开发压裂井网优化数值模拟研究——以莫北油田莫116断块为例<br/>

开发压裂井网优化数值模拟研究——以莫北油田莫116断块为例

2014-12-16欧阳传湘闵江本卢海阳

石油地质与工程 2014年2期

黄山，欧阳传湘，闵江本，卢海阳

（1．长江大学石油工程学院·油气钻采工程湖北省重点实验室，湖北武汉430100；2．中国石化胜利油田分公司河口采油厂）

莫北油田位于准噶尔盆地腹部古尔班通古特沙漠之中，莫116断块位于莫北油田的南部，属低孔、特低渗储层，且储层纵向非均质性严重，不同断块内油气关系复杂，流体性质差别大，若不进行压裂改造，势必会造成注水开发中层间矛盾突出，区块采收率不高［1］。开发压裂改造技术是低渗透注水开发油田高效开采的有效方法，而井网部署是开发压裂设计中很关键的一步，因此，本文对莫116断块的压裂井网进行了优化研究。

1 井网方位及井排距优选

为研究莫116断块不同井网的开发效果，以矩形五点井网、正六边形反七点井网、反九点井网及菱形反九点井网为基础，考虑井排与裂缝方向平行、垂直和交叉成45°夹角三种情况，建立相应机理模型进行模拟，模拟时间取14 a。裂缝模拟采用近井筒模型（NWM），通过建立非结构化网格对局部网格进行加密处理，实现对裂缝的精细模拟。

根据文献［2］，考虑到由于莫116井区储层无明显发育的天然裂缝，而区块的渗透率介于特低渗透与较低渗透之间，为建立油水井有效驱替，井距不宜选择过大［3］。

1．1 矩形五点井网

在五点井网中，当井排与裂缝平行时，采出程度达到30%之后油井开始见水，而当井排与裂缝成45°夹角时，采出程度超过14%时即开始见水。井排与裂缝垂直和井排与裂缝平行为同一方案。故井排应与裂缝方向平行。不同井排距方案中，350 m×250 m井网的折算单井累产油量最高，其次是350 m×200 m井网。从前2～3年累产油量来看，350 m×200 m井网的优势较为明显，累积产量增长较快，并在投产初期3年内保持最高。考虑到压裂有效期限制，这种优越性表现越早越好。因此，五点井网的最佳井排距为350 m×200 m。见图1、图2。

图1 五点井网不同裂缝方向含水率－采出程度关系

1．2 正六边形反七点井网

在正六边形反七点井网中，当井排与裂缝成45°夹角时，油水井连线与裂缝接近平行，各裂缝间距较平行和垂直时更近，容易导致油井很快见水，在同一个注采单元内部由于裂缝的影响使得油水井几何形态不对称，从而导致单元内部油井见水时间不一、波及系数低。而当井排与裂缝平行时油井见水时间比井排与裂缝垂直时的早。因此，井排应与裂缝方向垂直，见图3。

图2 五点井网不同井排距下单井累产油量曲线

图3 反七点井网不同裂缝方向含水率－采出程度关系曲线

不同井排距方案中，350 m井距方案的折算单井累产油量最高，其次是310 m。从前2～3年累产油量来看，350 m井距和310 m井距二者差别不大，而采用310 m井距方案注水时，油井见水时间最晚。结合经济评价（表1），310 m井距的内部收益率和税后净现值都比350 m井距的高，而投资回收期更短，故反七点井网最佳井距为310 m。见图4。

1．3 反九点井网

表1 不同井网不同井排距方案经济指标

图4 反七点井网不同井排距下单井累产油量曲线

在反九点井网中，井排与裂缝平行和垂直为同一方案，故只研究井排与裂缝平行和成45°角两种情况。当井排与裂缝平行时采出程度达超过10%之后油井就开始见水，而当井排与裂缝成45°角时，采出程度接近20%才开始见水。因此，采用井排与裂缝成45°角的方案，见图5。

不同井排距方案中，300 m×200 m井网折算单井累产油量最高，从前2～3年累产油量来看，350 m×200 m井网的优势也较为明显。故反九点法井网的最佳井排距为300 m×200 m，见图6。

1．4 菱形反九点井网

图5 反九点井网不同裂缝方向含水率－采出程度关系曲线

图6 反九点井网不同井排距下单井累产油量曲线

在菱形反九点井网中，采出程度一定时，井排与裂缝垂直以及成45°夹角时的含水率均比井排与裂缝平行时的高。因此，井排应与裂缝方向平行，见图7。不同井排距方案中，350 m×150 m井网和300 m×200 m井网的折算单井累产油量最高，其次是300 m×150 m。而从前2～3年累产油量来看，400 m×100 m井网产量最高。结合经济评价（表1），400 m×100 m井网的内部收益率和税后净现值最高，投资回收期最短。因此，菱形反九点法井网的最佳井排距为400 m×100 m，见图8。

图7 菱形反九点井网不同裂缝方向含水率－采出程度关系曲线

图8 菱形反九点井网不同井排距下单井累产油量曲线

2 井网类型优选［5－6］

在区块地质模型上，分别对五点井网350 m×200 m、反七点井网井距310 m、反九点井网300 m×200 m、菱形反九点井网400 m×100 m 进行模拟。由平均单井累产油量曲线可以看出，随着时间的增加，各种方案的平均单井累产油量均有不同程度的增加，其中五点井网平均单井累产油量最高。由含水率与采出程度的关系曲线可以看出，在开发初期，相同采出程度下五点井网的含水率最低，而在开发后期，五点井网的产水有所上升，但与反七点井网和菱形反九点井网的含水率曲线接近重合，且最终的采出程度最高，即五点井网可以较好地提高油井的采出程度，见图9、图10。