基于合理井网密度部署低渗油田骨架井网研究

2012-11-21刘国霖刘志森万单梁

长江大学学报(自科版) 2012年19期

关键词：井位井网采收率

杨雪，刘国霖，刘志森,万单梁

(长江大学石油工程学院，湖北荆州 434023)

基于合理井网密度部署低渗油田骨架井网研究

杨雪，刘国霖，刘志森,万单梁

(长江大学石油工程学院，湖北荆州 434023)

油田注水开发效果与井网密度密切相关,合理的井网既能实现注采平衡，又便于今后的开发调整。利用经济最佳井网密度和经济极限井网密度确定合理井网密度，并通过相关地质软件模拟来确定低渗油田的骨架井网部署方式。以下寺湾长8延长组油区为例，用曲线交汇求解方法确定了该区块的骨架井网，从而为油田开发初期井网部署提供依据。

井网密度; 井网部署; 低渗油田

低渗油田投产后，如果能量补充不及时，地层压力会大幅度下降，采油指数严重缩小，年递减率可达25%～45%。油层渗透能力低是低渗油田效益差的根本原因，对于连通性较差、水驱控制程度低的低渗油田需要合理部署骨架井网，尽可能适应油层分布状况以控制较多的储量。为此，笔者基于合理井网密度对低渗油田骨架井网部署问题进行了研究。

1 合理井网密度的确定

合理井网密度确定如下：

骨架井网密度为合理井网密度的一半［1］。经济最佳井网密度是指油田总产出减去总投入达到最大时的井网密度；经济极限井网密度是指油田总产出等于总投入时的井网密度。

1.1经济最佳井网密度

关于井网密度对采收率影响的研究，其中有代表性的是谢尔卡乔夫关系式［2］：

ER=EDe-a S

(1)

式中，ER是原油采收率，%；ED是驱油效率，%；a是井网指数；S是井网密度，km2/口。

由式(1)可知，当井网密度S趋于无穷大时，水驱采收率趋于零；当井网密度S趋于零时，水驱采收率趋于ED。

通过式(1)两边同时乘以NP得到油田总产出：

NPER=NPEDe-a S

(2)

式中，N是油田地质储量，t；P是原油价格，元/t。

油田总投资为：

I=nb

(3)

式中，I是总投资额，元；n是井数，口；b是平均每口井的成本费用，元/口。

油田油井总数为：

(4)

式中，F是油田开发的总面积，km2。

将式(4)代入式(3)得：

(5)

当油田总产出减去总投入达到最大，即NPER-I为最大时,则经济最佳井网密度满足如下微分方程：

d(NPER-I)/dS=0

(6)

将式(2)及式(5)代入式(6)微分后得：

(7)

式中，Sb为经济最佳井网密度，km2/口。

1.2经济极限井网密度

当油田总产出等于总投入，即NPER-I=0时，用上述方法推导出经济极限井网密度：

(8)

式中，Sm为经济极限井网密度，km2/口。

则合理井网密度确定如下：

(9)

式中，Sh是合理井网密度，km2/口。

2 骨架井网的确定

以下寺湾延长组长8油区为例，该长8油区属于低渗油藏，总地质储量4×107t，含油面积348km2，油层平均有效厚度为5.22m，而试油井的平均射开有效厚度为1m，平均试油采油强度为0.744t/(d·m)，将试油井单井产能折算到整个厚度，则单井日产量可达3.89t/d，油藏深度1500m，原始地层压力11MPa，平均渗透率1×10-3μm2，平均孔隙度8%，地层原油粘度2.8mPa·s，原油体积系数1.1，油藏含油面积大，储量丰度低、储层非均质性强，目前共有试油井11口，还未全面投入开发。

注： f1=a S；f2=ln+2lnSb；f3=ln+lnSm。

当油价为80美元/桶时，用曲线交汇法［3］求经济最佳井网密度和经济极限井网密度(见图1)，图中曲线f1和f2的交汇点即经济最佳井网密度(14.1km2/口)；f1和f3的交汇点即经济极限井网密度(5.8km2/口)，由式(9)计算可得合理井网密度为16.9km2/口，则骨架井网密度为8.45km2/口。

当油价为90和100美元/桶时，用上述方法计算可得合理井网密度分别为9.7、11km2/口。

根据上述分析，在部署井网时应先稀井后加密，同时考虑尽量控制整个油藏、不改变后期井网形式以利于加密、基础井的井网密度在经济极限井网密度内的原则，通过地质软件模拟得到工区1和2的骨架井网井位部署形式为菱形反五点(见图2和图3)。