水平分支井排水采油提高强底水薄油层产量

水平分支井排水采油提高强底水薄油层产量*

王可可1彭小龙1孙晗森2窦莲1冉艳1

1西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室2中联煤层气有限责任公司摘要：排水采油是指在原来的水平井下部，再增加一个水平分支，用于排水。井身结构中有一个分支位于油层顶部，用于采油，另一分支位于水层。通过新增分支井进行排水，能够达到延缓水脊和减少死油区的目的。为论证水平分支井排水采油的有效性，研究排水采油的影响因素，采用油藏数值方法，建立机理模型，对水平分支井排水采油进行模拟研究。在塔河油田KZ1区块中，将双层完井排水采油方案与衰竭开发方案进行对比可以发现，前者能够显著地降低油井含水率，生产10年累积增产原油超过30%；从剩余油的分布图也可以发现，水平分支井排水采油能够有效控制底水脊进。

关键词：水平分支井；底水薄油层；底水突破；排水采油；模型doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2011.10.008应用水平井技术可以提高油井产能，减小生产压差，延长无水生产期，因此水平井广泛用于底水薄层油藏[1]。我国华北油田、渤海油田、塔里木油田和塔河油田等底水油藏皆采用水平井技术。然而，一旦底水突破，油井含水将大幅上升，如何控制油井含水，成为油藏后续开发的首要难题。为了解决这一难题，人们提出了很多措施，例如早期见水采用堵水调剖，人工隔板，在开发中后期采用调剖与注气、注水、注泡沫相接合改变剩余油分布等。但调研国内外油藏开发案例，发现这些措施对于中后期的薄层底水油藏开发效果往往不明显。

为了解决这一技术难题，提出对强底水油藏采用排水采油来控制含水的措施。对有边底水的气田，排水采气是主要的控水方法之一[2]，但一般油田不采用该方法，主要原因在于排水后会减弱油藏的驱动能量，降低油藏压力，导致油藏脱气。采用水平分支井排水采油对于强底水薄油层开发具有很强的针对性。

图1水平分支井结构示意图

生产过程中，让两个分支井同时生产，上部的分支井采油，下部的分支井采水，排水与采油同时进行。通过新增分支井进行排水，能够达到两个目的：

（1）延缓水脊。增加排水井，将底水侵入的水体直接排出，阻止了地层水进一步向上部油层脊进，且借助油水重力差异，水脊高度降低，从而实现延缓水脊的目的。

（2）减少“死油区”。由于延缓了水脊，使得底水更加均衡地向井底推进，从而增大了水驱油的波及体积，增加了边底水的驱油效率，减少了“死油区”。

1排水采油机理

排水采油是指在原来的水平井下部再增加一个水平分支，用于排水，井身结构如图1所示。图中有一个分支位于油层顶部，用于采油，另一分支位于水层。

究[J]．油气田环境保护，2008，18（2）：25-28．

2控水效果分析

2.1数值模型的建立

为论证水平分支井排水采油的有效性，研究排技术研究及现场应用工作。

13343641292、dang_mf@http://www.77cn.com.cn

（栏目主持

杨

军）

[第一作者简介]党民芳：工程师，1987年毕业于华北石油学校油田化学专业，从事油气田化学方面的

基金论文：国家重大专项基金（2009ZX05）资助。

油气田地面工程（http://www.77cn.com.cn)

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水采油的影响因素，采用油藏数值方法建立机理模型[3]，对水平分支井排水采油进行了模拟研究。

矩形油藏的长、宽分别为500m，油层厚20m，

矩形中间布两口分支井，一口井位于顶部油层，一口井位于油水界面之下，长度全部设为250m。

详细设计14个采油方案，见表1。

2.2排水采油效果验证

将实行水平分支井排水采油措施与传统水平井条件下的含油饱和度方案进行对比（即比较方案1与方案2-1），结果表明，采用排水采油的方案水脊高度明显小于基础方案的值。生产2年后，无措施方案底水已突破进入井筒；而排水方案中，地层水还没有形成突破。10年后，采用排水的方案剩余油明显比无措施方案少，即采出程度更高。说明排水采油能够明显减少“死油区”。

2.3关键因素及其参数优化

影响水平分支井排水采油效果的关键因素包括上下分支的采油量和排水量，排水分支井的位置和排水时机等[4]。

（1）排液量。一定范围内，随着排水分支排水量的增加，含水明显下降，累产油量明显增加，但增长的幅度逐渐变小；当超过一定值，排水分支井会产出油层原油，造成采油井累产油量降低，含水率升高，如图2、图3所示。所有方案中方案

2-2

图2开发6个月后（无水采油期）分支井不同排液量的指标预测对比

图3开发2年后（中低含水期）分支井不同排液量的指标预测对比

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的开发效果最好。

（2）排水时机。为比较排水时机，比较排水采油时间为无水采油期、中低含水期、中高含水期3个方案（即方案2-2、方案3-2、方案3-5）。模拟

结果显示，排水越早，则无水产油期越长，开发效果越好，如图4所示。

（3）排水分支井层位。总体而言，上部的分支井应尽量靠近油层的顶部，而下部的分支井应设在

图4不同含水期进行排水采油的预测指标对比

油水界面之下。除此之外，排水井距油水界面的位置对于排采效果也有重要的影响。例如方案4-1、4-2、4-3同时以200m3/d排水，模拟结果显示，排水分支井位于油水界面处生产效果最佳；但不能确定排水分支距油水界面越近，开发效果就越好。进一步研究发现，如果提高方案4-2、4-3的排水量，在排水量设置合理的前提下，则控水效果比方案4-1更好。如方案4-1，4-4，4-5分别采用最优的排水量，模拟结果表示，方案4-5的开发效果最好。研究发现，排水分支距油水界面越远，设置的排水量就应越大。

布图也可以发现，水平分支井排水采油能够有效控制底水脊进。

4结语

（1）水平分支井排水采油在开发强底水薄层油藏中效果显著，可以延缓水脊推进速度，增大地层水的波及体积。

（2）排采量、排水时机、排水分支井的位置是影响排水采油的重要因素。在排水时机方面，排水越早越好；而排液量需要优化，过大过小都不利于提高开发效果；对排水分支井的位置进行优化时应同时考虑排水量的大小。

（3）通过对塔河油田KZ1区强底水薄层油藏的现场数值模拟，证明水平分支井排水采油具有极好的效果。参考文献

[1]伍增贵，张辉军，张义堂．双层完井技术提高底水油藏开发效果[J]．石油钻采工艺，2007，29（1）：103-106．

[2]黄艳，佘朝毅，钟晓瑜，等．国外排水采气工艺技术现状及发展趋势[J]．钻采工艺，2005，28（4）：57-60．

[3]SwisherMD.NewDualCompletionMethodEliminatesBottomWaterConing[C]．SPE30697.

[4]巩永丰．利用水平井技术开发辽河油田超稠油油藏[J]．油气田地面工程，2007，26（8）：13-14．

3实例应用

塔河油田KZ1区块中油组属于典型的强底水碎屑岩薄层油藏，油层厚度不到20m，底水强，开发过程中油藏压力基本不下降。渗透率分布范围在512×10～4096×10μm之间，孔隙度主要分布

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在22%～28%。由于储层薄，采用水平井开发，但投产后不久油藏全面进入中高含水期。目前主要采用堵水调剖、人工隔板、降产关井和注水等方法采油，但效果都不理想。注气虽然可能有效，但油藏深，注气压力高，设备难以达到注气要求。故提出采用双层完井排水采油。从13口油井中筛选出6口高含水油井， …… 此处隐藏：1568字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……