延長(zhǎng)油田致密油藏水平井產(chǎn)能主控因素研究分析

延長(zhǎng)油田致密油藏水平井產(chǎn)能主控因素研究

Summary：針對(duì)延長(zhǎng)油田某井區(qū)致密油藏直井壓裂單井可采儲(chǔ)量低、經(jīng)濟(jì)效益差的問題，生產(chǎn)過程中水平井大多采用壓裂的開發(fā)方式。在通過三維地質(zhì)建?；A(chǔ)上，通過油藏?cái)?shù)值模擬法、油藏工程方法和歷史擬合法對(duì)水力壓裂水平井參數(shù)設(shè)計(jì)和產(chǎn)能預(yù)測(cè)開展研究。結(jié)果表明：該井區(qū)通過以上方法揭示空間上動(dòng)用體積呈長(zhǎng)浴盆型，建議合理井距250m、排距70m。最終形成致密油藏壓裂水平井產(chǎn)能主控因素預(yù)測(cè)方法，可為同類油藏的開發(fā)提供借鑒。Keys：水平井；產(chǎn)能預(yù)測(cè)；數(shù)值模擬；穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能；KeyWords：HorizontalWell;CapacityForecast;NumericalSimulation;SteadyStateCapacity;0.引言隨著國內(nèi)外油氣勘探開發(fā)形勢(shì)越來越嚴(yán)峻，致密砂巖儲(chǔ)層[1-2]及水平井已成為高效開發(fā)油氣田的一種重要手段。內(nèi)外學(xué)者對(duì)水平井進(jìn)行了較深入的研究，根據(jù)不同的生產(chǎn)需求提出了不同的水平井產(chǎn)能主控因素研究方法[3]。本次研究然后運(yùn)用實(shí)例數(shù)據(jù)對(duì)比了各水平井穩(wěn)態(tài)產(chǎn)能影響因素，形成致密油藏壓裂水平井產(chǎn)能主控因素預(yù)測(cè)方法，為油田開發(fā)過程中提供水平井進(jìn)一步調(diào)整理論依據(jù)。1.區(qū)塊概況延長(zhǎng)油田某區(qū)某致密油藏于1999年正式投入開發(fā)，2002年4月前為建產(chǎn)期，1999-2010年采用自然能量開采，產(chǎn)量遞減快，2010年6月開始注水。油井開井132口，日產(chǎn)液207m3，日產(chǎn)油87t，平均單井日產(chǎn)液1.6m3，日產(chǎn)油0.7t，綜合含水54.8%，累計(jì)產(chǎn)油80.5×104t。注水井開井31口，日注水量203m3，單井日注水6.5m3，累積注水14.4×104m3，累積注采比0.13。地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度4.19%，年采油速度為0.18%。該油田于2013年順河道砂體發(fā)育的方向共開發(fā)12口水平井。2.三維地質(zhì)建模目前常用的建模方法有確定性建模、隨機(jī)建模和相控建模方法。本次建模采用確定性建模和隨機(jī)建模相結(jié)合的方法，在沉積微相的控制下建立目的層儲(chǔ)層地質(zhì)模型，本次建模的思路主要有：1、對(duì)于能夠確定的參數(shù)，優(yōu)先采用確定性建模的方法；2、對(duì)于井間不確定的參數(shù)，結(jié)合各方面資料，推測(cè)參數(shù)的分布范圍和分布規(guī)律，針對(duì)分析結(jié)果展開模擬；3、對(duì)于影響因素多的參數(shù)，用合適的隨機(jī)模擬方法進(jìn)行模擬（圖2-1）。圖2-1三維地質(zhì)模型的建模流程圖2.1地質(zhì)建模流程1、建立高精度的三維構(gòu)造模型依據(jù)已有的地質(zhì)認(rèn)識(shí)，以分層數(shù)據(jù)生成的層面作為約束準(zhǔn)確的建立了各小層的層面模型；將斷層信息數(shù)字化（圖2-1），并把數(shù)字化以后的斷層數(shù)據(jù)導(dǎo)入建模軟件，初步建立斷層模型，然后根據(jù)斷點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)斷層模型進(jìn)行修正，直至建立起準(zhǔn)確的斷層模型（圖2-2）。圖2-1研究區(qū)三維地質(zhì)單井模型2、應(yīng)用確定性建模方法建立沉積微相模型以沉積微相為約束，應(yīng)用確定性建模方法建立起沉積微相模型。3、利用確定性建模與隨機(jī)建模相結(jié)合的方法來建立儲(chǔ)層參數(shù)的三維地質(zhì)模型在沉積相相模型的基礎(chǔ)上，以測(cè)井解釋過的儲(chǔ)層物性參數(shù)為基礎(chǔ)，通過序貫高斯模擬方法實(shí)現(xiàn)孔隙度和滲透率參數(shù)的三維地質(zhì)模型，同時(shí)以孔隙度的模擬實(shí)現(xiàn)為約束，通過序貫高斯協(xié)同模擬方法建立滲透率和含有飽和度的三維地質(zhì)模型。2.2模型范圍及網(wǎng)格確定本次研究建立某區(qū)塊水平井區(qū)精細(xì)地質(zhì)模型，研究區(qū)面積85.7km2。網(wǎng)格步長(zhǎng)設(shè)置為30m×30m，為加強(qiáng)模型垂向特征表征效果，垂向細(xì)化為175個(gè)沉積單元，網(wǎng)格平均厚度為0.2m，總網(wǎng)格數(shù)11138400（圖2-3）。圖2-2研究區(qū)地震解釋斷層三維空間顯示圖圖2-3研究區(qū)目的層沉積微相模型3.三維產(chǎn)能預(yù)測(cè)技術(shù)數(shù)值求解基于致密油藏中冪律流體不穩(wěn)定滲流的數(shù)學(xué)模型[4-5]，采用三維直角坐標(biāo)中心差分網(wǎng)格，通過逐步回歸法，假定水平井出口端壓力為井底流壓，且無井筒損失。首先，計(jì)算出各差分網(wǎng)格內(nèi)的地層壓力；再將地層壓力作為已知值，重新計(jì)算每個(gè)射孔段的產(chǎn)量等；收斂后如此反復(fù)計(jì)算，直至達(dá)到指定精度為止.數(shù)模應(yīng)用及模式分析基于水平井三維產(chǎn)能預(yù)測(cè)技術(shù)，結(jié)合儲(chǔ)層流體流動(dòng)特征表征技術(shù)，通過數(shù)值模擬方法，可直觀有效解析流體在裂縫內(nèi)外流速特征及方向特征。4.1基于網(wǎng)格加密技術(shù)的水平井裂縫表征及刻畫采用了水平井裂縫網(wǎng)格加密技術(shù)，分別將射孔數(shù)據(jù)、裂縫半長(zhǎng)參數(shù)等數(shù)據(jù)加入到地質(zhì)模型中，隨后實(shí)現(xiàn)了水力壓裂的模型刻畫（表4-1、圖4-2、圖4-1）。表4-1研究區(qū)某水平井壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)描述縫網(wǎng)長(zhǎng)度（m）縫網(wǎng)寬度（m）縫網(wǎng)高度（m）方位縫底（MD）縫頂（MD）SRV(萬方)第二段E:160W:170N：95S：6834NE853第三段E:130W:170N：62S：7526NE858第四段E:160W:170N：95S：6817NE852整體896.4圖4-1研究區(qū)水平井裂縫分布三維立體圖圖4-2研究區(qū)水平井裂縫三維立體模型4.2裂縫預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上建立物性模型在裂縫表征及沉積微相控建模的基礎(chǔ)上建立研究區(qū)孔隙度、滲透率、飽和度模型（如圖4-3）。沉積相約束下屬性建模概率體約束建模手段可以同時(shí)融合多個(gè)趨勢(shì)的控制作用，且在沒有井點(diǎn)約束的位置也能很好地體現(xiàn)地質(zhì)學(xué)家對(duì)于工區(qū)的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)。（a）沉積相柵狀圖模型（b）孔隙度柵狀圖模型（c）滲透率柵狀模型（d）含油飽和度滲透率模型圖4-3研究區(qū)屬性模型采用網(wǎng)格加密技術(shù)實(shí)現(xiàn)了水平井區(qū)裂縫的三維精細(xì)表征[6]，開展基于儲(chǔ)層砂體分布、沉積相約束等多因素分析[7]，建立水平井區(qū)三維地質(zhì)模型與孔滲飽屬性模型，單井準(zhǔn)確率大于90%，儲(chǔ)量誤差小于3%。對(duì)粗化方法進(jìn)行優(yōu)選，最終建立研究區(qū)水平井區(qū)數(shù)值模擬模型。4.3三維產(chǎn)能預(yù)測(cè)約束下水平井?dāng)?shù)值模擬技術(shù)在以上精細(xì)地質(zhì)模型（網(wǎng)格精度30m*30m*0.2m）網(wǎng)格粗化基礎(chǔ)上，基于以上三維產(chǎn)能預(yù)測(cè)公式，應(yīng)用儲(chǔ)層流體流動(dòng)特征表征技術(shù)（準(zhǔn)確表征致密砂巖水平井裂縫區(qū)域流體流量及流體向量），進(jìn)行了研究區(qū)數(shù)值模擬歷史擬合（圖4-4）。利用單因素分析技術(shù)，討論不同水平井方位、水平井間距、裂縫特征（裂縫半長(zhǎng)、簇間距），對(duì)產(chǎn)油能力的影響（圖4-5）。通過三維產(chǎn)能預(yù)測(cè)約束下水平井?dāng)?shù)值模擬技術(shù)進(jìn)一步揭示了下部動(dòng)用范圍小，中上部動(dòng)用范圍大，空間上動(dòng)用體積呈長(zhǎng)浴盆型（圖4-5），確認(rèn)了油相流體流動(dòng)范圍90m—120m，建議合理井距250m、排距70m（圖4-6、圖4-4）。圖4-4歷史擬合后最終數(shù)值模擬模型圖4-5致密空間動(dòng)用程度模型動(dòng)用范圍剖面圖——含油飽和度縱剖面（a）動(dòng)用范圍剖面圖——含油飽和度橫剖面（b）圖4-6動(dòng)用范圍橫縱剖面圖（a、b）圖4-7不同井距隨時(shí)間累計(jì)產(chǎn)量模型示意圖圖4-8不同井距動(dòng)用特征表征5.結(jié)論（1）通過三維預(yù)測(cè)產(chǎn)能預(yù)測(cè)數(shù)值差分技術(shù)討論得，該致密砂巖研究區(qū)水平井產(chǎn)區(qū)的產(chǎn)能主要影響因素：水平井結(jié)結(jié)構(gòu)、井網(wǎng)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)時(shí)間。（2）通過三維產(chǎn)能預(yù)測(cè)約束下水平井?dāng)?shù)值模擬技術(shù)進(jìn)一步揭示了下部動(dòng)用范圍小，中上部動(dòng)用范圍大，空間上動(dòng)用體積呈長(zhǎng)浴盆型，確認(rèn)了油相流體流動(dòng)范圍90m-120m，建議合理為井距250m、排距70m。Reference朱筱敏,潘榮,朱世發(fā),魏巍,葉蕾.致密儲(chǔ)層研究進(jìn)展和熱點(diǎn)問題分析[J].地學(xué)前緣,2018,25(02):141-146.[2]ZhangB,KangD,MaS,etal.DensificationandFractureTypeofDesertinTightOilReservoirs:ACaseStudyoftheFuyuTightOilReservoirintheSanzhaoDepression,SongliaoBasin[J].Lithosphere,2021,2021(Special4):2609923.[3]王明,朱維耀,宋考平.非牛頓流體多分支水平井產(chǎn)能模型及數(shù)值模擬[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),2006(05):38-41+128.[4]潘元,王永輝,車明光,廖銳全,鄭恒.基于灰色關(guān)聯(lián)投影隨機(jī)森林算法的水平井壓后產(chǎn)能預(yù)測(cè)及壓裂參數(shù)優(yōu)化[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