南苏丹G油田水平井开发效果影响因素分析

2016-06-27胡庆贺

石油地质与工程 2016年2期

关键词：灰色关联分析水平井

胡庆贺

(中国石油长城钻探工程有限公司地质研究院，辽宁盘锦 124010)

南苏丹G油田水平井开发效果影响因素分析

胡庆贺

(中国石油长城钻探工程有限公司地质研究院，辽宁盘锦 124010)

摘要：水平井开发效果是由地质、开发以及现场施工等参数共同作用的结果，而各种参数对水平井开发效果影响的强弱是不确定的、灰色的，利用灰色关联分析方法可以确定影响水平井开发效果的主要参数。针对南苏丹G油田边底水油藏特点建立油藏数值模型，通过数值模拟计算得到不同参数下的开发指标，并且对影响水平井开发效果的参数进行敏感性分析，经灰色关联分析得到影响G油田边底水油藏水平井开发效果指标排序结果为：水平井避水高度、水平井产液速度、水平井轨迹、毛管力、韵律性、Kv/Kh。

关键词：南苏丹G油田；灰色关联分析；水平井；开发效果

G油田位于南苏丹Melut盆地，目的层主要为辫状河河道沉积，油藏埋深为1 600～2 200m，岩性以石英砂岩为主，平均孔隙度为21%，平均渗透率为800×10-3μm2，平均地层原油黏度为4.6mPa·s，油藏原始地层温度为118 ℃，原始地层压力为22MPa，地层水矿化度在5000～10 000mg/L，并且存在较强的边底水。2010年以来采用直井注水+水平井采油的组合模式生产，截至2015年11月，已投产水平井8口，水平井平均单井日产油440t，为直井产量的3.75倍。

1油藏典型模型建立

选用了某商业软件专为模拟水平井而设置的多段井模块，该模块除了具有常规直井的功能之外，还考虑了水平井井筒内部压降，从而减小了以往模拟时因忽略水平井井筒压降而造成的误差，确保了模型具有更高的精度。以G油田Y层油藏参数为基础，建立油藏数值模型[1-3]，模型具体参数见表1。

2水平井开发效果影响因素分析

2.1垂向与水平渗透率比值(Kv/Kh)

设计Kv/Kh值分别为0.05、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9的6组模型，分析Kv/Kh值对水平井开发效果的影响。模拟结果表明：Kv/Kh值越大，底水锥进的速度越快，含水上升越快，水平井无水采油期和低含水采油期相对越短，采出程度较低，开发效果越差(图1)。

2.2韵律性

表1　模型基本参数

图1　Kv/Kh对水平井开发效果的影响

分别模拟均质、正韵律和反韵律3种地层模式分析韵律性对水平井开发效果的影响。模拟结果表明：反韵律地层水平井无水采油期和低含水采油期相对较长，采出程度较高，开发效果最好，其次是均质地层，正韵律地层开发效果最差(图2)。

2.3毛管力

图2　不同韵律性地层对水平井开发效果的影响

实际油藏中由于毛管力的存在，油水之间不是一个明显的分界面，而是存在一个油水过渡带，毛管力大小不同，油水过渡带的高度亦不相同，因此会对水平井开发效果造成直接影响。通过改变模型毛管力的大小(毛管力1>毛管力2>毛管力3>毛管力4)来模拟不同毛管力对水平井开发效果的影响。模拟结果表明：在油藏其他条件不变的情况下，随着毛管力的增大，见水时间提前，含水上升较快，水平井水淹程度强，开发效果变差(图3)。

图3　毛管力大小对水平井开发效果的影响

2.4水平井产液速度

产液速度对水平井开发效果的影响模拟结果表明：水平井产液速度作为水平井开发效果的重要指标，既不是越大越好，也不是越小越好。产液速度过大，水平井见水时间提前，含水上升速度过快，这说明较大的产液量可能诱发水平井局部或全部水淹(图4)。而水平井产液速度的下降可能使水平井在经济上失去意义[4]。

2.5水平井避水射孔高度

水平井开发边底水油藏时，为了防止水平井过早见水，水平段存在一个合理的避水射孔高度，即距离油水界面的高度(1.0H表示距离底水最远，H为油层厚度)。

通过变化水平段射孔层位来模拟不同避水射孔高度对水平井开发效果的影响。分别设计水平井避水射孔高度为0.2H、0.4H、0.6H和0.8H四组对比模型，模拟结果表明：水平井避水射孔高度越大，其无水采油期和低含水采油期相对越长，采出程度较高，开发效果越好(图5)。但考虑到钻井风险，水平井避水射孔高度并不是越大越好，通常水平段距离油水界面0.7H～0.9H比较合适。

图4　产液速度对水平井开发效果的影响

图5　避水高度对水平井开发效果的影响

2.6水平井轨迹

常见的水平井井身轨迹有水平型、凹形和S型。对于边底水油藏，水平井井身轨迹的大幅波动，往往使部分井段接近边底水，导致局部水淹。模拟结果表明：在其他条件不变的情况下，S型见水最早，开发效果最差；其次为凹形；水平型见水最晚，开发效果最好(图6)。

图6　水平井轨迹对水平井开发效果的影响

3开发效果影响因素灰色关联分析

灰色关联分析(GRA)方法[5-7]是一种油田开发过程中常用的多因素统计分析方法，主要用于求解系统中各因素之间的主要关系，找出影响目标值的重要因素，从而掌握事物的主要特征，是对一个系统发展变化态势的定量描述和比较方法。它以各因素的样本数据为依据，用灰色关联度来描述各因素间关系的强弱、大小和次序。如果样本数据系列反映出两因素变化的态势(方向、大小、速度等)基本一致，则它们之间的关联度较大；反之，关联度较小。

通过对G油田油藏理论模型数值模拟研究可知，影响G油田水平井开发效果的因素有储层非均质性、毛管力、水平井避水高度、产液速度和水平井轨迹等。而每种因素对开发效果的影响强弱关系是不明确的、灰色的，各种影响因素与开发效果构成一个灰色系统。以采出程度作为评价开发效果的指标，把采出程度作为灰色系统的参考序列，把对开发效果影响的各种因素作为比较序列，运用灰色关联分析方法定量评价各因素对水平井开发效果影响的强弱。水平井开发效果影响因素及其指标量级见表2，无量纲处理结果见表3。计算得出以上各影响因素与水平井开发效果的关联度(表4)。

灰色关联算法分析表明，G油田水平井开发效果各影响因素由强到弱的排序为：水平井避水高度、水平井产液速度、水平井轨迹、毛管力、韵律性、Kv/Kh。