CN105822284B - 三角形水平井井网布井方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油田开发技术领域，本发明提供的这种三角形水平井井网布井方法，一是综合应用油藏工程、数值模拟和矿场统计等方法，同时考虑技术指标和经济指标；二是能够发挥大规模体积压裂的能力，大幅度提高单井产量；三是地质—工艺一体化：井网优化充分考虑不同储层特征及针对性的改造工艺，同时满足实现长期稳产注水补充能量的要求。能够在大规模体积压裂下实现有效注水补充能量的目的，建立有效的驱替压裂***，降低裂缝性水淹风险和降低初期递减的水平井布井方式。
Description
技术领域
本发明属于油田开发技术领域，具体涉及三角形水平井井网布井方法。
背景技术
目前，超低渗致密油资源的开发已成为我国石油工业发展的新课题，国内外致密油藏生产实践已经显示水平井开发是该类油藏的一种有效开发方式。国外致密油藏地层压力系数高（地层压力系数介于1.2-1.5），地层原油粘度较低，基本初期采用衰竭式开采，同时在探索注水、注气等补充能量开发方式，水平井开发取得了较好的效果；与国外成功开发的致密油藏相比，鄂尔多斯盆地超低渗致密油藏相似之处在于储层物性接近、非均质性强、天然裂缝相对发育，差异在地层压力系数低（介于0.6-0.8之间），依据鄂尔多斯盆地油藏矿场实践来看，该类低压超低渗透致密油藏需采用注水补充能量水平井开发。
从文献调研的情况来看，三叠系储层水平井井网井型主要采用直井注水水平井采油混合布井井网。目前水平井井网优化基本上都是围绕井排方向、井距、排距和水平段长度、人工压裂缝穿透比、裂缝密度这六个技术参数来展开，形成了以直井注水水平井采油混合布井五点井网为主，并延伸出七点和九点井网形式。但在超低渗透致密油藏矿场应用表现出容易裂缝性水淹和初期递减大两方面的问题，也是影响水平井规模化应用的症结所在。
现有的水平井井网优化的思路和方法存在的问题：
（1）针对裂缝性水淹问题，在井网优化时缺乏***性的考虑：为避免水淹而采用纺锤形裂缝布放模式，减小了水平井两端端缝的压裂规模，从而降低了水平井初期单井产量。
（2）针对初期递减大的问题，没有认识到由于储层致密，注水井注不进水导致水驱控制的范围较小，不能在注水井和采油井之间建立有效的驱替压裂***。
根据国外相似油藏的开发经验,超低渗致密油藏必须实施大规模体积压裂进行储层改造以提高单井产量，大规模体积压裂产生两个结果：一是由于压裂液的返排率在50%左右，存地液使裂缝之间及周围的地层压力上升，间接起到超前注水的作用；二是大规模体积压裂在地层中沟通天然裂缝形成裂缝网络，注水补充能量时，更容易造成注入水易沿着裂缝网络突进，造成大面积水淹。
发明内容
本发明的目的是克服现有的水平井井网裂缝性水淹和初期递减大的问题。
为此，本发明提供了三角形水平井井网布井方法，包括如下步骤，
步骤一，选择六口相互平行的第一水平井、第二水平井、第三水平井和第四水平井、第五水平井、第六水平井，第四水平井和第一水平井位于同一列且同轴、第五水平井和第二水平井位于同一列且同轴、第六水平井和第三水平井位于同一列且同轴；
第三注水井位于第二水平井和第五水平井之间，且垂直于第二水平井，两口第一注水井分别在第一水平井和第三水平井同一侧的端部，且垂直于第一水平井或第三水平井，两口第二注水井分别在第四水平井和第六水平井同一侧的端部，且垂直于第四水平井或第六水平井，两口第一注水井和两口第二注水井均位于远离第三注水井的一侧，两口第一注水井与第三注水井形成以第二水平井为中心的三角形、两口第二注水井与第三注水井形成以第五水平井为中心的三角形；
步骤二，将六口水平井分别实施分段压裂产生与井筒垂直的人工裂缝，第一水平井和第三水平井靠近第一注水井的一端、第四水平井和第六水平井靠近第二注水井的一端、第二水平井和第五水平井靠近第三注水井的一端的裂缝长度h1一致，第一水平井、第三水平井、第四水平井、第六水平井靠近第三注水井的一端、第二水平井和第五水平井远离第三注水井的一端的裂缝长度h2一致且小于h1；
步骤三，按照步骤一和步骤二的排布方式，对多口水平井和注水井进行排布，形成井网，各水平井进行采油。
步骤一中所述的六口水平井的相邻两个井的井距是500m。
所述的位于第一水平井端部的第一注水井与第一水平井的排距、位于第三水平井端部的第一注水井与第三水平井的排距、位于第四水平井端部的第二注水井与第四水平井的排距、位于第六水平井端部的第二注水井与第六水平井的排距均为180～220m。
所述的位于第一水平井或第三水平井端部的第一注水井与第二水平井的排距、位于第四水平井或第六水平井端部的第二注水井与第五水平井的排距均为120～140m。
所述步骤二中的人工裂缝的裂缝密度是70m。
所述步骤二中的人工裂缝的缝网穿透比是0.6～0.8。
所述步骤二中的裂缝长度h1为400m，裂缝长度h2为300m。
所述的位于第一水平井端部的第一注水井与第一水平井的排距、位于第三水平井端部的第一注水井与第三水平井的排距、位于第四水平井端部的第二注水井与第四水平井的排距、位于第六水平井端部的第二注水井与第六水平井的排距均为200m。
所述的位于第一水平井或第三水平井端部的第一注水井与第二水平井的排距、位于第四水平井或第六水平井端部的第二注水井与第五水平井的排距均为130m。
本发明的有益效果：本发明提供的这种三角形水平井井网布井方法，一是综合应用油藏工程、数值模拟和矿场统计等方法，同时考虑技术指标和经济指标；二是能够发挥大规模体积压裂的能力，大幅度提高单井产量；三是地质—工艺一体化：井网优化充分考虑不同储层特征及针对性的改造工艺，同时满足实现长期稳产注水补充能量的要求。能够在大规模体积压裂下实现有效注水补充能量的目的，建立有效的驱替压裂***，降低裂缝性水淹风险和降低初期递减的水平井布井方式。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是三角形水平井井网构成要素的示意图。
图2是三角形井网与五点、七点井网水平井单井产量对比曲线图。
图3是三角形井网与五点、七点井网水平井含水率对比曲线。
图4是三角形水平井井网布井示意图。
附图标记说明：A、第一水平井；B、第二水平井；C、第三水平井；D、第四水平井；E、第五水平井；F、第六水平井；X、第一注水井；Y、第二注水井；Z、第三注水井。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，三角形水平井井网布井方法，包括如下步骤，
步骤一，选择六口相互平行的第一水平井A、第二水平井B、第三水平井C和第四水平井D、第五水平井E、第六水平井F，第四水平井D和第一水平井A位于同一列且同轴、第五水平井E和第二水平井B位于同一列且同轴、第六水平井F和第三水平井C位于同一列且同轴，
第三注水井Z位于第二水平井B和第五水平井E之间，且垂直于第二水平井B，两口第一注水井X分别在第一水平井A和第三水平井C同一侧的端部，且垂直于第一水平井A或第三水平井C，两口第二注水井Y分别在第四水平井D和第六水平井F同一侧的端部，且垂直于第四水平井D或第六水平井F，两口第一注水井X和两口第二注水井Y均位于远离第三注水井Z的一侧，两口第一注水井X与第三注水井Z形成以第二水平井B为中心的三角形、两口第二注水井Y与第三注水井Z形成以第五水平井E为中心的三角形；
步骤二，将六口水平井分别实施分段压裂产生与井筒垂直的人工裂缝，第一水平井A和第三水平井C靠近第一注水井X的一端、第四水平井D和第六水平井F靠近第二注水井Y的一端、第二水平井B和第五水平井E靠近第三注水井Z的一端的裂缝长度h1一致，第一水平井A、第三水平井C、第四水平井D、第六水平井F靠近第三注水井Z的一端、第二水平井B和第五水平井E远离第三注水井Z的一端的裂缝长度h2一致且小于h1；
步骤三，按照步骤一和步骤二的排布方式，对多口水平井和注水井进行排布，使其中任一水平井一端的两口注水井和另外一端的一口注水井形成以该水平井为中心的三角形井网，各水平井进行采油。
附图1中第一水平井A、第二水平井B、第三水平井C和第四水平井D、第五水平井E、第六水平井F上的水平线均为裂缝，附图1是三角形水平井井网的构成要素的示意图，在实际的布井中，是由无数个图1中的排列方式排布的，布井后的示意图如附图4所示，即步骤三所述按照步骤一和步骤二的排布方式，对多口水平井和注水井进行排布，使其中任一水平井一端的两口注水井和另外一端的一口注水井形成以该水平井为中心的三角形井网，各水平井进行采油。
在传统水平井五点井网关键参数井排方向、井距、排距和水平段长度的基础上，增大采油井和注水井井数比，水平井正对分布改为交错分布，平移注水井位置，注水井由位于两口水平井之间改为正对水平井端点，形成了以水平井为中心的三角形井网，为同类油藏井网优化提供了技术标准。
针对超低渗致密油藏大规模体积压裂在地层中沟通天然裂缝形成裂缝网络，而导致水平井容易见水的特征，依据超低渗致密油藏主向和侧向渗透率级差研究结果，采用地质—工艺一体化的新思路，在五点井网纺锤形布缝的基础上，增大排距，同时使注水井与水平井在垂直于最大主应力方向上正对，使水平井端部的压裂缝不在受主应力方向的影响，降低侧向见水风险；增大注水井距，减小主向上水平井见水风险；改变布缝方式、缝网穿透比等关键技术参数，创新提出了水平井只控制一个端缝的新思路，优化布缝方式；
针对水平井初期递减大的特点，注水井进行常规小规模压裂，增大注水井吸水能力，扩大水驱控制范围，建立有效驱替压裂***，延缓水平井产量递减；综合应用油藏工程、矿场统计和经济评价等方法，同时考虑技术指标和经济指标，优化三角形井网关键技术参数，形成了三角形水平井井网部署模式；在钻井实施过程中，优先实施注水井，在认识和控制油层，有效的降低了水平井的油层钻遇风险，提高了水平井的钻遇率的同时，开展超前注水，缩短水平井建井周期，提高水平井当年产能贡献率；能量补充方式上，依据注水补充能量水平井开发渗流机理分为两种的新认识：水驱油和弹性溶解气驱，两种方式在不同的区域分别占有主导地位；结合超低渗透若亲水油藏水驱油的特点，创新提出注水井小规模压裂强化注水与采油水平井大规模体积水压裂相结合的注水能量补充模式。
利用本发明的布井方式在元284井区开展三角形井网试验，投产初期平均单井产量10.8t/d，含水14.9%，与同区块五点、七点井网水平井产量相比，初期单井产量增加2.2t/d，含水率降低13.7%；生产后期三角形井网水平井含水上升率低于五点、七点井网水平井（图2、图3）。可见，三角形井网实现了注水补充能量的目的，降低了含水上升率，提高了水平井单井产量，实现了水平井规模化应用。
实施例2：
在实施例1的基础上，步骤一中所述的六口水平井的相邻两个井的井距是500m。所述的位于第一水平井A端部的第一注水井X与第一水平井A的排距、位于第三水平井C端部的第一注水井X与第三水平井C的排距、位于第四水平井D端部的第二注水井Y与第四水平井D的排距、位于第六水平井F端部的第二注水井Y与第六水平井F的排距均为180～220m。所述的位于第一水平井A或第三水平井C端部的第一注水井X与第二水平井B的排距、位于第四水平井D或第六水平井F端部的第二注水井Y与第五水平井E的排距均为120～140m。所述步骤二中的人工裂缝的裂缝密度是70m。所述步骤二中的人工裂缝的缝网穿透比是0.6～0.8。所述步骤二中的裂缝长度h1为400m，裂缝长度h2为300m。
1）首先开展综合地质研究，优选水平井井网部署区，开展储层分类评价，确定主力贡献层段。
①通过沉积微相、成岩相及高产富集主控因素研究，综合地质及油藏工程方法，优选物性好、剩余未动用储量规模大的区域部署水平井井网。
②应用聚类分析法，并结合生产动态，开展纵向储层分类评价，寻找主力贡献层段，作为水平井的钻遇层段。
2）井排方向的优化
①根据成像测井、井下微地震的测试结果，确定最大主应力方向为NE75°。
②结合历年不同方位水平井开发效果对比来看，水平井段方位应垂直于最大主应力方向，以保证在压裂工艺上对水平井实现最佳的压裂效果，提高水平井单井产量。
3）布缝方式的优化
针对裂缝对水平井水驱规律影响较大，水平井容易见水的特征，结合井网形式论证的结果，优化布缝方式，在五点井网纺锤型布缝的基础上，设计出半纺锤形布缝模式，即只控制与注水井相对的水平井一端的压裂缝长，另一端压裂缝长与中间缝相同，数值模拟结果表明，半纺锤形布缝模式具有单井产量较高，相同含水下，采出程度高的优势。
4）水平段长度的优化
在注水技术政策、油井工作制度和人工压裂缝密度相同的情况下，依据单井综合成本,开发指标预测等参数经济评价，确定三角形井网最优水平段长度分别为500m。
5）裂缝密度优化
在水平段长度设计500米和注水技术政策、油井工作制度不变的情况下，裂缝条数分别为：4、5、6、7、8、9、10条时，综合应用数值模拟、经济效益评价法、微地震检测法和矿场统计相结合的方法，确定裂缝密度为1条/70m技术指标和经济效益都较好。
6）井排距的优化
①水平井井距的确定：在裂缝密度、注水井和油井工作制度相同时，井距500m时开发效果较好。井距小，能量补充充足，初期单井产量高，但同时含水上升快；井距大，虽然含水上升慢，但由于井距过大，能量得不到及时补充，产量较低。
②排距的确定：依据主侧向渗透率级差基本为2.5：1和井排比模型，确定注水井与正对水平井的排距为200m左右，与交错水平井的排距为130m左右。
7）缝网穿透比：针对不同类型储层物性（k=0.2mD、0.3mD、0.5mD、0.7mD、1.0mD）进行裂缝长度最优组合模拟。油井定压生产，井底流压控制在6.5MPa，注水井井底压力控制在30MPa，设计6种方案，通过缝网结合，综合应用数值模拟和矿场实践方法，优化确定了不同储层缝网穿透比在0.6—0.8之间。
8）注水技术政策
①超前注水量确定：依据对注水井水驱控制的范围和大规模体积压裂由于压裂液的返排率在50%左右，存地液使裂缝之间及周围的地层压力上升，间接起到超前注水的作用的新认识，采用压缩系数法建立了超低渗透不同储层超前注量图版。
②注水强度：针对不同储层及压裂改造方式，采用油藏数值模拟、理论计算公式和矿场实践相结合的方法，确定了超低渗透不同储层单井配注量图版。
实施例3：
在实施例2的基础上，所述的位于第一水平井A端部的第一注水井X与第一水平井A的排距、位于第三水平井C端部的第一注水井X与第三水平井C的排距、位于第四水平井D端部的第二注水井Y与第四水平井D的排距、位于第六水平井F端部的第二注水井Y与第六水平井F的排距均为200m。所述的位于第一水平井A或第三水平井C端部的第一注水井X与第二水平井B的排距、位于第四水平井D或第六水平井F端部的第二注水井Y与第五水平井E的排距均为130m。
依据主侧向渗透率级差基本为2.5：1和井排比模型，确定注水井与正对水平井的排距为200m左右，与交错水平井的排距为130m左右。
工业实用性
利用本发明所取得的一种超低渗透致密油藏水平井布井方式在鄂尔多斯盆地华庆油田元284井区长63油藏取得了较好的开发效果。
华庆油田元284井区长63油藏主要发育在半深湖与深湖相区，储集砂体以远源三角洲前缘与前三角洲浊积体为主，砂体通过复合叠置厚度大，连片性好，但单砂体厚度薄，纵向非均质性强、含油性差异大，层间存在明显的泥岩隔层，属典型的层状岩性油藏。长63油藏平均油层埋2030m，油层平均有效厚度19.7m，平均孔隙度为11.9%，平均渗透率0.39mD。油层温度69.7℃ ，油层原油粘度为0.97mPa.s，原始地层压力为15.8MPa，压力系数为0.79，为低孔、低渗、低压岩性油藏。
利用本发明的布井方式在元284井区开展三角形井网试验，投产初期平均单井产量10.8t/d，含水14.9%，与同区块五点、七点井网水平井产量相比，初期单井产量增加2.2t/d，含水率降低13.7%；生产后期三角形井网水平井含水上升率低于五点、七点井网水平井（图2、图3）。可见，三角形井网实现了注水补充能量的目的，降低了含水上升率，提高了水平井单井产量，实现了水平井规模化应用。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (6)
1.三角形水平井井网布井方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤一，选择六口相互平行的第一水平井（A）、第二水平井（B）、第三水平井（C）和第四水平井（D）、第五水平井（E）、第六水平井（F），所述的六口水平井的相邻两个井的井距是500m，第四水平井（D）和第一水平井（A）位于同一列且同轴、第五水平井（E）和第二水平井（B）位于同一列且同轴、第六水平井（F）和第三水平井（C）位于同一列且同轴；
第三注水井（Z）位于第二水平井（B）和第五水平井（E）之间，且垂直于第二水平井（B），两口第一注水井（X）分别在第一水平井（A）和第三水平井（C）同一侧的端部，且垂直于第一水平井（A）或第三水平井（C），两口第二注水井（Y）分别在第四水平井（D）和第六水平井（F）同一侧的端部，且垂直于第四水平井（D）或第六水平井（F），两口第一注水井（X）和两口第二注水井（Y）均位于远离第三注水井（Z）的一侧，两口第一注水井（X）与第三注水井（Z）形成以第二水平井（B）为中心的三角形、两口第二注水井（Y）与第三注水井（Z）形成以第五水平井（E）为中心的三角形；
步骤二，将六口水平井分别实施分段压裂产生与井筒垂直的人工裂缝，第一水平井（A）和第三水平井（C）靠近第一注水井（X）的一端、第四水平井（D）和第六水平井（F）靠近第二注水井（Y）的一端、第二水平井（B）和第五水平井（E）靠近第三注水井（Z）的一端的裂缝长度h1一致，第一水平井（A）、第三水平井（C）、第四水平井（D）、第六水平井（F）靠近第三注水井（Z）的一端、第二水平井（B）和第五水平井（E）远离第三注水井（Z）的一端的裂缝长度h2一致且小于h1；
步骤三，按照步骤一和步骤二的排布方式，对多口水平井和注水井进行排布，使其中任一水平井一端的两口注水井和另外一端的一口注水井形成以该水平井为中心的三角形井网，各水平井进行采油；
所述的位于第一水平井（A）端部的第一注水井（X）与第一水平井（A）的排距、位于第三水平井（C）端部的第一注水井（X）与第三水平井（C）的排距、位于第四水平井（D）端部的第二注水井（Y）与第四水平井（D）的排距、位于第六水平井（F）端部的第二注水井（Y）与第六水平井（F）的排距均为180～220m；
所述的位于第一水平井（A）或第三水平井（C）端部的第一注水井（X）与第二水平井（B）的排距、位于第四水平井（D）或第六水平井（F）端部的第二注水井（Y）与第五水平井（E）的排距均为120～140m。
2.如权利要求1所述的三角形水平井井网布井方法，其特征在于，所述步骤二中的人工裂缝的裂缝密度是70m。
3.如权利要求1所述的三角形水平井井网布井方法，其特征在于，所述步骤二中的人工裂缝的缝网穿透比是0.6～0.8。
4.如权利要求1所述的三角形水平井井网布井方法，其特征在于，所述步骤二中的裂缝长度h1为400m，裂缝长度h2为300m。
5.如权利要求1所述的三角形水平井井网布井方法，其特征在于，所述的位于第一水平井（A）端部的第一注水井（X）与第一水平井（A）的排距、位于第三水平井（C）端部的第一注水井（X）与第三水平井（C）的排距、位于第四水平井（D）端部的第二注水井（Y）与第四水平井（D）的排距、位于第六水平井（F）端部的第二注水井（Y）与第六水平井（F）的排距均为200m。
6.如权利要求1所述的三角形水平井井网布井方法，其特征在于，所述的位于第一水平井（A）或第三水平井（C）端部的第一注水井（X）与第二水平井（B）的排距、位于第四水平井（D）或第六水平井（F）端部的第二注水井（Y）与第五水平井（E）的排距均为130m。
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