收稿日期:2007-05-07;修回日期:2007-08-07作者简介:李传亮,1962年生,男,博士,教授,主要从事油藏工程研究。
电话:(028)83033291。
E -mail:cllipe @文章编号:1673-8926(2007)03-0120-03底水油藏不适合采用水平井李传亮(西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都 610500)摘 要:为了更好地采用水平井开发地层原油,该文分析了水平井对底水油藏的不适应性,认为水平井对水锥的抑制效果有限,其极限采收率低于直井,并且增产措施难以实施,裂缝会加快水锥。
因此,水平井并不适合底水油藏的开发,它适合于薄层、低渗和稠油等直井产能较低的边水油藏。
关键词:油藏;水平井;底水;锥进;边水中图分类号:T E 35516文献标识码:AHorizontal wells are not suitable for bottom water reservoir developmentLI Chuan -liang(S tate K ey L abor ator y of O il &Gas Reser v oir Geology and Ex p loitation,Southw est Petr oleum Univer sity ,Chengdu 610500,China)Abstract:The adaptability of ho rizontal wells for bottom w ater reservoirs is analyzed in order to develop reservoir mor e efficiently.T he r esult show s that the effect of ho rizontal w ell on curb w ater coning is limit -ed,the limit r ecovery efficiency o f it is low er than that of vertical w ell,and the stimulatio n treatments fo r it are difficult to be carried out.It concludes that horizontal w ells are not suitable for bo tto m w ater r eser -v oir dev elo pm ent,but advantag eo us for edge w ater reservoirs w ith thin layer,low perm eability and heavy oil.Key words:reservo irs;horizontal w ell;bottom w ater;coning;edg e w ater 相对于边水油藏来说,底水油藏因见水早、含水上升快而变得十分难以开采[1]。
人们想出了很多旨在改善底水油藏开发效果的措施和办法,水平井技术就是其中之一[2,3]。
但实践表明,水平井并不适合底水油藏。
1 抑制水锥效果有限人们采用水平井开采底水油藏,是想抑制底水的锥进。
因为水平井的生产压差($P )比直井略小,底水锥进的动力小,可以把底水压住。
实际上,这种想法过于朴素。
真正能够抑制水锥的动力是油水重力差($P w o ),生产压差是底水锥进的动力。
抑制水锥的动力为$P wo =(Q w -Q o )gh w(1)其中:Q w 为地层水的密度,g /cm 3;Q o 为地层原油的密度,g /cm 3;g 为重力加速度,m/s 2;h w 为水平井的避水高度,m ,即水平井离油水界面的位置(图1)。
图1 水平井开采底水油藏Fig.1 Bottom water reservoir developmentby horizontal wells第19卷第3期 2007年9月岩 性 油 气 藏LITH OLOGIC RESERVOIRS Vo l.19No.3Sep.2007底水锥进的动力为$P =P e -P w f(2)其中:P e 为油藏外边界压力,MPa;P w f 为井底流压,MPa 。
由于油水重力差与生产压差存在数量级的差别,即使采用了水平井,生产压差依然远大于油水重力差,即$P m $P wo ,底水锥进仍难以避免。
2 最终采收率低下采用水平井开采底水油藏,因生产井段较直井长,油井的初期产能会大幅度提高,水平井的产量一般是直井产量的3~5倍。
但是,油藏的采收率却没有因水平井的采用而有所提高。
由于底水中蕴藏着丰富的天然能力,因此,底水油藏一般采用天然能力开采,油藏的驱动方式主要为垂向驱动(图2)。
底水驱替的上限为水平井所在的平面位置,水平井上方的地层原油无法被驱替而成为剩余油,油藏的极限采收率为水平井下面的原油数量占整个油层地质储量的百分数。
由于储集层通常为正韵律地层,即顶部物性差、底部物性好,因此,人们在部署水平井时一般不会将其部署在油层的顶部,部署在顶部存在一定的钻探风险;因底水锥进的原因,人们也不会把水平井部署在油层的底部。
如果把油井部署在油柱高度一半的位置,则油藏的极限采收率为50%(实际采收率比50%还要低)。
油井的位置越低,极限采收率就越低。
图2 水平井开采底水驱动示意图Fig.2 The schematic diagram of bottom w aterdrive by horizontal wells但是,如果用直井开采底水油藏,情况就完全不同了,油藏的极限采收率可以达到100%(图3)。
图3 直井开采底水驱动示意图Fig.3 The schematic diagram of bottomwater drive by vertical wells3 开发措施难以实施众所周知,水平井完井后再进行作业十分困难,许多增产措施都难以实施或实施成本太高。
水平井的最大特点就是:初期产量高,后期作业难。
与水平井相比,直井在进行增产作业方面有较大的优势。
采用直井可以在隔板理论[1,4~13]的指导下通过优化射孔改善油井的生产状况(图4),也可以在隔板理论的指导下进行各种人工堵水作业(图5)。
图4 带天然隔板直井优化射孔Fig.4 Optimization perforation of verticalwells with natural barriers图5 直井人工隔板设置Fig.5 Artificial barriers settings of v ertical wells4 裂缝性底水油藏更不宜采用如果底水油藏带有天然裂缝(图6),那么采用水平井开采不仅不能抑制底水的锥进,反而会加快底水的锥进。
油井投产后,很快就会被水淹而成为图6 天然裂缝底水油藏水平井开采Fig.6 The developm ent of bottom water reservoirwith natural fracture by horizontal wells停趟井。
121 2007年李传亮:底水油藏不适合采用水平井5 边水油藏适合采用水平井从上面的分析不难看出,底水油藏并不适合采用水平井进行开发。
因而,边水油藏就成了水平井的主要开采对象。
当然,并不是所有的边水油藏都适合采用水平井,只有薄层、低渗和稠油油藏,即在直井产能较低的情况下,才能显示出水平井的优势。
如果边水油藏中存在天然裂缝,水平井连通裂缝的概率增大,会增强水平井的优势(图7),而如果采用直井,则可能因钻遇裂缝的概率偏小而成为低产井。
图7 天然裂缝边水油藏水平井开采Fig.7 The development of edge water reservoirwith natural f racture by horizontalwells图8 水平井与直井波及状况对比Fig.8 The comparison of conform ance statusof horizontal w ells and vertical wells左图为直井低波及;右图为水平井高波及如果采用水平井的人工注水开发(图8),因水平驱动致使波及面积大幅度提高,采收率及开采效果也会随之大幅度提高。
底水油藏并不适合采用水平井进行开采,主要原因是:①水平井抑制水锥的效果有限;②水平井的极限采收率低于直井;③增产措施难以实施;④裂缝会加快水锥。
水平井适合于薄层、低渗和稠油等边水油藏。
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