浊积砂体的水平井五点井网部署方式的优化-利用数值模拟

石若峰，江山，刘梦佳，刘莉

（长江大学，湖北武汉430100）

浊积砂体的水平井五点井网部署方式的优化-利用数值模拟

石若峰，江山，刘梦佳，刘莉

（长江大学，湖北武汉430100）

利用已知的浊积砂体沉积模型建立eclipse数模，用数学模型分析水平井开发的注采对应关系，优化水平井的开发方式。（1）以研究区的五点井网开发为例，从水平井部署方式与物源方向的变化关系来分析注采对应关系，评价开发方案优劣；（2）用数值模拟预测水平井部署方式对产油的影响。

浊积砂体；数值模拟；水平井；五点井网；注采关系

“浊积砂体”一词是指一般意义的广义浊积岩体，其含义与重力流沉积物相近[1]。现今对浊积砂体的研究从“静态分析”包括砂体分布，沉积微相等的研究已经有一系列成果[2-4]。“动态分析”包括成藏动力学，成藏机理也有很好的论述。本文从建立浊积砂体的数学模型，结合水平井实际开发数据以及实际开发方式进行分析预测。用数值模拟预测不同水平井部署方式的优劣。

1 浊积砂体的沉积模型建立

根据前人沉积模拟实验结果，建立了三期砂体叠置发育储层地质模型，建立的模型垂直物源方向长2 km，平行物源方向长3 km（见图1）。在eclipse进行数模时，粗化时采用的网格精度为：平面上20 m× 20 m，依据前文地质研究成果，每个小层厚度大概10 m，因此纵向上每个砂体中心位置厚度设置为10 m，纵向上每个砂体细分10个小层，网格数：150×100×30= 450 000个。

根据砂体的发育情况及展布关系，设计了水平井在砂体中分布的三种模式：顺物源方向、与物源方向斜交和垂直物源方向。根据水平井与砂体的不同配位模式，给出了井在储层中分布的示意图（见图2～图4）。

图1 砂体发育地质模型

图2 水平井顺物源方向钻进示意图

图3 水平井与物源方向斜交钻进示意图

图4 水平井垂直物源方向钻进示意图

研究区主要采用五点井网进行开发，在理论模型中布置注水井时仍采用五点井网进行注水。由于水平井与物源的位置不同，注水井在模型中的位置也不同。

建立模型过程中，使用的其他岩石物性参数、流体物性参数及相对渗透率等数据，均采用研究区实际数据或油藏工程部分研究得到的成果。

2 不同水平井部署方式对应的注采关系

研究区以五点井网为主，顺物源方向部署水平井，水平井会钻遇2~3个砂体；水平井与物源方向斜交时，水平井会钻遇3个砂体；水平井与物源方向垂直时，仅钻遇1个砂体。而不同水平井部署原则，则对应的注水井的部署位置也不相同，导致砂体的控制程度也不相同，油水井的对应关系差别也很大。

2.1 顺物源方向

当水平井顺物源方向部署时，水平井基本会钻遇2～3个砂体，此时围绕水平井部署的4口注水井，则基本上会钻遇1个砂体，即①号和③号砂体有水井控制，而②号砂体则无水井控制。在①号和③号砂体中形成注采对应（见图5），但是在②号砂体中则表现为有采无注的情形，由于水平井井段较短，所以水平井只是钻遇2个砂体，那么就会形成1个砂体有注有采，1个砂体有注无采和1个砂体有采无注的情况（见图6，图7）。

图5 水平井顺物源方向水井井位图

图6 水平井顺物源方向水井井位图

图7 水平井顺物源方向水井井位图

2.2 与砂体方向斜交或垂直

水平井方向与砂体展布方向斜交，三个砂体都有水平井钻遇，W1井钻遇①号砂体中心位置，W2井钻遇①号砂体和②号砂体边部，W3井钻遇③号砂体中心位置，W4井钻遇②号砂体和③号砂体边部。总体上三个砂体都有油水井控制，形成完整的注采系统，但是砂体边部注水井由于物性差，对砂体控制较差（见图8，图9）。

水平井方向与砂体展布方向垂直，只有②号砂体有水平井钻遇，W1井和W2井钻遇①号、②号砂体，W3井和W4井钻遇②号、③号砂体。①号和③号砂体都只有注无采，②号砂体注采系统完善，整体上砂体控制程度差（见图10）。

图8 水平井与物源斜交水井井位图

图9 水平井与物源斜交井位图

图10 水平井垂直物源方向水井井位图

3 不同水平井部署方式的数值模拟预测

不同的注采对应关系，应产生不同的开发效果。实际浊积砂体沉积过程中，由于水动力条件的变化，浊积砂体一般中心物性最好，向着顶部和底部物性逐渐变差。根据浊积砂体最中心位置物性最好，向顶底和两边变差的原则，设计平面非均值性和垂向非均值性，得到砂体物性模型（见图11）。模型中中心网格向顶部和底部以4倍极差物性逐渐变差（见表1）。

表1 模拟参数表

图11 浊积砂体物性模型

3.1 普通水平井部署方式

根据浊积砂体物性模型及不同水平井走向条件下油水井位置关系，模拟了不同油水井位置关系下，五点井网的开发效果（见图12～图14）。预测结果表明，顺物源方向部署水平井，虽然②号砂体没有形成注采系统，但是①号和③号砂体控制良好，而且油水井都部署在砂体中心位置，所以开发效果良好，斜交物源方向虽然三个砂体控制都很好，但是由于两口水井部署在砂体边部，且水平井相当长部分钻遇砂体较差部位，所以开发效果相对较差，而垂直物源方向由于砂体控制较差，仅仅②号砂体形成注采系统，且水井分布在砂体边部，无法形成有效注采系统，开发效果差。

3.2 腰部水平井部署方式

采用腰部井对顺物源方向、与物源方向斜交和垂直物源方向的三种水平井五点井网的开发效果进行了评价，油水井的位置关系（见图15）。

利用数值模拟模型，对上述油水井位置关系下的开发效果进行模拟研究，其结果（见图16～图18）。结果显示：压裂后顺物源方向部署水平井，短时间能获得较高产能，但是含水上升快，产量递减快，斜交物源方向部署水平井，能长时间保持较高水平生产，垂直物源方向开发效果有一定改善，但是整体效果依然不好。因此配合腰部压裂，由于斜交物源方向砂体控制程度最高，开发效果最好。

图12 浊积砂体不同油水井位置下日产油预测曲线

图13 浊积砂体不同油水井位置下累产油预测曲线

图14 浊积砂体不同油水井位置下含水率预测曲线

图15 腰部井开发油水井的位置关系图

图16 腰部井开发不同油水井位置下日产油预测曲线

图17 腰部井开发不同油水井位置下累产油预测曲线

图18 腰部井开发不同油水井位置下含水率预测曲线

4 结论

对浊积砂体的建模和五点井网下水平井部署方式的研究表明：（1）顺物源方向上，会形成一个砂体有注有采，一个砂体有注无采和一个砂体有采无注的情况；（2）水平井方向与砂体展布方向斜交，能形成完整的注采系统，但是砂体边部注水井由于物性差，对砂体控制较差；（3）水平井方向与砂体展布方向垂直，整体上砂体控制程度差；（4）腰部水平井部署方式配合腰部压裂比一般水平井部署方式的数值模拟情况好，开发效果较优。

［1］隋风贵.浊积砂体油气成藏主控因素的定量研究［J］.石油学报，2005，26（1）：56-59.

［2］崔攀峰，赵惊蛰，杨秋莲，等.华池油田长3油层沉积微相与含油性关系［J］.西安石油学院学报（自然科学版），2002，17（1）：15-19.

［3］李志华，刘正锋，张宇晓，等.储层含油性分析的分形研究［J］.油气井测试，2002，11（4）：16-18.

［4］于建国.砂砾岩体的内部结构研究与含油性预测［J］.石油地球物理勘探，1997，32（A1）：15-19.

化学手段让火电机组实现“近零排放”

“PM2.5团聚除尘超低排放技术”日前已在国电丰城电厂34万千瓦火力发电机组除尘减排技术改造中取得圆满成功。去年12月，经江西环境监测中心的严格检测，机组烟尘排放浓度均值仅为1.7毫克/立方米，除尘效率达到了88.79%。

“PM2.5团聚除尘超低排放技术”是华中科技大学煤燃烧国家重点实验室张军营教授团队历经十年开发出的一项新技术。这一技术是在传统除尘器前增设团聚装置，可使得细颗粒物团聚成链状和絮状，附着于大颗粒物，再由传统除尘器对团聚后的大颗粒物进行捕集，可大幅提高细颗粒物的脱除效率。

这项研究得到了科技部863计划、973计划的立项支持，拥有多项自主知识产权。据环保专家介绍，该技术颠覆了以往物理除尘模式，采用化学团聚方式促进细颗粒物（PM2.5）团聚，是目前国内有效控制化石燃料PM2.5排放的重大科研成果，已达到国际先进水平。

（摘自中国化工信息2017年第2期）

TE324

A

1673-5285（2017）02-0080-06

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.02.019

2016－10-26