專利名稱：一種水平井立體交錯(cuò)井網(wǎng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于油藏開發(fā)領(lǐng)域，涉及塊狀或厚層狀油藏的開發(fā)，具體涉及一種水 平井立體交錯(cuò)井網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
長期以來，油氣田開發(fā)中合理井網(wǎng)結(jié)構(gòu)的研究一直是人們重視的課題。20世紀(jì)40 年代，Muskat對簡單井網(wǎng)的滲流機(jī)理進(jìn)行了深入的研究；同時(shí)，人們在油層均質(zhì)和流度比 為1的條件下，提出了見水時(shí)刻油層波及系數(shù)和井網(wǎng)形式之間的理論。60年代末，前蘇聯(lián)學(xué) 者謝爾卡喬夫提出了油田最終采收率和井網(wǎng)密度的經(jīng)驗(yàn)公式；與此同時(shí)，大慶油田提出了 “按油砂體大小布井”的觀點(diǎn)，按油砂體圖來統(tǒng)計(jì)水驅(qū)控制程度和井網(wǎng)的關(guān)系。80年代初， 童憲章提出了獲得最大產(chǎn)量的井網(wǎng)形式。90年代初，齊與峰提出了井網(wǎng)系統(tǒng)理論。20世紀(jì) 90年代，郎兆新等人對水平井與直井聯(lián)合開采井網(wǎng)進(jìn)行了理論研究。程林松等人還建立了 有限元模型，用之對水平井五點(diǎn)法面積井網(wǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。由以上井網(wǎng)研究發(fā)展歷 程可以看出，隨著實(shí)踐的不斷發(fā)展，人們對井網(wǎng)的認(rèn)識也在不斷深入。在油氣田生產(chǎn)中，井網(wǎng)的選擇、部署和調(diào)整是開發(fā)方案的重要內(nèi)容，同時(shí)也是油氣 田企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素之一。在現(xiàn)場生產(chǎn)中，井網(wǎng)形式主要受油氣田的地質(zhì)特點(diǎn) 控制。從井網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展可以看出，目前的這些直井面積井網(wǎng)和單層水平井面積井網(wǎng) 對于薄層油藏比較適合，屬于二維井網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。然而這種井網(wǎng)設(shè)計(jì)對于或厚層狀油藏多 層開采時(shí)，存在以下缺陷直井面積井網(wǎng)開采，縱向差異導(dǎo)致油層動用程度低，而且所需井 數(shù)多；單層水平井開采油層，油氣儲量動用程度低；直井或單層水平井井網(wǎng)注水，水驅(qū)波及 系數(shù)低?？傊?，目前井網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)僅局限于平面二維空間的研究，井網(wǎng)縱向的排列優(yōu)化尚 無先例可尋，二維井網(wǎng)設(shè)計(jì)及單層復(fù)雜結(jié)構(gòu)井已經(jīng)難以解決厚層油藏開采的實(shí)際問題，如 何運(yùn)用立體井網(wǎng)結(jié)構(gòu)的空間展布合理有效的開發(fā)油藏急待解決。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上面現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提出一種水平井立體交錯(cuò)井網(wǎng) 結(jié)構(gòu)。依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，該水平井立體交錯(cuò)井網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括多口分層布置的水 平井，其特征在于，多口水平井被設(shè)置在塊狀或厚層狀油藏中，每層水平面中有多排水平 井，而且相鄰排中的各井平面平行交錯(cuò)布置，相鄰層中的各井縱向交錯(cuò)布置，從而構(gòu)成水 平井平面平錯(cuò)、縱向疊置交錯(cuò)的立體井網(wǎng)結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，各層水平井在縱向上不在同一平面內(nèi)。優(yōu)選地，同段水平井錯(cuò)開一定距離，而不是完全形成疊置狀，形成變底水的線性脊 進(jìn)為帶狀臺階式托進(jìn)。更優(yōu)選地，底層水平井成魚刺狀布置。[0010]使用本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案，解決了現(xiàn)有技術(shù)中直井面積井網(wǎng)開采，縱向差 異導(dǎo)致油層動用程度低，而且所需井?dāng)?shù)多；單層水平井開采油層，油氣儲量動用程度低；直 井或單層水平井井網(wǎng)注水，水驅(qū)波及系數(shù)低的問題。

圖1為水平井立體交錯(cuò)井網(wǎng)示意圖；圖2為水平井立體交錯(cuò)井網(wǎng)在平面上的示意圖；圖3為水平井立體交錯(cuò)井網(wǎng)縱向剖面示意圖；圖4為油井產(chǎn)量隨油層厚度變化圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對依據(jù)本實(shí)用新型所述的水平井立體交錯(cuò)井網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說 明。本專利在目前井網(wǎng)研究的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)選平面井網(wǎng)，縱向部署交錯(cuò)井網(wǎng)，創(chuàng)新提 出水平井立體交錯(cuò)井網(wǎng)，參見圖1。圖1中，長方體代表油藏，虛線平行四邊形代表分段面，HlOU H102等代表井號， 粗實(shí)線代表水平井筒，分支線代表魚骨井分支，1-水平采油井，2-水平注氣井，3-魚骨注水 井，4-油層，5-分段面。水平井立體交錯(cuò)井網(wǎng)即平面上采用一套交錯(cuò)井網(wǎng)，縱向上多層井也成交錯(cuò)排布， 各井在縱向剖面上同樣構(gòu)成一套交錯(cuò)井網(wǎng)，是一套三維立體交錯(cuò)井網(wǎng)。這種井網(wǎng)縱向上的 交錯(cuò)布井，保證了各層水平井的入靶點(diǎn)在縱向上成交錯(cuò)分布，各層水平井縱向上不在同一 平面內(nèi)，同段水平井錯(cuò)開一定距離，而不是完全形成疊置狀，可以變底水的線性脊進(jìn)為帶狀 托進(jìn)，從而延長底水水淹到油井的時(shí)間，擴(kuò)大波及體積，提高原油采收率，具體的水平井立 體交錯(cuò)井網(wǎng)如圖2 圖3。圖2中，粗實(shí)線代表水平井井筒；A代表水平井入靶點(diǎn)；粗實(shí)線上方H207、H209等 代表井號。圖3中，圓圈代表水平井井筒在縱向剖面上的投影；虛線代表油藏分段線；1-1、 1-2等代表井號；每口井與其周圍各井均不在同一水平面或同一剖面中；θ角為垂向鄰井 之間的交錯(cuò)夾角。三維、定量、可重復(fù)實(shí)現(xiàn)的、雙重孔隙介質(zhì)油藏物理模型的物理模擬已經(jīng)確定水平 井立體交錯(cuò)井網(wǎng)優(yōu)于單純疊加的立體井網(wǎng)。應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，可以有效地提高油井產(chǎn)量和油藏采出率。應(yīng)用水平 井網(wǎng)產(chǎn)量公式計(jì)算不同油層厚度的油井產(chǎn)量如圖7所示，隨著油藏油層厚度的增加，單層 的水平井井網(wǎng)產(chǎn)量初期很快的增加，但是當(dāng)油層厚度增加到一定程度之后，產(chǎn)量增加的幅 度就很小了，說明超過一定距離之后，外面的原油不再能夠被這一層的水平井采出(根據(jù) 實(shí)際油藏參數(shù)油藏壓力41. 24兆帕、水平段跟端流壓39. 24兆帕、井距/排距600/300米、 水平方向滲透率4. 1 X 10_3毫達(dá)西、原油粘度0. 386毫帕 秒、水平段長度450米、油層厚度 800米、地面原油相對密度0. 812克/立方厘米、原油體積系數(shù)1. 51，計(jì)算出的泄油半徑是 150 米)。[0023]因此，在油層厚度大于300米的厚層油藏或者塊狀油藏，單層水平井井網(wǎng)不能夠 完全動用。動用程度與油層厚度有關(guān)，對于上例油藏，單層水平井只能夠開采動用距離水平 井150米以內(nèi)的原油，當(dāng)油藏的油層有800米時(shí)，儲量動用程度只有37. 5%。由于很大一部 分原油沒有被開采，所以整個(gè)油藏的采油速度和采收率都很低。根據(jù)具體油藏的參數(shù)，應(yīng)用得到的油層厚度與產(chǎn)量關(guān)系可以確定在縱向上進(jìn)行疊 加的水平井網(wǎng)之間的距離。油藏?cái)?shù)值模擬方法也可以用于水平井網(wǎng)之間距離的確定。水平 井筒合理距離需要考慮實(shí)際油藏巖石與流體物性等地質(zhì)條件，現(xiàn)有計(jì)算合理井距的方法由 于多基于直井和平面井網(wǎng)，并不都適用。從提高采油速度、采收率，滿足現(xiàn)有開發(fā)技術(shù)條件 下國家對采油速度和穩(wěn)產(chǎn)期要求、經(jīng)濟(jì)上合理，提出產(chǎn)能-經(jīng)濟(jì)法確定水平井網(wǎng)之間的合 理距離。首先根據(jù)試油、試采等開發(fā)數(shù)據(jù)確定或者水平井產(chǎn)量公式確定水平井產(chǎn)能。其次，計(jì)算新井投產(chǎn)后油田可以達(dá)到的采油速度。根據(jù)油井初期日產(chǎn)油量，再由該 塊產(chǎn)量遞減規(guī)律計(jì)算出新井年產(chǎn)油量，加上老井年產(chǎn)油量，得到該塊年產(chǎn)油量，從而得到采 油速度。采油速度=該塊年產(chǎn)油量/該塊地質(zhì)儲量X 100%計(jì)算稅后利潤年利潤總額=年銷售收入_年生產(chǎn)成本費(fèi)用_銷售稅金及附加_新井總投資E = V-C-T-I式中，E——油田稅后利潤，萬元；V—一銷售收入，萬元；C——經(jīng)營成本與費(fèi)用，萬元；T——銷售稅金及附加，萬元；I——總投資，萬元。銷售收入=該塊年產(chǎn)油量X商品率X銷售價(jià)格經(jīng)營成本與費(fèi)用及銷售稅金及附加的估算，按中油股份公司新頒的《建設(shè)項(xiàng)目經(jīng) 濟(jì)評價(jià)方法與參數(shù)》中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行測算。因此，將原公式變形為E = dNp X (ρ X Roc-Ct-Trs) _A。fxIsw式中dNp——新井投入開發(fā)后將增加的累積產(chǎn)油(僅在全面人工注水開發(fā)油田可利用 謝氏經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算)，萬噸；P——原油價(jià)格，元/噸；R。?！蜕唐仿剩?shù)；Ct——開發(fā)期內(nèi)單位成本與費(fèi)用，元/噸；Tre——銷售稅金及附加，元/噸；A0——油藏含油面積，平方公里；fx——井網(wǎng)密度，口 /平方公里；Isw——單井投資，萬元。計(jì)算不同井距時(shí)的采油速度和稅后利潤并作曲線，采油速度滿足要求并對應(yīng)于利 潤曲線波峰附近的井距區(qū)間都屬于合理井距，零利潤對應(yīng)的井距為極限井距。工業(yè)實(shí)用性邊臺南潛山油藏注采井網(wǎng)不完善、油藏中生產(chǎn)井主要開采-2100米以下油層，采 用直井正方形面積井網(wǎng)，井網(wǎng)已經(jīng)基本完善，但開采效果較差。-1830米以上油層未能動用， 僅有6 口直井生產(chǎn)，油層動用程度差，采油速度遠(yuǎn)低于《中國石油油田開發(fā)綱要》和《中國石油天然氣公司油氣田開發(fā)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》，這種平面正方形面積井網(wǎng)難以有效動用-1830米以上 的潛山油藏。使用本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行試驗(yàn)，在-1830米以上的油層利用水平井分層部 署，提高儲量動用程度；在該潛山油藏采用水平井立體井網(wǎng)開發(fā)，按最優(yōu)井網(wǎng)設(shè)計(jì)，開展水 平井井組試驗(yàn)；試驗(yàn)井組在-1800米和-2120米的位置部署2 口水平井(邊臺H16、邊臺 H18)。這兩口井在縱向上交錯(cuò)分布，交錯(cuò)角為30度，水平段長度為700米，縱向井距為370 米，水平井平面井距為300米。水平井投產(chǎn)后，取得了較高的產(chǎn)量。邊臺H16井初期產(chǎn)量為 18噸/天，而周邊同深度直井初期產(chǎn)量僅4噸/天，水平井產(chǎn)量提高3. 5倍。如上述，已經(jīng)清楚詳細(xì)地描述了本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案。盡管本實(shí)用新型的 優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述并解釋了本實(shí)用新型，但是本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員可以理解，在不背 離所附權(quán)利要求定義的本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)中做出多 種修改。
權(quán)利要求一種水平井立體交錯(cuò)井網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其包括多口分層布置的水平井，其特征在于，多口水平井被設(shè)置在塊狀或厚層狀油藏中，每層水平面中有多排水平井，而且相鄰排中的各井平面平行交錯(cuò)布置，相鄰層中的各井縱向交錯(cuò)布置，從而構(gòu)成水平井平面平錯(cuò)、縱向疊置交錯(cuò)的立體井網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述水平井立體交錯(cuò)井網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，各層水平井在縱向 上不在同一平面內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述水平井立體交錯(cuò)井網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，同段水平井水平方 向上錯(cuò)開一定距離，而不是完全形成疊置狀，形成變底水的線性脊進(jìn)為帶狀臺階式托進(jìn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述水平井立體交錯(cuò)井網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，底層水平井成魚刺 狀布置。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種水平井立體交錯(cuò)井網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其包括多口分層布置的水平井，其中多口水平井被設(shè)置在塊狀或厚層狀油藏中，每層水平面中有多排水平井，而且相鄰排中的各井平面平行交錯(cuò)布置，相鄰層中的各井縱向交錯(cuò)布置。使用本技術(shù)方案解決了現(xiàn)有技術(shù)中直井面積井網(wǎng)開采，縱向差異導(dǎo)致油層動用程度低，而且所需井?dāng)?shù)多；單層水平井開采油層，油氣儲量動用程度低；直井或單層水平井井網(wǎng)注水，水驅(qū)波及系數(shù)低的問題；提高了油藏采油速度和采收率，同時(shí)降低了開發(fā)成本。
文檔編號E21B43/30GK201687455SQ201020169109
公開日2010年12月29日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者周萬山, 尹萬泉, 徐萍, 武毅, 許寧, 龔姚進(jìn) 申請人:徐萍