王家宏-水平井開發(fā)及調(diào)整(2008.04股份講課)

1、水平井開發(fā)與調(diào)整（下（下）王家宏2008.4水平井開發(fā)與調(diào)整一、水平井技術(shù)發(fā)展概況二、水平井開采機(jī)理、影響因素及開采特點(diǎn)三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)四、水平井實(shí)施要點(diǎn)三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn) 水平井技術(shù)適應(yīng)性較強(qiáng)，但受到油層類型、技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)與管理等限制，在應(yīng)用上必須充分論證 水平井技術(shù)論證是開發(fā)方案的一部分，本要點(diǎn)只是水平井技術(shù)論證的內(nèi)容簡介三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn) 油藏類型篩選 油層適應(yīng)性研究 水平井注采優(yōu)化 水平井與直井采油指數(shù)比 水平井井網(wǎng)優(yōu)化 水平段長度優(yōu)化 老油油田水平井剩余油挖潛 水平井單井設(shè)計(jì)三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（一）油藏類型篩選氣氣 頂頂 、 無無 氣氣 頂頂?shù)椎?水水 活活 躍躍 、 非非 活活

2、底底 水水 油油 藏藏油油 層層 單單 一一 或或 多多 主主 力力油油 層層 少少 縱縱 向向 集集 中中層層 狀狀 油油 藏藏單單 一一 較較 厚厚稠稠 、 超超 稠稠 油油 藏藏油油 層層 單單 一一 或或 多多 主主 力力油油 層層 少少 縱縱 向向 集集 中中層層 狀狀 氣氣 藏藏干干 氣氣 、 凝凝 析析 氣氣帶帶 底底 、 環(huán)環(huán) 油油底底 水水 氣氣 藏藏碳碳 酸酸 鹽鹽 、 砂砂 礫礫 巖巖塊塊 狀狀 底底 水水 單單 一一 層層 狀狀裂裂 縫縫 性性 油油 氣氣 藏藏適適 合合 水水 平平 井井 開開 采采 的的 油油 氣氣 藏藏 類類 型型三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（一）油藏類型篩

3、選巨巨厚厚 油油 藏藏多多油油 層層 油油 藏藏較較分分 散散 薄薄 互互 層層巨巨厚厚 氣氣 藏藏暫暫不不 適適 合合 水水 平平 井井 開開 采采 的的 油油 氣氣 藏藏巨厚、多油層也可采用非常規(guī)作法，分層、分段水平井開發(fā)決定于經(jīng)濟(jì)三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（一）油藏類型篩選K KH H1 10 0m mD D無無自自然然產(chǎn)產(chǎn)能能儲(chǔ)儲(chǔ)層層連連續(xù)續(xù)性性極極差差分分布布范范圍圍小小暫暫不不適適合合水水平平井井開開采采的的其其它它因因素素水平井分段壓裂技術(shù)不過關(guān)；也可考慮流動(dòng)系數(shù)；三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（一）油藏類型篩選 應(yīng)用范圍與水平井技術(shù)水平有關(guān)是不斷擴(kuò)大 同類型油氣藏的直井與水平井的對(duì)比 與水平段設(shè)計(jì)

4、原則有關(guān)，由于設(shè)計(jì)不當(dāng)造成某些效果差，并不能説明該類型油氣藏不適合水平井開發(fā)三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（二）油層適應(yīng)性研究 開發(fā)層系中，油層分布形式：有十五種情況:（1）單一油層-單支水平段、特長水平段（2）二三個(gè)油層-雙或三臺(tái)階水平井、多底井（3）多個(gè)主力油層-多底井（4）多油層相對(duì)集中-大斜度井（5）薄互層相對(duì)集中-單支水平井定向噴砂射孔(壓裂)（6）裂縫發(fā)育的儲(chǔ)層-單支、多分支水平井（7）單一油層寬度大、長度小-多分支水平井（8）厚油層-分段、立體注水三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（二）油層適應(yīng)性研究 開發(fā)層系中，油層分布形式：有十五種情況:（9）裂縫不發(fā)育無自然產(chǎn)能的儲(chǔ)層水平井壓裂復(fù)合型井網(wǎng)開發(fā)（10）不

5、連續(xù)分布的儲(chǔ)油體-長水平段、多分支水平井（11）塊狀底水-沿構(gòu)造頂部長水平段（12）帶氣頂塊狀底水-避水避氣長水平段（13）帶油環(huán)、底油塊狀底水-氣油界面長水平段（14）普通稠油-水平井蒸汽驅(qū)（15）超稠油-水平井蒸汽輔助重力泄油三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（二）油層適應(yīng)性研究 油層物性：kv/kh參數(shù)的確定，要全面分析小直經(jīng)、大直經(jīng)、全層的的資料；厚度、孔、滲的分布特點(diǎn)，有利井區(qū) 各類夾層：層內(nèi)縱向、平面夾層分布，統(tǒng)計(jì)夾層參數(shù)，將夾層分為可預(yù)測(cè)和隨機(jī)兩類，分析夾層對(duì)鉆遇率的影響 油層連續(xù)性：物源方向、沉積微相分布等，分析不同方向的水平段內(nèi)油層物性分布 界面：油水、氣水、油氣界面的認(rèn)識(shí)、精度三、水平井設(shè)

6、計(jì)要點(diǎn)（二）油層適應(yīng)性研究 裂縫：對(duì)水平井注水開發(fā)和天然水驅(qū)影響最大的裂縫類型是研究的重點(diǎn) 低滲透率砂巖儲(chǔ)層普遍伴生有構(gòu)造裂縫,是與中高滲透率砂巖儲(chǔ)層有著質(zhì)的差別的一個(gè)重要特征。應(yīng)力作用是脆性巖層中產(chǎn)生裂縫的根本原因。無論裂縫屬于哪一種成因,地應(yīng)力起著主導(dǎo)作用。一般來說,砂巖儲(chǔ)層愈致密,滲透率越低,裂縫發(fā)育的機(jī)率也越大 以構(gòu)造縫的產(chǎn)狀論,則以高角度縫(傾角70。)最值得重視。低角度(或?qū)用婵p,至今僅在少數(shù)埋藏較淺的油藏, 總體來說,高角度的拉張縫和張扭縫是注水開發(fā)低滲透率儲(chǔ)層必須重點(diǎn)注意的裂縫。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（二）油層適應(yīng)性研究 要區(qū)分裂縫是開起的或是被各種礦物充填、半充填，就是指在地下儲(chǔ)

7、層條件下是呈有效開啟狀態(tài)（顯裂縫型）還是閉合無效狀態(tài)（潛裂縫型）。對(duì)被各種礦物充填、半充填的裂縫儲(chǔ)層要研究注水 包括超破裂壓力注水對(duì)裂縫開度的影響 巖心裂縫參數(shù)主要包括裂縫的產(chǎn)狀、開度、充填、密度、組系關(guān)系深度、層位、巖性等。 裂縫方向性是否明顯、是否有單一性與地應(yīng)力的關(guān)系也是研究的重點(diǎn) 通過巖心觀測(cè)與測(cè)量、測(cè)井技術(shù)、特別是開采動(dòng)態(tài)來研究裂縫特征。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（二）油層適應(yīng)性研究水平段方向的確定是水平井井網(wǎng)設(shè)計(jì)的重要一環(huán) 對(duì)裂縫型儲(chǔ)層和無自然產(chǎn)能需要壓裂的低滲透儲(chǔ)層，要根據(jù)地應(yīng)力特征和井網(wǎng)要求確定水平段方向 對(duì)中高滲透層，沉積相特征是主要的因素。平行于物源方向使水平段處于同一個(gè)相帶；相交

8、物源方向使水平段處于不同的各個(gè)相帶中，二者利弊均有 鉆井過程中地層的穩(wěn)定性與水平段的方向也有關(guān) 地層傾角也影響水平段的方向三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（三）水平井與直井采油指數(shù)比 根據(jù)水平井單井控制儲(chǔ)量大于直井的原則，利用替換比的概念，計(jì)算不同替換比的水平井與直井的產(chǎn)量比，利用相當(dāng)于直井井眼半徑的比值，計(jì)算采油指數(shù)比值 根據(jù)實(shí)測(cè)的直井采油指數(shù)，計(jì)算水平井的采油指數(shù) 底水油（氣）藏：臨界產(chǎn)量qcv 、水平臨界產(chǎn)量qch，優(yōu)化水平臨界產(chǎn)量qch關(guān)系，原則上臨界產(chǎn)量qch為設(shè)計(jì)指標(biāo)上限。若水平臨界產(chǎn)量qch滿足不了設(shè)計(jì)要求應(yīng)增加水平三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（四）水平井注采優(yōu)化 根據(jù)開發(fā)方案論證的開發(fā)方式為依據(jù)分析四

9、個(gè)問題 水平井吸水能力，啟動(dòng)壓力很低、吸水指數(shù)高?？梢杂弥本捎汀⒆⑺Y料進(jìn)行換算，但需要現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試資料驗(yàn)證 計(jì)算注水壓力小于破裂壓力下的最大吸水能力 分別進(jìn)行采用直井、水平井注采井?dāng)?shù)比的論證 進(jìn)行壓力系統(tǒng)計(jì)算，優(yōu)化壓力剖面界限三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（五）水平井井網(wǎng)優(yōu)化 水平井井網(wǎng)包括天然水驅(qū)井網(wǎng)和人工注水井網(wǎng)兩類，重點(diǎn)分析人工注水井網(wǎng) 人工注水井網(wǎng)又可分為中高滲透油藏、孔隙裂縫型低滲透油藏和裂縫孔隙型低滲透油藏井網(wǎng)，特別是裂縫孔隙型低滲透油藏裂縫不發(fā)育、無自然產(chǎn)能需要壓裂投產(chǎn)稱為復(fù)合型井網(wǎng)。 衡量一種注水開發(fā)井網(wǎng)的重要指標(biāo)為掃油面積系數(shù)，從下圖看出，水平井的掃油面積系數(shù)比直井大三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（

10、五）水平井井網(wǎng)優(yōu)化當(dāng)流度比=1、排距與井距（兩口水平井中點(diǎn)距離a）之比等于2時(shí)為曲線1；水平段長L與兩口水平井中點(diǎn)距離a之比等于1（若均勻井網(wǎng)穿透比=1)時(shí)掃油面積系數(shù)最大；L/a等于零時(shí)，相當(dāng)直井；L/a等于0.5時(shí)，較優(yōu)，掃油面積系數(shù)為0.9；L/a=0.5即a=2L （若均勻井網(wǎng)穿透比=0.5)直線驅(qū)動(dòng)下，掃油面積系數(shù)直線驅(qū)動(dòng)掃油面積系數(shù)與泄油井無因次長度關(guān)系曲線3040506070809010000.10.2 0.30.40.50.60.7 0.80.91泄油井無因次長度(L/a)掃油面積系數(shù)(%)M=1,d/a=2M=1,d/a=1.5M=1,d/a=1M=1,d/a=1M=10,d

11、/a=1.5M=100,d/a=1.5三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（五）水平井井網(wǎng)優(yōu)化 篩選的新型井網(wǎng)-1 線性井網(wǎng) 根據(jù)滯油區(qū)分布適當(dāng)加直井；適應(yīng)大面積分布的油層三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（五）水平井井網(wǎng)優(yōu)化案 篩選的新型井網(wǎng)-2 錯(cuò)開線性井網(wǎng) 根據(jù)滯油區(qū)分布適當(dāng)加直井網(wǎng)；適應(yīng)油層分布面積稍小三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（五）水平井井網(wǎng)優(yōu)化 篩選的新型井網(wǎng)-3 五點(diǎn)法井網(wǎng) 根據(jù)滯油區(qū)分布適當(dāng)加直井三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（五）水平井井網(wǎng)優(yōu)化 篩選的新型井網(wǎng)-4 四點(diǎn)法井網(wǎng) 根據(jù)滯油區(qū)分布適當(dāng)加直井三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（五）水平井井網(wǎng)優(yōu)化 篩選的新型井網(wǎng)-5 反九點(diǎn)法井網(wǎng) 根據(jù)滯油區(qū)分布適當(dāng)加直井三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（五）水平井井

12、網(wǎng)優(yōu)化 復(fù)合型井網(wǎng)最大的特點(diǎn)是，把壓裂縫的半長作為井網(wǎng)的一部分，加大了注采井距。如果不進(jìn)行壓裂，在注采井距為a1時(shí)油井才能見效，油井進(jìn)行壓裂后，在a時(shí)油井就能見效，注采井距加大了，井?dāng)?shù)減少了，投資降低了。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（五）水平井井網(wǎng)優(yōu)化 復(fù)合型井網(wǎng)需要解決四個(gè)參數(shù)：有效注采井距a1；壓裂半縫長f1：半縫長與水平段的夾角：最小水平應(yīng)力方位 有效注采井距a1（m)，對(duì)特定的油田能夠建立起有效壓力梯度的最大距離。該參數(shù)無論是數(shù)值模擬還是解析解都不能給出，可以通過物理模擬實(shí)驗(yàn)，得到不同滲透率下的有效壓力梯度 壓裂半縫長f1（m)等該地區(qū)的不同壓裂規(guī)模下的數(shù)據(jù)三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（五）水平井井網(wǎng)優(yōu)化

13、 復(fù)合型井網(wǎng)是針對(duì)裂縫孔隙型低滲透油藏的井網(wǎng) 對(duì)于孔隙裂縫型低滲透油藏水平井注水開發(fā)井網(wǎng)，是按照直井井網(wǎng)在裂縫里注水的思路設(shè)計(jì)，水平段平行于裂縫三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（五）水平井井網(wǎng)優(yōu)化右圖為右圖為150m150m450m450m菱形反九點(diǎn)法井網(wǎng)，井排與裂縫方向平行菱形反九點(diǎn)法井網(wǎng)，井排與裂縫方向平行如果裂縫方向認(rèn)識(shí)清楚如果裂縫方向認(rèn)識(shí)清楚, ,可以按照既定的程度進(jìn)行可以按照既定的程度進(jìn)行如果裂縫方向認(rèn)識(shí)不清楚，注水井排的油井大部分沒有發(fā)生水竄，含水比預(yù)如果裂縫方向認(rèn)識(shí)不清楚，注水井排的油井大部分沒有發(fā)生水竄，含水比預(yù)測(cè)的要低，暫不能轉(zhuǎn)為注水井。此時(shí)，由于注采井距不均衡，平面矛盾大，測(cè)的要低，暫不

14、能轉(zhuǎn)為注水井。此時(shí)，由于注采井距不均衡，平面矛盾大，將有較多的儲(chǔ)量處于注水的二線，不能很好的動(dòng)用將有較多的儲(chǔ)量處于注水的二線，不能很好的動(dòng)用, ,最后還得轉(zhuǎn)注最后還得轉(zhuǎn)注三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（五）水平井井網(wǎng)優(yōu)化（稠油注蒸汽采油井網(wǎng)） 對(duì)稠油油藏來講合理的水平井布置可以提高原油采收率并加快稠油采油速度。 主要有七種基本井網(wǎng)。 改進(jìn)的七點(diǎn)法井網(wǎng)；七口井井網(wǎng)；改進(jìn)的九點(diǎn)法井網(wǎng)；改進(jìn)的反五點(diǎn)法井網(wǎng)；改進(jìn)的反九點(diǎn)法井網(wǎng)；改進(jìn)的反十三點(diǎn)法井網(wǎng)；水平行列井網(wǎng)三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（五）水平井井網(wǎng)優(yōu)化 水平井井網(wǎng)與直井井網(wǎng)相比除是單層和多層外，平面和層內(nèi)矛盾突出，平面上調(diào)整余地小，所以在井網(wǎng)優(yōu)選時(shí)應(yīng)考慮有兩個(gè)以上受

15、效方向的井網(wǎng) 水平井井網(wǎng)與直井井網(wǎng)另一個(gè)不同是，井距與排距并不能完全構(gòu)成水平井井網(wǎng)還存在水平段長度即穿透比問題。對(duì)水平井井網(wǎng)是由井距、排距和水平段長度三個(gè)因素確定的。在井網(wǎng)優(yōu)化中合理的穿透比是不可忽視的因素三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化 水平井注水開發(fā)井網(wǎng)設(shè)計(jì)的核心是水平段長度優(yōu)化，水平段長度直接影響各項(xiàng)參數(shù)和開發(fā)效果 水平段長度影響著采油指數(shù)、生產(chǎn)壓差、無水期，含水上升速度等 水平段長度與穿透比匹配關(guān)系 水平段長度影響著底水油、氣藏的水錐臨界產(chǎn)量計(jì)算 水平段長度決定了水平井單井控制儲(chǔ)量、累計(jì)產(chǎn)量等三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化水平井開發(fā)的三個(gè)目標(biāo) 提高單井產(chǎn)量 減少井?dāng)?shù) 提高

16、采收率 三個(gè)目標(biāo)缺一不可，三個(gè)目標(biāo)都體現(xiàn)在水平段設(shè)計(jì)上三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化1、水平段設(shè)計(jì)思路2、水平井單井控制面積(Ao)表達(dá)式3、水平井單井控制面積(Ao)計(jì)算方程組4、水平井單井控制面積(Ao)影響因素5、水平井生產(chǎn)能力的確定6、流動(dòng)狀態(tài)及水力阻力計(jì)算7、考慮水平段井筒水力阻力的產(chǎn)能修正方程8、物理意義9、計(jì)算框圖10、實(shí)例計(jì)算三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-1、水平段設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)思路基于兩點(diǎn)： 許多解析解水平段長度計(jì)算公式，不適合減少井?dāng)?shù)的要求；國外提出的替換比概念基本上可以滿足減少井?dāng)?shù)的要求，但還需要有一套計(jì)算方法 從水平段長度與水平井、直井的采油指數(shù)比值，為

17、直線關(guān)系表明，屬于流入方程的范疇，沒有考慮水平段的阻力損失；水平段中的流動(dòng)屬于水平圓管流，流體在水平井筒的流動(dòng)阻力較大，需要一套充分考慮水力阻力的設(shè)計(jì)方法。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-2 2、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)表達(dá)式表達(dá)式 以水平井整體開發(fā)的油、氣藏，在開發(fā)部署中需要解決的重要問題之一，就是合理的井網(wǎng)密度。大多數(shù)的產(chǎn)能方程有一假設(shè)條件，水平井的單井控制面積與直井相等，盡管水平井初期產(chǎn)油量可為直井的2-6倍，但由于單井控制儲(chǔ)量與直井相同，累計(jì)產(chǎn)量比直井稍高。從經(jīng)濟(jì)角度來看水平井的建井成本比直井高數(shù)倍，所以經(jīng)濟(jì)效益較差。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段

18、長度優(yōu)化-2 2、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)表達(dá)式表達(dá)式 塔中402C油藏水平井開發(fā)截止2 0 0 6 年 底 平 均 單 井 累 計(jì) 產(chǎn) 量 為124.8104t，累計(jì)產(chǎn)量高的基本條件，就是單井控制儲(chǔ)量大，五口水平 井 平 均 單 井 控 制 地 質(zhì) 儲(chǔ) 量225104t。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-2 2、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)表達(dá)式表達(dá)式 F.M.Giger建立了面積采油指數(shù)的概念2并提出了替換比的計(jì)算方法。所謂替換比，即相當(dāng)一口水平井產(chǎn)量的直井井?dāng)?shù)，如替換比為2.6，也就是一口水平井產(chǎn)量與2.6口直井的產(chǎn)量相等。它

19、反映了水平井與直井泄油面積的差別。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-2 2、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)表達(dá)式表達(dá)式 面 積 采 油 指 數(shù) 即 采 油 指 數(shù) 被 泄 油 面 積 除（J/re2）,一個(gè)油田，井距相同，采油指數(shù)相同，當(dāng)以同樣產(chǎn)量生產(chǎn)時(shí),泄油面積相同，面積采油指數(shù)也相同?？梢杂么烁拍罱⑺骄椭本年P(guān)系。若有兩個(gè)系統(tǒng)有相同的面積采油指數(shù)，Ji/rie2= Jj/rje2，但兩個(gè)系統(tǒng)的采油指數(shù)、泄油面積可以不同，只要商相同即可。一個(gè)系統(tǒng)為直井，另一個(gè)系統(tǒng)為水平井，可推導(dǎo)出水平井與直井的關(guān)系。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-2 2、水平井單

20、井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)表達(dá)式表達(dá)式 替換比指的產(chǎn)量如果是初產(chǎn)量，那么累計(jì)產(chǎn)量又是什么關(guān)系呢？主要決定水平井與直井的遞減率是否一致。人工注水和天然水驅(qū)是我國油田的主要開發(fā)方式，研究表明，無水采油期水平井比直井長，而含水采油期由于直井在平面上調(diào)整余地比水平井大（方向多），水平井的含水上升速度比直井快。 三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-2 2、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)表達(dá)式表達(dá)式 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。平均單井開采數(shù)據(jù)見表1。根據(jù)F.M.Giger提出的替換比計(jì)算公式，對(duì)塔中402

21、C油組油藏的水平井進(jìn)行計(jì)算（參數(shù)見表2），替換比（RR）為3.44。水平井與直井開采指標(biāo)對(duì)比中，水平井與直井相比累計(jì)產(chǎn)油量為3.78倍二者相近。上述分析可以理解為，在地質(zhì)和開采技術(shù)界限相同的條件下，替換比為初期產(chǎn)量之比，累計(jì)產(chǎn)量之比及控制面積之比。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-2 2、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)表達(dá)式表達(dá)式井別關(guān)井前含 水，%累計(jì)產(chǎn) 油，104t累 計(jì)產(chǎn)水， 104m3 無水采油期含 水采 油量104t無水采收率,%水 驅(qū)采 收率%平 均含 水上 升率 ，%月數(shù)累 計(jì)產(chǎn) 油104t百 分?jǐn)?shù),%水 平井*99.9-97.4103.136487

22、5.473.127.740.7455.76.73直井99.9-90.727.4212812.846.914.522.8448.93.66表1 塔中402C油組油藏已結(jié)束采油的五口井平均開發(fā)數(shù)據(jù)從表1還看出塔中402C油組油藏水平井水驅(qū)采收率為55.7%，直井水驅(qū)采收率為48.9%，水平井比直井水驅(qū)采收率高6.8個(gè)百分點(diǎn)。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-2 2、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)表達(dá)式表達(dá)式re，mrw,mrwh,mL,mh,mre/ rwkh/kvrw/rw2500.120.12500602083.33419.4表2 塔中402C油組油藏替換比計(jì)算參

23、數(shù)三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-2 2、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)表達(dá)式表達(dá)式 根據(jù)上述分析得到水平井供給半徑（reh）及水平井單井控制面積(Ao)表達(dá)式：)1(.)1(5.02RevehERRrr)2.().1 (2RevoERRrA式中：ER為水平井比直井水驅(qū)采收率提高值（小數(shù)），取0.05。RR-替換比rev-直井供給半徑(m)三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-3 3、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)計(jì)算方程組計(jì)算方程組 計(jì)算水平井單井控制面積(Ao)，首先計(jì)算不同水平段長度下的替換比（RR），以替換比確定水平井的供給半徑

24、（reh）,然后再計(jì)算水平井單井控制面積(Ao)。本文的計(jì)算方程是由S.D.Joshi提出的修正替換比計(jì)算公式3變換而來，因此從頭列出。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-3 3、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)計(jì)算方程組計(jì)算方程組 F.M.Giger提出的替換比計(jì)算公式： )3.(1WDRewWDwwvrrRrr)4.(2421lhkkwhwvvhhrLr三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-3 3、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)計(jì)算方程組計(jì)算方程組 S.D.Joshi提出的修正替換比計(jì)算公式，見式（5）、式（6）、式（7）、式（8）。對(duì)F

25、.M.Giger提出的替換比計(jì)算公式，進(jìn)行了兩方面改進(jìn)，一是在式（8）中引入(Kh/Kv)值體現(xiàn)了非均質(zhì)的影響；二是 令reh=L。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-3 3、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)計(jì)算方程組計(jì)算方程組 S.D.Joshi提出的修正替換比計(jì)算公式)5.(/1)/1(,RRevweffwrrwrRRr)6.()/5 .0(14121)2/(5 .04ehrLla)7.(Lrwh三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-3 3、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)計(jì)算方程組計(jì)算方程組 本文對(duì)S.D.Joshi的替換比計(jì)算公式,根據(jù)

26、計(jì)算水平井單井控制面積需要進(jìn)行修改：將（1）式分別代入式（6）、式（8）整理后得到式（9）、式（10）。從整理后的公式看出，式（6）、式（8）中的水平井供給半徑（reh）已被reh的表達(dá)式所代替，也就是說在替換比（RR）求解過程中，水平井供給半徑（reh）的因素也同時(shí)考慮了。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-3 3、水平井單井控制面積水平井單井控制面積(Ao)(Ao)計(jì)算方程組計(jì)算方程組 式（5）、式（9）、式（10）、式（2）和式（11）為本文計(jì)算水平井單井控制面積等指標(biāo)的方程組。)9.()5 . 0()1 (4121)2/(5 . 0222LERRrLaRev)10.()1 ()2(

27、11 2)2()1 (2/5 .0,RLhwReveffwEaLahrERRLrr)11).(/(/)/(/,effeehwevvhrrLnrrLnJJ三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-3 3、水平井單井控制面積水平井單井控制面積(Ao)(Ao)計(jì)算方程組計(jì)算方程組 為了檢查本文方程組計(jì)算結(jié)果的可靠性，同時(shí)對(duì)S.D.Joshi和F.M.Giger的公式進(jìn)行了同樣的計(jì)算，采用試湊法進(jìn)行計(jì)算，油藏參數(shù)見表2。 三種計(jì)算方法中都有兩個(gè)直井井徑（rwv,eff）計(jì)算公式 S.D.Joshi方法為式（3）、式（4） F.M.Giger方法為式（5）、式（8） 本文方法為式（5）、式（10）。 三、

28、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-3 3、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)計(jì)算方程組計(jì)算方程組 兩個(gè)方程中自變量為替換比（RR），其它均為常數(shù)。 計(jì)算采用Excel軟件，其過程是:給定一個(gè)替換比的值（兩位小數(shù)）分別計(jì)算兩個(gè)直井井徑（rwv,eff），然后比較大小，當(dāng)兩個(gè)直井井徑（rwv,eff）之差的絕對(duì)值最小時(shí)，相應(yīng)的替換比值就是所求的結(jié)果。依此調(diào)整替換比的值增大或減小，直到滿足要求。 再用式（2）計(jì)算單井控制面積等。三種方法計(jì)算結(jié)果見表3、圖1。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-3 3、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)計(jì)算方程組計(jì)算方程組

29、三種方法計(jì)算結(jié)果對(duì)比表L,m本文方法S.D.JoshiF.M.GigerRRA o , km2RRA o , km2RRAo*,km23002.290.432.290.282.640.524002.820.532.810.503.180.625003.300.623.320.793.690.726003.760.703.821.134.170.827004.200.784.341.544.650.918004.640.874.872.015.121.009005.070.955.422.545.581.1010005.51.036.013.146.051.1911005.921.106.643

30、.806.521.28表3 三種方法計(jì)算結(jié)果對(duì)比表三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-3 3、水平井單井控制面積水平井單井控制面積(Ao)(Ao)計(jì)算方程組計(jì)算方程組 上述計(jì)算結(jié)果看出單井控制面積、替換比與水平段長度關(guān)系0.001.002.003.004.005.006.007.0030040050060070080090010001100水平段長度，m替換比0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.00單井控制面積，km2本文 RRJoshi RRGegor RR本文 AoJoshi AoGegor Ao三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-3

31、 3、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)計(jì)算方程組計(jì)算方程組上述計(jì)算結(jié)果看出： 1、替換比（RR）的計(jì)算：三種方法計(jì)算結(jié)果相近，本文方法低值，F(xiàn).M.Giger方法為高值，最大相差0.6，相對(duì)誤差0.092%。S.D.Joshi為中間值。 2、單井控制面積：由于S.D.Joshi方法將水平段長度（L）作為供給半徑，計(jì)算結(jié)果偏大；F.M.Giger方法（反算）與本文方法相近平均相對(duì)誤差15.7%。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-3 3、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)計(jì)算方程組計(jì)算方程組 3、與水平井產(chǎn)量相當(dāng)?shù)闹本霃剑号c水平井產(chǎn)量相當(dāng)?shù)闹本?/p>

32、半徑是計(jì)算水平井與直井采油指數(shù)比的重要依據(jù)。從圖2看出F.M.Giger方法呈高值，本文方法呈低值，S.D.Joshi方法于中間。從S.D.Joshi方法數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)來看，水平段長800m以前與本文方法接近，水平段長大于800m與F.M.Giger方法接近。 綜合上述分析表明，本文提出的計(jì)算方法滿足設(shè)計(jì)的需要。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-4 4、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)影響因素影響因素1、直井供給半徑 直井供給半徑rev是計(jì)算替換比和水平井單井控制面積的重要參數(shù)，在進(jìn)行水平井開發(fā)方案設(shè)計(jì)時(shí)，可能還沒有直井井網(wǎng)，特別是進(jìn)行穩(wěn)定試井錄取產(chǎn)能方程資料時(shí)，是在

33、評(píng)價(jià)井上進(jìn)行的也沒有直井井網(wǎng)。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化- 4 4、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)影響因素影響因素直井供給半徑00.20.40.60.811.21.40200400600800直井供給半徑/m單井控制面積/km2水平段300m水平段500m水平段700m水平段900m三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-4 4、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)影響因素影響因素1、直井供給半徑（1）設(shè)計(jì)的水平段越長，直井供給半徑（rev）的大小對(duì)水平井的控制面積影響越大，水平段長度在300m以下影響較小，當(dāng)水平段長度在900m時(shí)影響比較

34、大；（2）直井供給半徑（rev）越小，對(duì)水平井的控制面積影響越大，隨直井供給半徑（rev）的加大影響變小，直井供給半徑（rev）大到一定程度時(shí)影響非常小。（3）如何確定，當(dāng)水平段長度大于300m時(shí)，要根據(jù)不穩(wěn)定試井的探測(cè)半徑、同類油藏井網(wǎng)綜合確定，一般200-300m。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-4 4、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)影響因素影響因素2、油層滲透率 從圖4看出，垂直滲透率越高（Kh/Kv越低），曲線位于上方，水平段長度相同時(shí)，單井控制面積越大。垂直滲透率變化對(duì)單井控制面積的影響與替換比對(duì)單井控制面積的影響，二者變化趨勢(shì)一致，因?yàn)榇怪睗B透率高、

35、替換比大。不同滲透率比值下水平段長度與單井控制面積關(guān)系00.20.40.60.811.21.4020040060080010001200水平段長度,m單井控制面積,km2kh/kv=10kh/kv=5kh/kv=3kh/kv=2三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-4 4、水平井單井控制面積、水平井單井控制面積(Ao)(Ao)影響因素影響因素 3、油層厚度薄油層厚度更適合水平井開發(fā)，從圖5看出，油層厚度小，曲線位于上方，水平段長度相同時(shí)，單井控制面積越大。薄油層水平井開發(fā)與直井相比效果更好，因?yàn)長/h大。不同厚度下水平段長度與單井控制面積關(guān)系00.20.40.60.811.21.41.602

36、0040060080010001200水平段長度,m單井控制面積,km2h=5h=10h=20h=30h=40h=50h=60圖5 不同厚度下水平段長度與單井控制面積關(guān)系圖 三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-5 5、水平井生產(chǎn)能力的確定水平井生產(chǎn)能力的確定 根據(jù)公式（11）計(jì)算水平井與直井采油指數(shù)比，并依據(jù)穩(wěn)定試井提供的直井采油指數(shù)求得水平井的采油指數(shù)和水平段長度的米采油指數(shù)（MJ），為下一步水平段長度的確定，提供參數(shù)(見表4)。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-5 5、水平井生產(chǎn)水平井生產(chǎn)能力的確定能力的確定水平段長、替換比、單井控制面積、采油指數(shù)關(guān)系，為流入方程數(shù)據(jù)L，mRR

37、Ao,km2Jh,t/d.MpaMJ,t/d.Mpa.m3002.290.43451.991.514002.820.53555.151.395003.300.62650.711.306003.760.70742.571.247004.200.78830.711.198004.640.87919.111.159005.070.951005.761.1210005.51.031092.671.0911005.921.101177.801.0712006.331.181261.141.05表4 水平段優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)匯總表三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-6 6、流動(dòng)狀態(tài)及水力阻力計(jì)算流動(dòng)狀態(tài)及水

38、力阻力計(jì)算 大多數(shù)油藏工程師提出的水平井產(chǎn)能計(jì)算公式，其水平段長度與采油指數(shù)均為線性關(guān)系，甚至有的偏向采油指數(shù)軸，這種計(jì)算方法直接用于水平段設(shè)計(jì)顯然不合理。但是從油藏工程出發(fā)，屬于穩(wěn)定流、井底附近單相流體條件下，水平段長度與采油指數(shù)為線性關(guān)系也是正確的。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-6 6、流動(dòng)狀態(tài)及水力阻力計(jì)算流動(dòng)狀態(tài)及水力阻力計(jì)算 流體在水平井筒中的流動(dòng)屬于水平圓管流，它應(yīng)包含在流出曲線內(nèi)。關(guān)于水平井筒的流動(dòng)阻力及對(duì)水平段長度的影響，學(xué)者B.J.Dikken于1989年發(fā)表的論文4，對(duì)我們研究此問題是可以借鑒的。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-6 6、流動(dòng)狀態(tài)及水力阻力計(jì)

39、算流動(dòng)狀態(tài)及水力阻力計(jì)算 流體在水平井筒中的流動(dòng)狀態(tài)現(xiàn)在已有實(shí)際測(cè)試資料（見圖6）。水平段從B點(diǎn)到A點(diǎn)各斷面的流速不同而且是由小到大。從已有的三口井測(cè)試資料看出從B點(diǎn)到A點(diǎn)各斷面的流速不為線性關(guān)系。H4井水平段產(chǎn)液剖面01002003004005006007008003740 3760 3780 3800 3820 3840 3860 3880 3900 3920 3940 3960 3980 4000 4020 4040 4060 4080 4100 4120 4140 4160 4180 4200 4220深度(m)流量(M3/d)q圖6 H4井水平段流量剖面三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段

40、長度優(yōu)化-6 6、流動(dòng)狀態(tài)及水力阻力計(jì)算流動(dòng)狀態(tài)及水力阻力計(jì)算 水平段井筒中的壓力分布（見圖7）看出，B點(diǎn)的生產(chǎn)壓差為9.6psi，A點(diǎn)的生產(chǎn)壓差為10.9psi，即B點(diǎn)的流動(dòng)壓力比A點(diǎn)高1.3psi。該壓力分布與圖6中，從B點(diǎn)到A點(diǎn)各斷面的流量分布是相關(guān)的。圖7 H4井水平段生產(chǎn)壓差剖面三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-6 6、流動(dòng)狀態(tài)及水力阻力計(jì)算流動(dòng)狀態(tài)及水力阻力計(jì)算 B點(diǎn)的流動(dòng)壓力比A點(diǎn)高，流體才能從B點(diǎn)流向A點(diǎn)；B點(diǎn)的流速低是因?yàn)樯a(chǎn)壓差??；A點(diǎn)的流速高是因?yàn)樯a(chǎn)壓差大，A點(diǎn)的生產(chǎn)壓差更接近全井的生產(chǎn)壓差。B點(diǎn)的生產(chǎn)壓差為什么小是我們研究的內(nèi)容。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長

41、度優(yōu)化-6 6、流動(dòng)狀態(tài)及水力阻力計(jì)算流動(dòng)狀態(tài)及水力阻力計(jì)算 對(duì)外徑140mm和178mm的套管,水平段井筒中流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行測(cè)算和分析。我國水平井完井方式，大部分采用射孔和割縫套管兩種。割縫套管除有切割縫外，表面光滑。射孔完井套管表面粗糙，相對(duì)粗糙度約為1/31左右。在此條件下雷諾數(shù)大小可忽略，流動(dòng)進(jìn)入紊流狀態(tài)。水平段井筒水力阻力計(jì)算采用下式： 三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-6 6、流動(dòng)狀態(tài)及水力阻力計(jì)算流動(dòng)狀態(tài)及水力阻力計(jì)算式中:Pf-水力阻力(at)qw-流量(m3/s)-運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)L-長度(m)D-水平井筒內(nèi)徑(m)-原油密度(kg.s2.m4)m-流態(tài)指數(shù)割縫套管完井

42、， m=0.25射孔完井, m=0.15)12.(.521LqCPmtf)13(.8)4(3164.0521DDCm三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-7 7、考慮水平段井筒水力阻力的產(chǎn)能修正方程考慮水平段井筒水力阻力的產(chǎn)能修正方程 文章的第一部分已計(jì)算出的水平井采油指數(shù)，應(yīng)該滿足三個(gè)條件：穩(wěn)定流；保持壓力開采；流動(dòng)壓力高于飽和壓力。方程（14）為在上述三個(gè)條件下的流入方程，qw為在生產(chǎn)壓差P下流向水平井的產(chǎn)量。)14.()(PLMJLqw式中：P-生產(chǎn)壓差（Mpa）MJ-水平段長度的米采油指數(shù)(t/d.Mpa.m)L-水平段長度(m)。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-7 7、考慮

43、水平段井筒水力阻力的產(chǎn)能修正方程考慮水平段井筒水力阻力的產(chǎn)能修正方程 方程（15）為水平段的流出方程，qt（L）為克服水平段井筒水力阻力的產(chǎn)量。)15.()()(2LPPMJCLqft)16.(.)864000(2bC 式中：三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-7 7、考慮水平段井筒水力阻力的產(chǎn)能修正方程考慮水平段井筒水力阻力的產(chǎn)能修正方程 將（12）式代入（15）式整理后得到式（17）為水平段的流出方程與流入方程關(guān)系式)17.()(4233221mmmmtLpMJCCCPLMJLq)18.(1013mC式中：三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-7 7、考慮水平段井筒水力阻力的產(chǎn)能修正

44、方程考慮水平段井筒水力阻力的產(chǎn)能修正方程 將（17）式微分整理后得到式（19）)19.()4()(3233221mmmmtLPMJCCCmPMJdLLdq0)4()(3233221mmmmtLPMJCCCmPMJdLLdq)20.(.31324mmmmPMJCL)21.(.)4(3132214mmCCCmC整理后分別得到（20）式式中：三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-8 8、物理意義物理意義圖由（14）式、（17）式、（19）式計(jì)算而得。圖8 水平段長度（L）優(yōu)化圖三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-8 8、物理意義物理意義1、水平段長度的確定流入方程qw(L)是一條通過原點(diǎn)的直線

45、，產(chǎn)量隨水平段長度增加而增加；流出方程qt(L)是一條通過原點(diǎn)的曲線，是在流入方程的基礎(chǔ)上扣除水平井筒水力阻力后，剩余壓差的產(chǎn)量。隨水平段長度和流出產(chǎn)量的增加，水平井筒水力阻力也在增加，剩余壓差的產(chǎn)量減小，直至為零，水平段產(chǎn)量不再增加；圖上第三條線為流出方程qt(L)的導(dǎo)數(shù)方程，當(dāng)導(dǎo)數(shù)方程qt(L)=0時(shí)，其橫坐標(biāo)為LB 為水平段長度（L），相對(duì)原方程qt(L)的極大值,也對(duì)應(yīng)水平段的B點(diǎn)。水平段長度（L）可以根據(jù)公式（20）計(jì)算。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-8 8、物理意義物理意義2、生產(chǎn)壓差對(duì)水平段長度的影響 利用公式（20）計(jì)算的水平段長度（L）是流出方程qt(L)的極大值,

46、也就是說在此點(diǎn)后再增加水平段長度，產(chǎn)量也不會(huì)再增加，在此點(diǎn)產(chǎn)量是最大的。 用公式（20）計(jì)算的水平段長度（L）需要生產(chǎn)壓差參數(shù)，生產(chǎn)壓差的大小如何確定？圖9為根據(jù)式（20）繪制的，不同米采油指數(shù)(MJ)下的生產(chǎn)壓差（P）與水平段長度（L）關(guān)系曲線。從上述曲線看出：三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-8 8、物理意義物理意義（1）米采油指數(shù)(MJ)值小的位于曲線上方，值大的位于曲線下方，表明：在生產(chǎn)壓差（P）相同時(shí)，要達(dá)到產(chǎn)量的最大，其水平段長度與米采油指數(shù)(MJ)值成反比，采油指數(shù)(MJ)值大所需水平段長度小，采油指數(shù)(MJ)值小所需水平段長度大。不同MJ下生產(chǎn)壓差與水平段長度關(guān)系曲線02

47、004006008001000120014001600180000.511.522.533.5生產(chǎn)壓差，Mpa水平段長度mLL,MJ=0.5LL,MJ=1LL,MJ=1.5LL,MJ=2LL,MJ=3圖9 生產(chǎn)壓差與水平段長度關(guān)系曲線三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-8 8、物理意義物理意義（2） 從圖9還看出，生產(chǎn)壓差放大到一定程度，水平段長度的減小已不敏感，即隨生產(chǎn)壓差的加大，水平段長度減小的幅度已非常有限； 隨生產(chǎn)壓差減小時(shí)，水平段長度增加，當(dāng)生產(chǎn)壓差減小到一定程度時(shí)，即隨生產(chǎn)壓差的減小水平段長度急劇增加，達(dá)到不可能的程度，因此生產(chǎn)壓差應(yīng)有一個(gè)合理范圍。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平

48、段長度優(yōu)化-8 8、物理意義物理意義（3） 圖10中有六個(gè)生產(chǎn)壓差的六組曲線，其生產(chǎn)壓差與水平段長度呈反比關(guān)系。 生產(chǎn)壓差由3M pa放大到4Mpa時(shí)，日產(chǎn)油增加176t/d，水平段長度只減少26m； 生產(chǎn)壓差由0.5Mpa縮小到0.2Mpa時(shí)，日產(chǎn)油減少100t/d，水平段長度增加159m。生產(chǎn)壓差太大，太小都不是最優(yōu)的。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-8 8、物理意義物理意義2、生產(chǎn)壓差對(duì)水平段長度的影響圖10 不同生產(chǎn)壓差下水平段長度與產(chǎn)油量關(guān)系曲線 三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-8 8、物理意義物理意義（4）為進(jìn)一步搞清生產(chǎn)壓差與水平段長度變化關(guān)系，不同水平段長度區(qū)間

49、下，增加或減小0.1Mpa壓差，水平段長度的變化（見圖11）。從圖看出，0.51.0Mpa相對(duì)合理，從不同米采油指數(shù)(MJ)下的各條曲線（圖9）來看，生產(chǎn)壓差合理的范圍隨米采油指數(shù)(MJ)越小，合理范圍應(yīng)寬一些。圖11 生產(chǎn)壓差增減0.1Mpa水平段長度變化曲線水平段長度與日產(chǎn)油百分?jǐn)?shù)關(guān)系曲線00.20.40.60.811.200.20.40.60.811.2相對(duì)水平段長度,小數(shù)相對(duì)日產(chǎn)油,小數(shù)P=0.2P=0.5P=1P=2P=3P=4圖12 水平段長度與產(chǎn)油量百分?jǐn)?shù)關(guān)系曲線三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-8 8、物理意義物理意義3、不同水平段下設(shè)計(jì)產(chǎn)量的確定 從qt(L)曲線變化趨

50、勢(shì)看出，當(dāng)曲線接近最大產(chǎn)量時(shí)，曲線偏向水平段長度軸，即隨水平段長度增加，產(chǎn)量增加幅度變小。 圖12為二者百分?jǐn)?shù)關(guān)系曲線，看出不同生產(chǎn)壓差下的數(shù)據(jù)關(guān)系很好。 設(shè)計(jì)時(shí)為使水平段長度留有一定的余地，可以將水平段長度80%時(shí)的產(chǎn)量，即85-90%的產(chǎn)量作為設(shè)計(jì)產(chǎn)量。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-8 8、物理意義物理意義3、不同水平段下設(shè)計(jì)產(chǎn)量的確定00.20.40.60.811.200.20.40.60.811.2相對(duì)水平段長度相對(duì)日產(chǎn)油生產(chǎn)壓差0.2Mpa生產(chǎn)壓差0.5Mpa生產(chǎn)壓差1Mpa生產(chǎn)壓差2Mpa生產(chǎn)壓差3Mpa生產(chǎn)壓差4Mpa三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-9 9、計(jì)算

51、框圖、計(jì)算框圖 計(jì)算框圖三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-1010、實(shí)例計(jì)算、實(shí)例計(jì)算第一步 油藏參數(shù)準(zhǔn)備14項(xiàng)Kv， mDKh, mD h,mB,m3/m3,mpa.s地下,kg.s2/m4地面,kg.s2/m4,t/m318054029.91.1165.40.7850.8230.823表5 某油藏參數(shù)表rvw， mrve， mrhw， mDht， m Jv,t/d.MpaV,104t/kg2.m0.12500.10.12548.39.5表5續(xù) 某油藏參數(shù)表三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-1010、實(shí)例計(jì)算、實(shí)例計(jì)算第二步 用公式（5）、式（9）、式（10）、式（2）計(jì)算替換比

52、（RR）和單井控制面積第三步 根據(jù)公式（11）計(jì)算水平井與直井采油指數(shù)比，并依據(jù)直井采油指數(shù)求得水平井的采油指數(shù)和水平段長度的米采油指數(shù)（MJ）。 計(jì)算結(jié)果見表6三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-1010、實(shí)例計(jì)算、實(shí)例計(jì)算計(jì)算結(jié)果LRRAoJhMJLRRAoJhMJ6504.72 0.879985 231.5586 0.3562441001.52 0.283385 73.78362 0.7378367004.960.92473 243.5274 0.3478961501.89 0.352367 91.85607 0.6123747505.19 0.967611 255.0154 0.3

53、400212002.26 0.421349 109.9727 0.5498638005.42 1.010491 266.5211 0.3331512502.59 0.482873 126.1681 0.5046738505.65 1.053372 278.0445 0.3271113002.9 0.540669 141.4143 0.4713819005.88 1.096252 289.5855 0.3217623503.19 0.594736 155.7051 0.4448729506.11 1.139133 301.1444 0.3169944003.46 0.645074 169.035

54、1 0.42258810006.34 1.182014312.721 0.3127214503.73 0.695412182.389 0.40530910506.57 1.224894 324.3154 0.3088725003.98 0.742021 194.77510.3895511006.79 1.265911 335.42250.304935504.23 0.788631 207.1817 0.37669411507.02 1.308791347.052 0.3017846004.480.83524219.609 0.36601512007.24 1.349807 358.1927 0

55、.298494表6 水平井指標(biāo)計(jì)算結(jié)果表三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-1010、實(shí)例計(jì)算、實(shí)例計(jì)算第四步綜合確定生產(chǎn)壓差及計(jì)算方案。本油田確定兩個(gè)生產(chǎn)壓差1.5和2.0Mpa，兩種套管外徑140mm和178mm及兩種完井方式割縫和射孔等共八個(gè)方案。根據(jù)公式（20）進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表7 項(xiàng)目生產(chǎn)壓差1.5Mpa生產(chǎn)壓差2.0Mpa（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）51/2”51/2”7”7”51/2”51/2”7”7”割縫射孔割縫射孔割縫射孔割縫射孔L,m6035131012858548463917771Qt,t/d246211295306261430365MJ0.3

56、70.370.310.310.380.380.320.32345表7 水平井方案計(jì)算結(jié)果表三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-1010、實(shí)例計(jì)算、實(shí)例計(jì)算2、水力阻力相比，套管外徑178mm 比140mm的水力阻力低一半以上，但投資也大。3、射孔比割縫套管完井水力阻力大是肯定的，本文只是估算，需實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。圖13 （1）及（2）方案水平段長度與產(chǎn)油量關(guān)系曲線圖14 （3）及（4）方案水平段長度與產(chǎn)油量關(guān)系曲線三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-10、實(shí)例計(jì)算、實(shí)例計(jì)算第四步 綜合確定生產(chǎn)壓差及計(jì)算方案。圖15 （5）及（6）方案水平段長度與產(chǎn)油量關(guān)系曲線圖16 （7）及（8）方案水平段長

57、度與產(chǎn)油量關(guān)系曲線 三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-1010、實(shí)例計(jì)算、實(shí)例計(jì)算第六步推出對(duì)比方案。（1）及（3）號(hào)方案可以做作對(duì)比方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)（見表8）。 、（1）號(hào)方案在外徑140mm套管中是較優(yōu)的，水平段長度適中，設(shè)計(jì)單井日產(chǎn)油可滿足采油速度2.85%。井網(wǎng)密度和單井控制儲(chǔ)量達(dá)到稀井高產(chǎn)要求。 、（3）號(hào)方案在外徑178mm套管中是較優(yōu)的，但需要經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-1010、實(shí)例計(jì)算、實(shí)例計(jì)算第六步推出對(duì)比方案 開發(fā)指標(biāo)匯總設(shè)計(jì)水平段長度，m設(shè)計(jì)單井日產(chǎn)油*，t/d井網(wǎng)密度，井/km2單井控制儲(chǔ)量，104t采油速度，%方案（1）6002091.1

58、9248.62.85方案（2）5001791.35219.02.78方案（3）10002930.85349.32.85方案（4）8502500.95310.82.74方案（5）5502601.27233.83.77方案（6）4502221.43207.23.63方案（7）9003660.91325.63.81方案（8）7503101.03287.13.66三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-1010、實(shí)例計(jì)算、實(shí)例計(jì)算兩個(gè)推薦方案割縫套管直徑140mm及178mm方案水平段/m單井日產(chǎn)油/t單井控制面積/km2單井控制儲(chǔ)量/104t采油速度/%一6501570.881942.66三1100

59、2211.272812.6三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-1010、實(shí)例計(jì)算、實(shí)例計(jì)算兩個(gè)推薦方案割縫套管直徑140mm及178mm方案水平段/m單井日產(chǎn)油/t單井控制面積/km2單井控制儲(chǔ)量/104t采油速度/%一6501570.881942.66三11002211.272812.6三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（六）水平段長度優(yōu)化-1010、實(shí)例計(jì)算、實(shí)例計(jì)算 當(dāng)L800米，砂體寬可設(shè)計(jì)為分支井方案水平段/m單井日產(chǎn)油/t單井控制面積/km2單井控制儲(chǔ)量/104t采油速度/%一6501570.881942.66三11002211.272812.6三、水平井設(shè)計(jì)要點(diǎn)（七）老油油田水平井剩余油挖潛