第31卷 第6期2009年12月石 油 钻 采 工 艺
OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY Vol. 31 No. 6Dec. 2009
文章编号：1000 – 7393（ 2009 ）
06 – 0100 – 04低渗透油藏水平井井网形式优选
隋先富1 吴晓东1 安永生1 肖 伟2
（1.中国石油大学石油工程教育部重点实验室，北京 102249；2.振华石油控股有限公司，北京 100045）
摘要：水平井在开发低渗透油藏中获得了广泛的应用。为了充分发挥水平井的优越性，确定应用水平井的合理井网形式，利用数值模拟方法，对低渗透油藏中不同井网形式下的产能、采出程度、累计产水等参数进行了研究。结果表明，利用水平井能够显著提高产量，加快采油速度，但同时水平井也能加快见水时间；低渗透油藏水平井网整体开发以交错井网效果最好，井网最优穿透比为0.2~0.4。在分析剩余油分布时引入了流线分析的方法，更加直观地反映了油藏内流体流动状况。
关键词：低渗透油藏；水平井；井网；数值模拟中图分类号：TE324 文献标识码：A
Appropriate horizontal pattern configuration optimization in low permeability reservoir
SUI Xianfu 1, WU Xiaodong 1, AN Yongsheng 1, XIAO Wei 2
（1. College of Petroleum Engineering in China University of Petroleum , Beijing 102249, China ;
2. China Zhenhua Oil Co., Ltd., Beijing 100045, China ）
Abstract: Horizontal well is widely applied in developing low permeability reservoir. In order to fully utilize its superiority and establish the reasonable well pattern, features of different well patterns are studied in this paper. As the results show, horizontal well can improve productivity remarkbly and speed up the production rate, however it can also shorten the water breakthrough time. Interleave well pattern is the best when developing low permeable reservoir with horizontal pattern, the optimum penetration ratio is between 0.2and?0.4.?A?streamline?analysis?approach?is?applied?when?analizing?the?distribution?of?oil?remaining,?flowing?state?is?reflected?more?audio-visually.
Key words: low peamibility; horizontal well; well pattern; numerical simulation
基金项目：国家重大专项“大型油气田及煤层气开发”子课题“复杂结构井优化设计与控制关键技术”（编号：2008ZX05009-05）。作者简介： 隋先富，1982年生。在读博士生，主要从事油气田开发方面的研究工作。E-mail ：718879534@https://www.doczj.com/doc/e32817171.html, 。通讯作者：吴晓东。电话：
010-********，E-mail ：wuxd308@https://www.doczj.com/doc/e32817171.html, 。
直井注水开发油田的历史可以追溯到19世纪
中叶。目前，直井注水技术已经成熟，但随着世界范围内各类油田（特别是低渗透、薄层油藏）的发现和开发，直井注水暴露出了一些缺点，尤其是在低渗透油藏中，初期产量低、水驱采收率低、注水井吸水能力低、启动压力和注水压力高，而且随着注水时间的延长，矛盾加剧，甚至发展到注不进水的地步［1-4］。
利用水平井进行开发能显著提高采收率，降低注入压力，并能延长注入水的突破时间，改善油藏开
发效果［5］。国内外学者对水平井—直井联合井网已
经做了很多研究［6-11］，但是对水平井整体井网的研究仍然较少。笔者以线性井网、交错井网和五点法井网3种水平井网为例对低渗透油藏的合理井网形式进行讨论。
1 模型的建立
Model establishment
为了便于研究，简化问题，参考大庆外围葡萄花
101隋先富等：低渗透油藏水平井井网形式优选
油田的油藏相关数据，利用Eclipse 数值模拟软件，建立理想模型。油藏尺寸600 m×600 m×2 m，建模用到的一些油藏物性参数、流体参数等见表1，相渗数据见图1。
表1 建模用到的油藏和流体物性参数
Table 1 Parameters?of?reservoir?and?fluid?physical?property?in?
model
参数数值
砂岩厚度/m2
有效厚度/m2
有效孔隙度/%21.0
水平渗透率/10-3 μm250.0
含油饱和度/%100
地面原油密度/g·cm-30.8648
地面原油黏度/mPa·s40.8
地层原油密度/g·cm-30.882
地层原油黏度/mPa·s 5.0
饱和压力/MPa 4.83
原始气油比/m3·t-118.62
体积系数 1.073
初始地层压力/MPa13.38油层综合压缩系数/10-4 MPa-1
8.08
图1 相对渗透率曲线
Fig. 1 Relative permeability data
数值模型网格取30×30×1（X×Y×Z），X方向网格步长取20 m，Y方向步长根据具体的井网单元要求具体设定，Z方向网格步长取2 m。采油井井底流压取3.5 MPa，注水井井底流压取25.8 MPa，不考虑水平井井筒内摩擦损失，模拟的3种井网单元见图2
。
图2 井网单元示意图
Fig.2 Well pattern unit sketch
分别以单井产量、10年采出程度、油井见水时间、扫油面积系数为参考目标，研究分析不同井网的差异。
2 数值模拟结果及分析
Numerical simulation results comparison and analysis
如图2所示，定义b/a为井排比，L/a为穿透比。以井排比（b/a）0.5为例，3种井网不同穿透比下的模拟结果如图3~图7所示。
图3 不同形式井网初期产量
Fig.3 Initial production of different well pattern
由图3不同穿透比下初期产量可以看出，3种水平井网在同样穿透比条件下具有非常相近的初期产量，而且初期产量与穿透比成近似线性增长关系，利
用水平井开发能明显提高初期产量。
图4 不同形式井网10年采出程度
Fig.4 Reserve recovery of different well patterns in ten years 图4中的10年采出程度曲线则出现了明显的不同，该曲线显示，以10年采出程度作为参考指标，交
错井网相比线性井网和五点法井网有着明显的优势。
图5 不同形式井网见水时间
Fig.5 Breakthrough time of different well patterns
102石油钻采工艺 2009年12月（第31卷）第6
期
图6 不同形式井网10年累积产水
Fig.6 Cumulative water production of different well
patterns in ten years
从图5可以看出，井网穿透比小于0.6时，交错井网的见水时间明显大于其他两种井网；曲线表明3种井网的见水时间均小于10年，相对于其他两种井网，交错井网见水时间的延迟成为其10年采出程度占优势的一个重要原因；图6的累积产水曲线表明交错井网累积产水最少，在获得高采油速度的前提下控制产水量意味着节约了生产成本。
图7 不同形式井网10年扫油面积系数
Fig.7 Sweep area factors of different well patterns in ten years
图7表明，不同穿透比下交错井网10年末的扫
油面积系数均高于其他两种井网，这也是交错井网相对其他两种井网采出程度更有优势的原因之一。
从初期产量、采出程度、见水时间、累产水量和扫油面积系数5个指标发现3种水平井网中交错井网优势明显。
为了进一步揭示井网形式差异带来不同开发效果的原因，用流线方法对不同井网的流线分布状况进行了对比。图8给出了3种形式的井网在井排比为0.5和1时见水时的流线分布（穿透比均为0.6）。
图8显示，线性井网见水时的滞油区呈三角形；交错井网滞油区主要分布在水平井井跟、井趾两侧和两注水井中间部位；五点法井网滞油区主要沿两生产井对角线分布；同样井排比和穿透比条件下交错井网的滞油区明显比其他两种井网要小。对比可以发现随着排距的增大，见水时滞油区越小，流线分布越均匀，
驱油效率越高。
图8 不同井排比下不同井网流线分布
Fig.8 Streamline distribution of different well patterns with
well array
流线图表明，线性井网在注采井之间容易形成线性水驱，虽然在初期具有较高的产量，但是两口注水井之间到两口生产井之间的部分不容易被驱到，如图2（a ）红色区域，而五点法井网由于水平注采井井跟、井趾相对，尤其是穿透比较大时容易迅速形成水淹，所以也不利于获得较高的采出程度。
3 结论
Conclusions
（1）利用水平井井网进行油田开发相对直井开发效果明显。
（2）低渗透油藏利用水平井整体井网进行注水开发，交错井网要好于线性井网和五点法井网。
（3）井网评价需综合采油速度、采收率、含水等多项指标，在满足高采油速度的条件下，还能控制含水上升的井网为优选井网，交错井网满足这一特点。
（4）水平井整体井网开发，最优穿透比在0.2~0.4之间。
（5）流线图直观反映了地层流体的流动轨迹，可以用于分析井网开发效果差异。
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Acta Petrolei Sinica, 2006, 27（4）: 86-89.
（修改稿收到日期 2009-11-11）
〔编辑 朱 伟〕
华北油田利用地热资源提高原油商品率
华北油田采油五厂辛集作业区泽37站充分利用地热资源，年创经济效益133万元。
泽37站是一个采油计量站，现有4口采油井，2口自喷井，1台加热炉。该站从低碳经济入手，紧紧围绕低能耗、低污染、低排放，从身边挖掘节能降耗的潜力，针对泽37-4井不仅日产液量高达200 m3，且温度也一直保持84 ℃左右这一实际情况，提出了充分利用该井的高温代替加热炉作为热力循环的大胆设想，对站内设施及工艺流程进行了4项改造：（1）根据现有热水系统需要，将原大功率75 kW热水泵改为小功率22 kW 热水泵，节能效果明显，年热水泵节电24万元；（2）改造油管线流程，将泽37-4井来液由进总机关混合进换热器，改为单独进换热器，提高换热效率；（3）改造热水管线流程，将原来只有部分水进换热器的流程，改为循环水从泵出来后，直接进换热器，和热油充分换热，再流经各处伴热，提高使用效率；（4）流程改造完毕后，将加热炉放空停用，加直通流程，减少热量损耗，热水温度提高3 ℃，节约成本108万元。
流程改造一年来，利用泽37-4井的热能转换，确保了站内各伴热系统正常运转，春夏秋三季换热温度高达74~78 ℃，冬季也能达到68~71 ℃，站内回水温度保持在43~49 ℃，而且各处热量均衡，完全满足了正常生产需要，同时由于停运加热炉，也减少了事故隐患，降低了工人劳动强度，减少了环境污染。
（供稿 崔素艳 蒋银举）