水平井開(kāi)發(fā)(上)

1、水平井開(kāi)發(fā)與調(diào)整（上）王家宏2012.4水平井開(kāi)發(fā)與調(diào)整一、水平井技術(shù)發(fā)展概況二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)四、水平井實(shí)施要點(diǎn)一、水平井技術(shù)發(fā)展概況（一）最早的想法 上世紀(jì)40年代人們提出增加井筒與油層接觸面積的設(shè)想，用來(lái)解決底水油氣藏水(氣)錐錐進(jìn)過(guò)快的問(wèn)題 稠油油藏也是利用水平井開(kāi)發(fā)最早的油藏，可擴(kuò)大與蒸汽的接觸面積，提高排液量等優(yōu)點(diǎn) 人們把水平井與直井壓裂聯(lián)系起來(lái)，以水平井代替直井壓裂一、水平井技術(shù)發(fā)展概況-（二）近十年來(lái)發(fā)展快-1、應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大發(fā)展快 底水油藏、帶氣頂?shù)牡姿筒?、底水氣藏、特別是帶油環(huán)或帶底油的底水氣藏等方面，幾乎達(dá)到全面應(yīng)用。最重要是控制

2、水、氣錐條件下，達(dá)到高速開(kāi)采。 薄油層水平井開(kāi)采發(fā)展很快，主要原因L/H比值大，水平井開(kāi)采單井產(chǎn)量提高幅度大 老油油田剩余油挖潛 低滲透油藏水平井注水開(kāi)發(fā)和、低滲透氣藏長(zhǎng)水平段很受重視發(fā)展較快 稠油藏，水平井在蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)應(yīng)用上見(jiàn)到非常好的效果一、水平井技術(shù)發(fā)展概況-（二）近十年來(lái)發(fā)展快-1、應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大發(fā)展快-蒸汽輔助重力泄油開(kāi)采超稠油是重大的發(fā)展 蒸汽上升加熱原油降低粘度，熱油和冷凝水靠重力流向生產(chǎn)井并采出 蒸汽、原油、冷凝水都有各自的流動(dòng)通道，對(duì)油相滲透率影響小 原油采收率比蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)都高兩口井靠近一點(diǎn)，兩口井靠近一點(diǎn)，只存在液體重力差，只存在液體重力差，無(wú)外力壓降（最?。?/p>

3、無(wú)外力壓降（最?。┹^厚的油層（50ft)一、水平井技術(shù)發(fā)展概況-（二）近十年來(lái)發(fā)展快-2、鉆井?dāng)?shù)增加快 2003年新鉆水平井占年鉆井?dāng)?shù)的百分比，美國(guó)為6%，加拿大為10%以上，中石油為1%左右, 2007年中石油為806口占6%左右4 45 54 45 57 7161645452424 2020 2626 282850506868168168200200522522806806100010000 02002004004006006008008001000100019911991 19921992 19931993 19941994 19951995 19961996 19971997 1998

4、1998 19991999 20002000 20012001 20022002 20032003 20042004 20052005 20062006 20072007 20082008水平井(口)水平井(口)一、水平井技術(shù)發(fā)展概況-（二）近十年來(lái)發(fā)展快-2、鉆井?dāng)?shù)增加快-2006年各油區(qū)水平井鉆井?dāng)?shù)一、水平井技術(shù)發(fā)展概況-（二）近十年來(lái)發(fā)展快-2、鉆井?dāng)?shù)增加快- 2006年各油區(qū)水平段長(zhǎng)度一、水平井技術(shù)發(fā)展概況-（二）近十年來(lái)發(fā)展快- 3、井型、地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)各種類(lèi)型的水平井鉆井技術(shù) 分支井是指在一口主井眼(又稱(chēng)母井眼)中鉆出兩口或多口進(jìn)入油氣藏的分支井眼或二級(jí)井眼分支井，主井眼可以是直井、

5、定向井，也可以是水平井。分支井類(lèi)型繁多，如疊加式、反向式、Y型、魚(yú)刺型、輻射狀等，可以根據(jù)油藏的具體情況進(jìn)行優(yōu)選合適的分支井類(lèi)型。 一、水平井技術(shù)發(fā)展概況-（二）近十年來(lái)發(fā)展快- 3、井型、地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù) 鉆井費(fèi)用低， 分支數(shù)可以達(dá)到8枝，每增加一個(gè)1000m的分支，只需大約25-30萬(wàn)美元。一、水平井技術(shù)發(fā)展概況-（二）近十年來(lái)發(fā)展快- 3、井型、地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)井型、鉆井、完井、測(cè)井、測(cè)試、試井、多段壓裂等地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)新 近鉆 頭地 質(zhì)導(dǎo) 向技 術(shù)近 鉆 頭方 位地 質(zhì)導(dǎo) 向技 術(shù)隨 鉆 地質(zhì) 評(píng) 價(jià)技 術(shù) (FEW D)隨 鉆 測(cè) 井(LW D)隨 鉆 測(cè)斜 (MW D)在此之前為單點(diǎn)測(cè)斜一、

6、水平井技術(shù)發(fā)展概況-（二）近十年來(lái)發(fā)展快- 3、井型、地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)發(fā)現(xiàn)進(jìn)入致密砂巖，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入致密砂巖，調(diào)整后有效控制了井調(diào)整后有效控制了井眼軌跡沿目的層鉆進(jìn)眼軌跡沿目的層鉆進(jìn)近鉆頭方位地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)應(yīng)用實(shí)例近鉆頭方位地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)應(yīng)用實(shí)例近鉆頭方位地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)有兩個(gè)特點(diǎn)距離鉆頭小于2.5米而且是方位咖瑪及方位電阻方位咖瑪及方位電阻率。可以準(zhǔn)確判斷鉆頭在儲(chǔ)層中的位置，并根據(jù)測(cè)量的鉆頭電阻率，一旦發(fā)現(xiàn)鉆頭沒(méi)有處于油層中，可以在最短的距離內(nèi)調(diào)整到最佳位置方位聚焦密度中子測(cè)量（AND）上、下、左、右四個(gè)相限十六的方位，提供實(shí)時(shí)地層傾角成像，結(jié)合近鉆頭井斜測(cè)量能更有效控制井眼軌跡。方位聚焦密度中子測(cè)量提供的

7、儲(chǔ)層評(píng)價(jià)可以?xún)?yōu)化層狀油藏內(nèi)井眼軌跡處于最佳位置一、水平井技術(shù)發(fā)展概況（三）解析法影響因素研究 國(guó)外水平井計(jì)算方法和影響因素研究已有較多的研究成果，發(fā)表了很多論文、實(shí)例 主要研究水平井與直井采油指數(shù)關(guān)系以及影響采油指數(shù)關(guān)系的因素 我國(guó)解析法影響因素研究進(jìn)展快，發(fā)表了許多文章，促進(jìn)了水平井的發(fā)展二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（一）水平井開(kāi)采機(jī)理 水平井采油井段是大于油層厚度、比較長(zhǎng)的一條圓柱形坑道。當(dāng)開(kāi)采底水油藏或帶油環(huán)的氣藏時(shí)，不形成錐而是形成水脊或油脊； 供油范圍大、單井控制儲(chǔ)量高、生產(chǎn)壓差小、采油強(qiáng)度低； 采油指數(shù)低是低滲透儲(chǔ)層自身的特點(diǎn)，滲濾阻力大是兩個(gè)原因，一是油層物性很差、二是

8、直井開(kāi)發(fā)平面徑向流的特征，地下流體在流向井底的過(guò)程中，斷面越來(lái)越小流速加快滲濾阻力加大二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（一）水平井開(kāi)采機(jī)理 在直井開(kāi)采條件下，為了解決這個(gè)問(wèn)題，采取壓裂措施，在一定上可以改善滲濾阻力大的情況，提高采油指數(shù)。但是壓裂形成的裂縫是要閉合的，而且裂縫的長(zhǎng)度是有限的。 水平井等效于具有完全穿透裂縫的直井；水平井相當(dāng)于一個(gè)長(zhǎng)的可控制的垂直裂縫；水平井筒為流體的流動(dòng)提供了幾乎是永久性的無(wú)限大導(dǎo)油能力（壓裂無(wú)法相比的） 更重要的是水平井改變了流體的流動(dòng)狀態(tài)，由平面徑向流變?yōu)榧皫缀跏侵本€流，滲濾阻力大大減小二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（一）水平井開(kāi)采機(jī)理 國(guó)外在

9、研究直井壓裂與水平井關(guān)系中有兩點(diǎn)值得我們了解 當(dāng)導(dǎo)流能力FCD=10；h=100時(shí)，直井壓裂縫半長(zhǎng)為1000 ft與水平段長(zhǎng)2000 ft的水平井的采油指數(shù)相當(dāng)二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（一）水平井開(kāi)采機(jī)理等產(chǎn)量相同時(shí)水平井的壓降比直井大。水平井壓裂縫垂直水平段，液體處于平面徑向流，滲濾阻力大；二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（一）水平井開(kāi)采機(jī)理 水平注水井滲流特點(diǎn)為近似直線流，井底滲濾阻力小，啟動(dòng)壓力低，吸水能力強(qiáng)，注水波及體積大； 水平井吸水能力高于直井主要機(jī)理是井底附近基本不存在壓降漏斗，近似于直線滲流，井底附近滲濾阻力小。特別是水平井在油層中的鉆井軌跡調(diào)整靈活，可以打

10、到油層中任意指定的位置（三維）把油采出或注水到此處，提高水驅(qū)動(dòng)用程度，擴(kuò)大水淹體積。關(guān)于水平井周?chē)鲬B(tài)F.Daviau在“水平井壓力分析”一文中提出,水平井的特點(diǎn)是，早期在與井正交的垂直平面上呈圓形徑向流；后期呈水平擬徑向流.在這些曲線上很明顯看出穩(wěn)定流開(kāi)始的時(shí)間二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（一）水平井開(kāi)采機(jī)理關(guān)于水平井周?chē)鲬B(tài)近似線性流P.A.Goode提出，對(duì)于有限寬無(wú)限長(zhǎng)油藏中水平井壓力降落和壓力恢復(fù),會(huì)出現(xiàn)4種不同的流動(dòng)狀態(tài)。初期是井筒周?chē)膹较蛄鳎▓D4）,此時(shí)井筒壓力與無(wú)限大地層中全部打開(kāi)的直井壓力反應(yīng)一致與油層厚度相比,如果井筒足夠長(zhǎng),當(dāng)壓力脈沖傳至上、下邊界時(shí),第二個(gè)流

11、動(dòng)階段即會(huì)出現(xiàn),此階段是線性流,并與在垂直裂縫中出現(xiàn)的情況類(lèi)似。同油層厚度相比,如果井筒沒(méi)有足夠的長(zhǎng)度這一流動(dòng)階段就不會(huì)出現(xiàn),而第一、第三流動(dòng)階段之間將有一個(gè)長(zhǎng)的過(guò)渡期二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（一）水平井開(kāi)采機(jī)理二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（一）水平井開(kāi)采機(jī)理關(guān)于水平井周?chē)鲬B(tài)近似線性流第三流動(dòng)階段是在油層平面繞井筒徑向流階段,此階段與環(huán)繞直井的徑向流相似,與井筒長(zhǎng)度比較,如果油藏沒(méi)有足夠的寬度,這一流動(dòng)階段就可能不出現(xiàn),而出現(xiàn)較長(zhǎng)的過(guò)渡階段, 最后,當(dāng)壓力變化傳到邊界處,這一階段將會(huì)出現(xiàn)與垂直裂縫情況類(lèi)似的線性流階段,還要加上部分打開(kāi)而產(chǎn)生附加壓降。如果油藏?zé)o限大,此

12、流動(dòng)階段不會(huì)出現(xiàn)。二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（一）水平井開(kāi)采機(jī)理關(guān)于水平井周?chē)鲬B(tài)近似線性流F.M.Giger在“非均質(zhì)油田水平井采油技術(shù)”一文中指出，由于線性流q即單位射孔長(zhǎng)度上獲得的流量較小，液流幾乎平行流向井眼，在穩(wěn)態(tài)條件下，沿水平軸線方向垂直于水平井的壓力降幾乎是線性的(見(jiàn)圖1) 。由于水平井近井周?chē)膲毫p失要比直先周?chē)膲航敌〉枚?因此前者與后者相比,水平滲透率對(duì)產(chǎn)量的影響是很小的。上面三方面資料論證說(shuō)明由于水平井周?chē)鲬B(tài)為近似線性流，比直井的平面徑向流的滲濾阻力小的多即等壓線平行水平段二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（一）水平井開(kāi)采機(jī)理（一）水平井開(kāi)采機(jī)理 水平

13、井壓力等值線分布水平井平面壓力分布水平井平面壓力分布水平井剖面壓力分布水平井剖面壓力分布水平井平面等壓圖水平井平面等壓圖二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（一）水平井開(kāi)采機(jī)理水平井對(duì)蒸汽超覆的抑制作用很強(qiáng) 直井注蒸汽開(kāi)采由于蒸汽的超覆作用油層的上部蒸汽掃油效率較好，剩余油飽和度小于0.2，但下部40%的層段，剩余油飽和度大于0.5，蒸汽基本沒(méi)有驅(qū)過(guò)。開(kāi)采六年調(diào)整水平井投產(chǎn)后，開(kāi)采11年油層下部剩余油飽和度降到 0.2左右。二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素-1、水平井與直井采油指數(shù)關(guān)系 根據(jù)上述兩個(gè)基本公式采油指數(shù)關(guān)系RwBhkJhVReln22/2/ln2/2/l

14、n/00707.022222whhrhLhLLBphkqeffwehwevvhrrrrJJ,/ln/ln/單井控制面積相同、當(dāng)厚度較小時(shí)為平面流等基本公式基本公式二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素-1、水平井與直井采油指數(shù)關(guān)系 上式中5 . 04/225. 05 . 05 . 0LrLehLhweheffwrhLlrr/2,/5.0/5.011/5.0hvkk/effwr,012345670200400600800100012001400水平井長(zhǎng)度,ft水平井與直井采油指數(shù)比kv/kh=0.1kv/kh=0.5kv/kh=1.0二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二

15、）水平井影響因素-1、水平井與直井采油指數(shù)關(guān)系H=100ft不同滲透率比值水平段不同滲透率比值水平段長(zhǎng)度與產(chǎn)量關(guān)系長(zhǎng)度與產(chǎn)量關(guān)系二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素-1、水平井與直井采油指數(shù)關(guān)系01234567890200400600800100012001400水平段長(zhǎng)度，ft水平井與直井采油指數(shù)比h=25h=100h=200Kv/kh=0.5不同厚度下水平段長(zhǎng)度與水平段長(zhǎng)度與產(chǎn)量關(guān)系產(chǎn)量關(guān)系二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素-2、不同的油水粘度比對(duì)開(kāi)發(fā)指標(biāo)的影響不同的油水粘度比對(duì)開(kāi)發(fā)指標(biāo)的影響油水粘度比對(duì)驅(qū)油效率和波及體積具有顯著油水粘度比對(duì)驅(qū)

16、油效率和波及體積具有顯著的影響，低油水粘度比具有較高的無(wú)水采油的影響，低油水粘度比具有較高的無(wú)水采油期和最終采收率。期和最終采收率。 原5倍10倍原油地下粘度原油地下粘度生產(chǎn)壓差生產(chǎn)壓差無(wú)水采收率無(wú)水采收率含水含水95%時(shí)時(shí)含水含水98%時(shí)時(shí)Mpa%采出程度采出程度%采出程度采出程度%目前目前0.9544.1564.1764.74增加到增加到5倍倍3.0627.3260.1462.52增加到增加到10倍倍5.8419.9755.7560.39增加到增加到30倍倍10.679.6545.752.53低粘度原油，尤其是油水流度比小于低粘度原油，尤其是油水流度比小于1 1的情況無(wú)水采油期長(zhǎng)，見(jiàn)水后含

17、水上升速度快，最終采收率高的情況無(wú)水采油期長(zhǎng)，見(jiàn)水后含水上升速度快，最終采收率高高粘度原油，油井見(jiàn)水早，含水采油期長(zhǎng)，生產(chǎn)壓差大，大部高粘度原油，油井見(jiàn)水早，含水采油期長(zhǎng)，生產(chǎn)壓差大，大部分原油在中高含水期采出分原油在中高含水期采出 二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素-3、垂向滲透率對(duì)開(kāi)發(fā)指標(biāo)的影響垂向滲透率對(duì)開(kāi)發(fā)指標(biāo)的影響 垂向滲透率高對(duì)采收率不利滲透率V/H比值無(wú)水采收率 含水95%時(shí) 含水98%時(shí)%采出程度%采出程度%0.0144.1564.1764.740.0236.7263.8664.580.117.9461.91 16.7257.4760.52二、水平井開(kāi)采

18、機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 4、水平井長(zhǎng)度對(duì)開(kāi)采指標(biāo)的影響水平井長(zhǎng)度對(duì)開(kāi)采指標(biāo)的影響 控制面積相控制面積相同時(shí)：當(dāng)水同時(shí)：當(dāng)水平段長(zhǎng)度大平段長(zhǎng)度大于于450450米時(shí)，米時(shí)，米采油指數(shù)米采油指數(shù)明顯降低，明顯降低，說(shuō)明大于說(shuō)明大于450450米的增米的增長(zhǎng)幅度明顯長(zhǎng)幅度明顯降低降低長(zhǎng)度米采油指數(shù)采油指數(shù)（m）m3/Mpa.mm3/Mpa.m1500.69103.53000.451354500.37166.57000.2819610000.2424000.10.20.30.40.50.60.70.8水平段長(zhǎng)050100150200250300米采油指數(shù)采油指數(shù)二、水平井開(kāi)采機(jī)

19、理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 4、水平井長(zhǎng)度對(duì)開(kāi)采指標(biāo)的影響水平井長(zhǎng)度對(duì)開(kāi)采指標(biāo)的影響模型不變模型不變,控制儲(chǔ)量不變條件下的數(shù)值模：水平控制儲(chǔ)量不變條件下的數(shù)值模：水平段長(zhǎng)度對(duì)無(wú)水采收率的影響段長(zhǎng)度對(duì)無(wú)水采收率的影響無(wú)水采收率0102030405060020040060080010001200無(wú)水采收率二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 5、水平井與直井產(chǎn)量關(guān)系 目前水平井解析解預(yù)測(cè)公式都有一個(gè)假設(shè)，水平井與直井的泄油面積相等，也就是說(shuō)水平井與直井的井距或單井控制儲(chǔ)量都相等。采用水平井與直井的泄油面積相等的設(shè)計(jì)方法優(yōu)點(diǎn)是采油速度高（水平井的采油指數(shù)是直

20、井的4-6倍），缺點(diǎn)是水平段不能太長(zhǎng)（一般300m以?xún)?nèi)）限制了水平井優(yōu)越性的發(fā)揮。經(jīng)濟(jì)上是否合理，要具體測(cè)算，要看采油速度和采收率提高的幅度二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 5、水平井與直井產(chǎn)量關(guān)系 在正常的情況下，我主張采用水平井大于直井泄油面積的設(shè)計(jì)原則。優(yōu)點(diǎn)是井?dāng)?shù)少、投入少，鉆一口水平段長(zhǎng)600m比300m的水平井，鉆井投資增加不會(huì)太多而采油指數(shù)可以增加45%（如果3.3可提高到6），還可以增加穿透比，可以增加采油指數(shù)的基礎(chǔ)水平，也可以滿(mǎn)足采油速度要求，生產(chǎn)壓差小，調(diào)整余地大，有一定的穩(wěn)產(chǎn)期（單井控制儲(chǔ)量大）。二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井

21、影響因素- 5、水平井與直井產(chǎn)量關(guān)系 國(guó)外提出的替換比的概念，在一油藏上當(dāng)產(chǎn)量相同時(shí)一口水平井相當(dāng)?shù)闹本當(dāng)?shù) 在一油藏上當(dāng)井距、單井采油指數(shù)都相同時(shí)，每口井的泄油面積采油指數(shù)也是相同的。2erJAJ面積采油指數(shù)二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 5、水平井與直井產(chǎn)量關(guān)系 若有D和DD兩個(gè)系統(tǒng)，有相同的面積采油指數(shù)，但兩個(gè)系統(tǒng)的井距、單井采油指數(shù)都可以不相同（ D 系統(tǒng)為i井和DD系統(tǒng)為j井，泄油半徑分別為rei 、rej )22ejjeiirJrJ比值相同，但分子分母不同二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 5、水平井與直井產(chǎn)量關(guān)系 上述D和DD

22、兩個(gè)系統(tǒng)的井距不同，井?dāng)?shù)也就不同， D和DD兩個(gè)系統(tǒng)，井?dāng)?shù)分別為n和nn，RWD為井?dāng)?shù)減少百分?jǐn)?shù) 可用DD系統(tǒng)的井替換D系統(tǒng)的井，RR為替換比21eeWDrrRnnnnRWD2eerrRR二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 5、水平井與直井產(chǎn)量關(guān)系根據(jù)前面公式可以導(dǎo)出左式，并繪制下圖不同re/rw(直井供給與井眼半徑比）下，已知rw/rw（水平井等效直井與直井井眼半徑之比），在曲線上查出井?dāng)?shù)減少百分?jǐn)?shù)RWD（左）及替換比RR（右）WDRewWDwwrrRrr1根據(jù)計(jì)算根據(jù)計(jì)算re/rw=1100根據(jù)計(jì)算根據(jù)計(jì)算rw/rwRWD=0.6RR=2.6水平井等效直井與直井井

23、眼半徑之比水平井等效直井與直井井眼半徑之比rw/rw井?dāng)?shù)減少百分?jǐn)?shù)RWD替換比RR直井供給與井眼半徑比re/rw二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 5、水平井與直井產(chǎn)量關(guān)系 前面公式中rw是用來(lái)替換直井的水平井的等效井眼半徑可以用下式計(jì)算lhkkwhwvvhhrLr2124二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 6、水平井與直井水氣錐關(guān)系 普魯?shù)禄魹秤吞镉袣忭敽偷姿?用下列公式進(jìn)行水平井適應(yīng)性研究rwreBkhJVln1008.73weehrhLrLrLhBkJ2ln12211ln111008.723二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水

24、平井影響因素- 6、水平井與直井水氣錐關(guān)系-普魯?shù)禄魹秤吞镅芯砍晒⑺骄_(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 6、水平井與直井水氣錐關(guān)系-普魯?shù)禄魹秤吞镅芯砍晒?采用錐進(jìn)極限產(chǎn)量計(jì)算公式1 .0211 .0331.200725.0FFBhkkkHqoophvhcv223611108.4eeoochrhrBLphkq（直井）（水平井）二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 6、水平井與直井水氣錐關(guān)系-普魯?shù)禄魹秤吞镅芯砍晒麧B透率比值滲透率比值0.6,水平段長(zhǎng)水平段長(zhǎng)1200ft臨界產(chǎn)量比值為臨界產(chǎn)量比值為6左右左右二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二

25、）水平井影響因素- 7、穿透比與水平井設(shè)計(jì)參數(shù)關(guān)系 兩個(gè)相鄰的水平段中點(diǎn)之間的距離稱(chēng)為井距；兩個(gè)相平行的水平段之間的距離稱(chēng)為排距； 在一個(gè)泄油體中水平段長(zhǎng)度（L）與水平段相平行的邊長(zhǎng)（b）之比稱(chēng)為穿透比（L/b）如果水平段長(zhǎng)度都相等的均勻井網(wǎng)b的值與井距相等二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 7、穿透比與水平井設(shè)計(jì)參數(shù)關(guān)系當(dāng)穿透比，L/b=1采油指數(shù)最高隨穿透比的減小，采油指數(shù)下降幅度大，0.3收斂采油指數(shù)又是水平段長(zhǎng)度（L）及油層寬度（b）的獨(dú)立函數(shù)。左圖看出，當(dāng)L=2000ft為常數(shù), L/b=0.5采油指數(shù)為60，b=2000ft, L/b=0.5采油指數(shù)為45

26、，說(shuō)明油層寬度（b）絕對(duì)值越大采油指數(shù)越高穿透比對(duì)采油指數(shù)的影響穿透比對(duì)采油指數(shù)的影響二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 7、穿透比與水平井設(shè)計(jì)參數(shù)關(guān)系 從計(jì)算方程看出垂直方向滲透率對(duì)產(chǎn)能的影響最大 當(dāng)Kz降低4倍，L/b=1 時(shí)采油指數(shù)下降1.8倍；L/b=0.5時(shí)采油指數(shù)下降1.7倍Z方向（泄油體垂直方向）滲透率對(duì)方向（泄油體垂直方向）滲透率對(duì)采油指數(shù)的影響的影響二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 7、穿透比與水平井設(shè)計(jì)參數(shù)關(guān)系 從計(jì)算方程看出X方向（泄油體長(zhǎng)度方向）滲透率對(duì)產(chǎn)能的影響類(lèi)似于Z方向（油層垂直方向）滲透率的影響 當(dāng)Kx降低4

27、倍，L/b=1 時(shí)采油指數(shù)下降2.2倍；L/b=0.5時(shí)采油指數(shù)下降1.9倍X方向（泄油體長(zhǎng)度方向）滲透率對(duì)方向（泄油體長(zhǎng)度方向）滲透率對(duì)采油指數(shù)采油指數(shù)的影響的影響二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 7、穿透比與水平井設(shè)計(jì)參數(shù)關(guān)系 從計(jì)算方程看出Y方向（泄油體寬度方向）滲透率對(duì)產(chǎn)能的影響隨L/b值的降低影響作用增大 當(dāng)Ky降低4倍，L/b=1 時(shí)無(wú)影響；L/b=0.5時(shí)采油指數(shù)下降1.8倍；L/b=0.25時(shí)采油指數(shù)下降2.8倍；y方向（泄油體寬度方向）滲透率對(duì)方向（泄油體寬度方向）滲透率對(duì)采油指數(shù)采油指數(shù)的影響的影響二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平

28、井影響因素- 7、穿透比與水平井設(shè)計(jì)參數(shù)關(guān)系 從計(jì)算方程看出泄油面積對(duì)產(chǎn)能的影響平緩 當(dāng)油層長(zhǎng)度(a) 值提高4倍；L/b=1時(shí)采油指數(shù)下降1.9倍；L/b=0. 5時(shí)采油指數(shù)下降1.4倍泄油體長(zhǎng)度（泄油體長(zhǎng)度（a）采油指數(shù)的影響采油指數(shù)的影響二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（二）水平井影響因素- 7、穿透比與水平井設(shè)計(jì)參數(shù)關(guān)系 水平段在泄油體縱向上的位置是否對(duì)稱(chēng)影響較小 L/b=1 時(shí)影響最大；L/b減小影響程度下降 Y方向（油層寬度）影響程度與x方向（油層長(zhǎng)度）相同水平段在泄油體中的位置（水平段在泄油體中的位置（x方向）方向）二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 1

29、、采油指數(shù)比、累計(jì)產(chǎn)油比直井直井水平井水平井塔中塔中402CIII油藏油藏左圖為穩(wěn)左圖為穩(wěn)定試井指定試井指示曲線示曲線:水平井的水平井的生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力是直井的是直井的4-54-5倍倍二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 1、采油指數(shù)比、累計(jì)產(chǎn)油比 解析解公式預(yù)測(cè)都是指采油指數(shù)比，即在相同的生產(chǎn)壓差下的產(chǎn)量比 按替換比計(jì)算的產(chǎn)量為產(chǎn)量比 塔里木塔中402C油組油藏已有三口水平井、兩二口直井含水達(dá)97%左右已結(jié)束采油。平均單井累計(jì)產(chǎn)油量，水平井為103.1104t，直井為27.4104t，水平井與直井相比累計(jì)產(chǎn)油量為3.78倍。根據(jù)F.M.Giger提出的替換比計(jì)算公式，對(duì)塔中

30、402C油組油藏的水平井進(jìn)行計(jì)算，替換比為3.44，二者接近。 二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 2、生產(chǎn)壓差油田井號(hào)時(shí)間層位厚度日產(chǎn)油地層壓力流壓生產(chǎn)壓差采油強(qiáng)度TZ4（水平井）37-h1899.12C3441.547338.337.560.741.077-h899.123C3404.634538.5137.990.520.858-h1499.4C3600.947937.0136.320.750.8LN2（直井）20492.10T31213851.2249.222.011.522-495.1T31711551.4550.081.376.7623-194.8T312.51

31、2552.7449.463.2810.00水平井生產(chǎn)壓差小采油強(qiáng)度低水平井生產(chǎn)壓差小采油強(qiáng)度低塔中塔中402CIII油藏油藏-生產(chǎn)壓差?。?.0Mpa 二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 2、生產(chǎn)壓差YH23-1-H26井井凝析氣田水平井開(kāi)發(fā)實(shí)例凝析氣田水平井開(kāi)發(fā)實(shí)例牙哈凝析氣田牙哈凝析氣田水平段長(zhǎng)500m全部為氣層，孔隙度16.43%A點(diǎn)距頂25m，距氣水界面20m；B點(diǎn)距頂26.3m，距氣水界面20.7m為了研究水平井在凝析氣藏中的開(kāi)采特點(diǎn)與應(yīng)用為了研究水平井在凝析氣藏中的開(kāi)采特點(diǎn)與應(yīng)用, , 在牙在牙哈哈2323區(qū)塊區(qū)塊E+KE+K開(kāi)發(fā)層系中開(kāi)發(fā)層系中,K,K層不發(fā)育

32、層不發(fā)育,E,E層比較薄的東部層比較薄的東部布了一口水平井布了一口水平井YH23-1-H26YH23-1-H26井并于井并于20002000年年1010月投產(chǎn)。月投產(chǎn)。 二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 2、生產(chǎn)壓差日產(chǎn)氣日產(chǎn)氣49.7 104m3，日產(chǎn)凝析油，日產(chǎn)凝析油290t，是，是直井平均日產(chǎn)油直井平均日產(chǎn)油113t的的2.6倍倍氣油比氣油比1711m3/t，比直井，比直井2394m3/t，低近三分之一，低近三分之一生 產(chǎn) 壓 差生 產(chǎn) 壓 差0.58Mpa，比 直 井 的比 直 井 的1.47Mpa，小小0.89Mpa。二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）

33、開(kāi)采特點(diǎn)- 2、生產(chǎn)壓差從YH23-1-H26井開(kāi)采數(shù)據(jù)看出，水平井開(kāi)采凝析氣田，供氣范圍大，流動(dòng)壓力高，可以減輕井底發(fā)生反凝析現(xiàn)象，單井產(chǎn)氣能力強(qiáng)是凝析氣田高效開(kāi)發(fā)的最佳選擇之一。認(rèn)認(rèn)識(shí)識(shí)牙哈凝析氣田二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 3、含水上升率 水驅(qū)特征曲線是研究含水上升規(guī)律的重要依，圖7為L(zhǎng)p/Np-Wp法水驅(qū)特征曲線，當(dāng)截距a=0時(shí)，可以研究含水期的含水變化規(guī)律。 圖7 TZ4-17-H4井水驅(qū)特征曲線y = 0.0000008516 x + 1.0011176905R2 = 0.99984661190.9511.051.11.151.2050000100000

34、150000200000250000累計(jì)產(chǎn)水（方）累計(jì)產(chǎn)液/累計(jì)產(chǎn)油Lp/Np線性 (Lp/Np)二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 3、含水上升率 根據(jù)上述資料計(jì)算了含水與含水上升率關(guān)系曲線與常見(jiàn)的含水上升率曲線基本一致。但曲線高點(diǎn)向右（高含水）偏移，反映了低粘原油的特點(diǎn)。圖9 水平井與直井含水上升率對(duì)比曲線(納扎法)051015202530020406080100120含水(%)含水上升率水平井小計(jì)直井小計(jì)二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 3、含水上升率 圖看出，水平井與直井的含水與采出程度關(guān)系曲線都屬于凹型曲線，反映低粘原油、油水粘度接近的特點(diǎn)。

35、二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 3、含水上升率1、含水采油期，一般情況下水平井開(kāi)發(fā)效果比直井差，含水上升速度比直井快，其幅度受無(wú)水采收率高、低影響，無(wú)水采收率高，含水采油期采收率低、含水上升速度相對(duì)快。2、水平井含水上升規(guī)律與直井一致，主要受油水粘度比和滲透率非均質(zhì)影響，與井型無(wú)關(guān)。3、水平井產(chǎn)量遞減速度比直井快，兩點(diǎn)原因，一是無(wú)水期水平井剩余可采儲(chǔ)量采油速度比直井高；二是見(jiàn)水后水平井含水上升速度比直井快。井別累計(jì)產(chǎn)油累計(jì)產(chǎn)水無(wú)水采油期含水采油量 水驅(qū)采收率生產(chǎn)一噸油的產(chǎn)水量月數(shù)累計(jì)產(chǎn)油采出程度水平井103.1364875.440.7427.755.71.30直井27.

36、4212812.822.8414.548.91.44二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 3、含水上升率米納斯油田長(zhǎng)25KM,寬l0KM地質(zhì)儲(chǔ)量90.2108bbl主要產(chǎn)層為中新世海浸砂巖埋深450-750m五套油層,總厚度為150ft飽和壓力235psi,地飽壓差695psi平均空氣滲透率129410-sm2孔隙度0.27正韻律油層底,頂部滲透率相差為10-200倍原油密度0.85s/cm3原油粘度2.5mpa.s目前井網(wǎng)為四點(diǎn)法面積注水,24畝/井高峰產(chǎn)油在1974年日產(chǎn)油44104bbl,目前日產(chǎn)油20.5104bbl含水94.3%累積產(chǎn)油38.3108bbl,采出程度

37、42.5%二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 3、含水上升率米納斯油田在厚油層頂部鉆三口水平井在厚油層頂部鉆三口水平井-含水曲線含水曲線二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 3、含水上升率米納斯油田在厚油層頂部鉆三口水平井在厚油層頂部鉆三口水平井-產(chǎn)油曲線產(chǎn)油曲線二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 3、含水上升率0100002000030000400005000060000700008000090000Feb-94Mar-94Apr-94May-94Jun-94Jul-94Aug-94Sep-94Oct-94Nov-94Dec-94Ja

38、n-95Feb-95Mar-95Apr-95May-95Jun-957D-22A3D-546D-71A累計(jì)產(chǎn)油80518方累計(jì)產(chǎn)油49695方累計(jì)產(chǎn)油41507方二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 4、吸水能力水平井的吸水指數(shù)是直井的10倍，啟動(dòng)壓力水平井很低直井HDC中泥巖段薄砂層二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 4、吸水能力y = 0.2178x + 3.5964y = 0.0876x + 11.529y = 0.1488x + 7.09920.05.010.015.020.025.00.020.040.060.080.0100.0流量壓力2003

39、-12-62004-4-162004-10-5y = 0.0296x + 3.4297y = 0.0314x + 2.8503y = 0.0268x + 4.62450.02.04.06.08.010.012.014.016.0050100150200250300350400流量壓力2003-12-162004-4-202004-9-26HD1-10H吸水指示曲線(降壓法)HD1-22H吸水指示曲線(降壓法)二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 4、吸水能力-波動(dòng)型吸水指示曲線HD1-5H吸水指示曲線(降壓法)HD1-16H吸水指示曲線(降壓法)y = 0.0532x - 3

40、.4223y = 0.0284x - 3.5971y = 0.0357x + 4.31130.05.010.015.020.025.00100200300400500流量壓力2003-12-152004-4-162004-9-18y = 0.0479x + 4.5988y = 0.0458x + 3.5533y = 0.0519x + 5.90640.02.04.06.08.010.012.014.016.0050100150200250流量壓力2003-12-172004-4-172004-9-24y = 0.0301x + 15.815y = 0.038x + 15.079y = 0.02

41、17x + 12.4360.05.010.015.020.025.00.050.0100.0150.0200.0250.0300.0流量壓力2003-12-232004-4-302004-12-9HD1-11H吸水指示曲線(降壓法)二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 4、吸水能力-上移型吸水指示曲線HD1-18H吸水指示曲線(降壓法)HD1-25H吸水指示曲線(降壓法)y = 0.0227x + 2.1256y = 0.0193x + 5.24380246810120100200300400500流量壓力2004-9-272004-11-24y = 0.0637x + 0.

42、7277y = 0.0665x + 9.8049y = 0.1445x + 5.67180.05.010.015.020.025.0050100150200250流量壓力2003-11-232004-4-222004-10-5二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 4、吸水能力初步分析認(rèn)為，采用水平井注水，一口水平井注水可滿(mǎn)足兩口水平井采油保持注采平衡若采用直井注水，一口水平井采油需兩口注水井來(lái)保持注采平衡，全油田需直井注水井32口HDC中泥巖段薄砂層二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 5、水錐極限產(chǎn)量 水平井與直井水錐臨界產(chǎn)量 也可用油藏工程方法計(jì)算 根據(jù)

43、公式（11）計(jì)算結(jié)果，直井水錐臨界產(chǎn)量為316m3/d(262t/d), 同時(shí)計(jì)算水平井為直井的水錐臨界產(chǎn)量為4.2倍，水平井的水錐臨界產(chǎn)量為1100t/d。水平井初期平均日產(chǎn)油554t/d，為水錐臨界產(chǎn)量的50.4%，生產(chǎn)壓差為0.85Mpa左右，在此壓差下，底水上升比較均勻沒(méi)有形成明顯的水脊（見(jiàn)圖7）。這也是無(wú)水采收率高的、水淹體積大的重要原因。二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 5、水錐極限產(chǎn)量水平井水錐臨界產(chǎn)量 )11.()(14. 3432. 014. 038.1197)()(,22eweBDhkvcrhrrLnqooow二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 6、注水見(jiàn)效特征開(kāi)發(fā)方案設(shè)計(jì)一套井網(wǎng)水平井注水、采油開(kāi)發(fā)，采用雙臺(tái)階水平井鉆穿兩個(gè)砂層采油井16口其中水平井14口、直井2口注水井8口,其中水平注水井7口、直井1口。2003年10月試注后，全面注水薄油層水平井注水、采油實(shí)例薄油層水平井注水、采油實(shí)例 HDCHDC中泥巖段薄砂層中泥巖段薄砂層二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及開(kāi)采特點(diǎn)（三）開(kāi)采特點(diǎn)- 8、水平段壓力分布位置低壓力高位置低壓力高垂深低壓力高垂深低壓力高垂淺低壓力低垂淺低壓力低關(guān)井壓力關(guān)井壓力垂深垂深二、水平井開(kāi)采機(jī)理、影響因素及