公式

计算得到Y_1-k(k＝3)的坐标：(x_1-3,y_1-3)＝(19393401.9,4082857.1)；

根据

判断Y_1-k(k＝3)是否满足砂体边界布定向井条件，得到：Y_1-3满足布井条件。

(四)确定第四口定向井Y_1-4、第五口定向井Y_1-5的坐标，如图5及图6所示：

Y_1-k(k＝4)的坐标为(x_1-4,y_1-4)＝(19393256.6,4080797.8)；Y_1-4满足砂体边界布定向井条件；

Y_1-k(k＝5)的坐标为(x_1-5,y_1-5)＝(19392306.4,4082482.8)；Y_1-5满足砂体边界布定向井条件；

Y_1-k(k＝6)的坐标不满足与相邻定向井之间的井距要求。

Claims (4)

1.一种确定致密气藏定向井井网的布井方法，其特征在于：该步骤如下：

步骤1：获取目标井的等效井距范围，即w_s,min≤w_s≤w_s,max；

其中，w_s,min为井距的下限，w_s为井距，w_s,max为井距的上限；

步骤2：根据井距范围确定最多可布定向井井数n_max及最少可布定向井井数n_min；

步骤3：计算相邻骨架井之间能够布定向井的数目，以判断是否满足布定向井条件；

步骤4：在满足布定向井条件的前提下，布定向井；

(一)首先确定第一口定向井及第二口定向井Y_j-k(k＝[1,2])的坐标：

为保证顺着河道方向，要求：

式中：

为Y_j-k与Y_j的连线和Y_j与Y_ja的连线之间的夹角；Y_j-k(k＝[1,2])为目标；Y_j为目标Y_j-1对应的骨架井；

为与Y_j相邻的骨架井；

Y_j-k与Y_j之间满足井距要求：

式中：

为Y_j与Y_j-k之间的井距；Y_j的坐标为(x_j,y_j)；Y_j-k的坐标为(x_j-k,y_j-k)；

Y_j-1与Y_j-2之间的直线距离

需满足大于两者之间的井距

(二)确定其余定向井Y_j-k(k＝[3,n_max])的坐标

Y_j-k(k＝[3,n_max])由Y_j-ka(ka<k,ka＝[1,k-1])确定，Y_j-k(k＝[3,n_max]的坐标(x_j-k,y_j-k)满足：

上述关系式有两个解Y_j-k'和Y_j-k”，当Y_j-k满足：

式中：

为决定Y_j-k的定向井，

与Y_j-k相邻，k＝k_a+1；Y_j-β(β<k)为与Y_j-k相邻的另外一口定向井；Y_j-γ(γ<k)为与

相邻的另外一口定向井；当k＝3时，β＝γ＝2；当Y_j-k位于

和Y_j-γ中间时，β＝γ；Y_j-k'和Y_j-k”分别为方程的两个解；

取满足上述条件的坐标(x_j-k,y_j-k)作为Y_j-k坐标的唯一解；

步骤5：判断所布定向井Y_j-k是否满足砂体边界布定向井条件

所述砂体边界布定向井条件为

式中：b_j-k为Y_j-k距离砂体边界的最短距离；

为Y_j-k处的井距；

为Y_j到b_j-k处对应砂体边界的距离；

为Y_j和Y_j-k之间的井距；

当Y_j-k不满足上述砂体边界布定向井条件时，则该坐标不布定向井，跳过该坐标，判断下一处坐标。

2.根据权利要求1所述确定致密气藏定向井井网的布井方法，其特征在于：所述步骤1中获取目标井的等效井距范围的具体过程为：根据公式

和公式w_s,max＝w_s×(1+5％)计算得到目标井的等效井距范围w_s,min和w_s,max。

3.根据权利要求1所述确定致密气藏定向井井网的布井方法，其特征在于：所述步骤2中根据井距范围确定最多可布定向井井数n_max及最少可布定向井井数n_min的具体过程为：

(一)采用最小夹角布定向井，则理论最多可布定向井井数为：

式中：n_max为井组最多可布定向井井数；int为取整函数；arccos(w_s,min/w_s,max)为骨架井与相邻两口定向井之间的最小夹角；

(二)采用最大夹角布定向井，则理论最少可布定向井井数为：

式中：n_min为井组最少可布定向井井数。

4.据权利要求1所述确定致密气藏定向井井网的布井方法，其特征在于：所述步骤3中计算相邻骨架井之间能够布定向井的数目，以判断是否满足布定向井条件的具体过程为：

(一)计算相邻骨架井之间的直线距离

式中：

为Y_j和Y_j(a)之间的直线距离；(x_j,y_j)为Y_j的坐标；(x_j(a),y_j(a))为Y_j(a)的坐标；

(二)通过

计算相邻骨架井之间能够布定向井的数目n_j→j(a)；

式中：n_j→j(a)为骨架井Y_j和相邻骨架井Y_j(a)之间的可布定向井井数；

为Y_j和Y_j(a)之间的直线距离；w_s为Y_j和Y_j(a)之间的井距；

(三)当n_j→j(a)≥1时，相邻骨架井Y_j和Y_j(a)之间满足布定向井条件；当n_j→j(a)＜1时，Y_j和Y_j(a)之间不满足布定向井条件。

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