水平井实用油藏工程方法PPT课件

1、提 纲一前言二水平井开发适应性评价方法三水平井优化设计方法四不同完井方式水平井产能计算模型五水平井动态分析方法六结论第1页/共51页前 言 水平井技术在国内外应用规模不断扩大 目前水平井油藏工程基础理论的研究仍不完善，不能适应水平井开采的技术需要和现场实际的应用需要 针对水平井的油藏工程基础理论进行系统的研究，为今后油田开发中更加科学合理地应用水平井技术提供指导第2页/共51页提 纲一前言二水平井开发适应性评价方法三水平井优化设计方法四不同完井方式水平井产能计算模型五水平井动态分析方法六结论第3页/共51页水平井开发适应性评价程序水平井开发适应性评价程序筛选合格结 束水平井经济评价目 标 油

2、藏水平井初产计算产量递减计算累计产量计算第4页/共51页1 1 水平井初产的计算水平井初产的计算 盒状封闭油藏底水油藏气顶油藏气顶底水油藏油藏边水油藏第5页/共51页2 2 水平井产量递减的计算水平井产量递减的计算 第6页/共51页3 3 原油经济产出的计算原油经济产出的计算 VNPVRpOTAXPRV 1第7页/共51页 4 4 投入费用的计算投入费用的计算 投入费用投入费用地面投资费用M2经营成本M3钻井成本M1第8页/共51页5 5 经济评价标准经济评价标准 321MMMPVRNPVNPV净现值如果如果NPVNPV大于零，说明打水平井可以盈利，打水平井大于零，说明打水平井可以盈利，打水平

3、井是可行的是可行的；反之，则打水平井是不可行的。反之，则打水平井是不可行的。评价标准评价标准第9页/共51页提 纲一前言二水平井开发适应性评价方法三水平井优化设计方法四不同完井方式水平井产能计算模型五水平井动态分析方法六结论第10页/共51页 水平井优化设计方法水平井优化设计方法水平井单井优化水平井单井优化水平井井网优化水平井井网优化水平井长度优化水平井长度优化水平井位置优化水平井位置优化水平井井网波及系水平井井网波及系数研究数研究水平井井网见水时水平井井网见水时间研究间研究第11页/共51页水平井流动模型水平井流动模型流体在油藏内流动流体在井筒内流动数学模型数学模型耦合水平井长度与水平井长度

4、与产量的关系产量的关系求解水平井最优长度水平井最优长度优化技术路线1 1 水平井长度优化水平井长度优化第12页/共51页方程的求解结果dLCxLdCCCdxQoo/ch)(/sh068. 0)(3334层层 流流667. 2273. 05450017. 13198. 0068. 0)(CCdxCdxQ紊紊 流流第13页/共51页q 确定最优水平井长度的原则： 最优水平段长度是当井筒内摩擦损失显著减少水平井产能时的长度，将显著摩擦损失点定义为20%20%，即PEPE20%20%的产能。q 定义产能误差： QQQPE水平井长度的优化原则0100200300400500010020030040050

5、0水平井长度（米）水平井产量（立方米/天）考虑摩擦不考虑摩擦第14页/共51页2 2 水平井位置优化水平井位置优化技术路线盒状封闭油藏底水油藏气顶油藏底水气顶油藏边水油藏垂向位置优化垂向位置优化平面位置优化平面位置优化井距、排距边水油藏数值模拟方法数值模拟方法理论计算方法理论计算方法数值模拟方法数值模拟方法理论计算方法理论计算方法第15页/共51页盒状封闭油藏垂向位置优化水平井垂向最优位置对垂向渗透率和原油粘度较为敏感 第16页/共51页盒状封闭油藏垂向位置优化5411. 00965. 0)ln(021. 03972. 0ODDoptkh 水平井的无因次垂向最优位置随无因次渗透率的增大水平井的

6、无因次垂向最优位置随无因次渗透率的增大而增加，随原油粘度的增加而减小。而增加，随原油粘度的增加而减小。 第17页/共51页0.00.81.000.81无因次水平井垂向位置hD无因次见水时间tD综合考虑水平井临界产量和见水时间这两个因素，底水油藏综合考虑水平井临界产量和见水时间这两个因素，底水油藏水平井的最优垂向位置为水平井的最优垂向位置为hD=0.9hD=0.9左右，左右，hw=0.9hhw=0.9h左右。左右。 0.000.030.060.090.120.1500.81无因次水平井垂向位置hD无因次水平井产量qDqd:kh/kv=9qd:

7、kh/kv=4qd:kh/kv=1qd:kh/kv=0.25底水油藏垂向位置优化第18页/共51页0.00.81.000.81无因次水平井垂向位置hD无因次见水时间tD0.000.030.060.090.120.1500.81无因次水平井垂向位置hD无因次水平井产量qDqd:kh/kv=9qd:kh/kv=4qd:kh/kv=1qd:kh/kv=0.25综合考虑水平井临界产量和气窜时间这两个因素，气顶油综合考虑水平井临界产量和气窜时间这两个因素，气顶油藏水平井的最优垂向位置为藏水平井的最优垂向位置为hD=0.1hD=0.1左右，左右，hw=

8、0.1hhw=0.1h左右。左右。 气顶油藏垂向位置优化第19页/共51页 随着油水密度差与油气密度差的比值的增大，水平井随着油水密度差与油气密度差的比值的增大，水平井最优垂向位置越靠近油层底部。当油水密度差与油气密度最优垂向位置越靠近油层底部。当油水密度差与油气密度差的比值为差的比值为1 1时，水平井最优垂向位置在油层中间位置。时，水平井最优垂向位置在油层中间位置。 气顶底水油藏垂向位置优化第20页/共51页0.81.000.81无因次水平井垂向位置hD无因次水平井产量qDqd:kh/kv=9qd:kh/kv=4qd:kh/kv=1qd:kh/kv=0.2

9、50123450246810121416无因次水平井边水距离bD无因次水平井产量qDqd:kh/kv=9qd:kh/kv=4qd:kh/kv=1qd:kh/kv=4012345678无因次边界距离bD无因次见水时间tDhD=0.25hD=0.5hD=0.75最优垂向位置为最优垂向位置为hw=0.5hhw=0.5h最优平面位置为最优平面位置为b=4hb=4h左右左右边水油藏位置优化第21页/共51页技术路线五点法九点法七点法方案设计模拟计算理论推导等值渗流阻力法计算公式地质模型建立数值模拟方法结果分析结果回归波及系数见水时间水平井与垂直井水平井与垂直

10、井井网设计井网设计水平井与水平井水平井与水平井井网设计井网设计三点法五点法2 2 水平井井网波及系数水平井井网波及系数 第22页/共51页水平井与直井井网水平井与直井井网（五点法）（七点法）（九点法）第23页/共51页 模型示意图模型示意图模拟研究中采用模拟研究中采用6060* *6060* *1 1的单层模型，水平井为生产井，垂直的单层模型，水平井为生产井，垂直井为注水井。取两垂直井的井距井为注水井。取两垂直井的井距2 2a a600m600m，地层厚度为地层厚度为5 5m. m. 影响水平井波及系数的因素为：影响水平井波及系数的因素为：油水流度比油水流度比M M，水平井长度水平井长度L L

11、，水平井与水平方向的夹角水平井与水平方向的夹角 第24页/共51页 油水流度比，水平井穿透比及水平井与水平方向的夹角对水平井与直井联合井网的波及系数有较大的影响。 不同水平井与直井联合井网见水时刻的波及系数与油水流度比呈幂函数关系。三种不同联合井网见水时刻的波及系数都随油水流度比的增大而减小。 不同水平井与直井联合井网见水时刻的波及系数穿透比呈直线关系。波及系数随水平井穿透比的增加而呈直线递减。 在相同的条件下(流度比，穿透比和夹角)，五点法联合井网见水时刻的波及系数要大于七点法和九点法的波及系数。 当油水流度比小于5时，三种联合井网的波及系数随流度比的增大而急剧减小，当油水流度比大于5时，波

12、及系数随流度比的增大而缓慢减小。 不同的井网,夹角对波及系数的影响不同。第25页/共51页水平井与水平井井网水平井与水平井井网第26页/共51页油水流度比、水平井的穿透比对三点法和五点法水平井与水平井联合井网的波及系数有较大的影响。三点法和五点法水平井与水平井联合井网见水时刻的波及系数与油水流度比呈幂函数关系。两种不同联合井网见水时刻的波及系数都随油水流度比的增大而减小。三点法水平井与水平井联合井网见水时刻的波及系数与水平井穿透比呈直线关系。波及系数随水平井穿透比的增加而呈直线递减。五点法水平井与水平井联合井网见水时刻的波及系数与水平井穿透比呈三次多项式函数关系。波及系数随水平井穿透比的增加而

13、呈增大。在相同的条件下(流度比，穿透比)，三点法联合井网见水时刻的波及系数要大于五点法联合井网的波及系数。当油水流度比小于5时，两种联合井网的波及系数随流度比的增大而急剧减小，当油水流度比大于5时，波及系数随流度比的增大而缓慢减小。第27页/共51页方法：等值渗流阻力法方法：等值渗流阻力法井网类型：井网类型：1.水平井与垂直注水井联合井网2.水平注水井与直井联合井网 3.几种特殊的水平井与直井联合井网 3 3 水平井井网见水时间水平井井网见水时间结论：结论：第28页/共51页提 纲一前言二水平井开发适应性评价方法三水平井优化设计方法四不同完井方式水平井产能计算模型五水平井动态分析方法六结论第2

14、9页/共51页不同完井方式水平井产能计算模型不同完井方式水平井产能计算模型裸眼完井方式裸眼完井方式射孔完井方式射孔完井方式理想裸眼完井产能计算模型理想裸眼完井产能计算模型裸眼割缝衬管完井产能计算模型裸眼割缝衬管完井产能计算模型实际裸眼完井产能计算模型实际裸眼完井产能计算模型裸眼砾石充填完产能计算模型裸眼砾石充填完产能计算模型裸眼封隔器贯眼尾管和带裸眼封隔器贯眼尾管和带ECPECP的裸眼封的裸眼封隔器贯眼尾管完井方式产能计算模型隔器贯眼尾管完井方式产能计算模型裸眼预充填砾石完产能计算模型裸眼预充填砾石完产能计算模型套管射孔完井产能计算模型套管射孔完井产能计算模型套管内砾石充填完井及绕丝筛管套管内

15、砾石充填完井及绕丝筛管 完完产能计算模型产能计算模型套管内割缝衬管完井产能计算模型套管内割缝衬管完井产能计算模型套管预充填砾石完井产能计算模型套管预充填砾石完井产能计算模型不同完井方不同完井方式的渗流阻式的渗流阻力不同力不同方法不同的不同的产能产能计算模型计算模型产能影响因产能影响因素分析素分析第30页/共51页不同完井方式水平井产能的影响因素 水平井长度、油藏厚度、垂向渗透率、偏心距及钻井污染半径对水平井的产能有较大的影响。 其中水平井长度、油藏厚度、垂向渗透率的增大有利于水平井产能的增加，偏心距及钻井污染半径的增大将会使水平井产能降低。 第31页/共51页提 纲一前言二水平井开发适应性评价

16、方法三水平井优化设计方法四不同完井方式水平井产能计算模型五水平井动态分析方法六结论第32页/共51页水平井动态分析方法水平井动态分析方法水平井单井递减规律水平井单井递减规律水平井全油藏递减规律水平井全油藏递减规律底水油藏动态分析方法底水油藏动态分析方法第33页/共51页水平井单井递减规律水平井单井递减规律稠油油藏稠油油藏 高含水油藏高含水油藏 裂缝性油藏裂缝性油藏 低渗透油藏低渗透油藏 气顶底水油藏气顶底水油藏 底水油藏底水油藏 复杂断块油藏复杂断块油藏 薄互层油藏薄互层油藏 5656口口 4040口口9 9口口1414口口1313口口3333口口3030口口1717口口统计分析法统计分析法第

17、34页/共51页各种类型油藏水平井产量与累计产量公式 第35页/共51页0.00.81.0020406080时间（月）无因次日产油生产数据调和递减0.00.81.00204060时间（月）无因次日产油生产数据调和递减0.00.81.0010203040时间（月）无因次日产油生产数据调和递减0.00.81.00204060时间（月）无因次日产油生产数据调和递减0.00.81.0020406080100时间（月）无因次日产油生产数据调和递减0.00.81.0020406080时间（月）无因次

18、日产油生产数据调和递减0.00.81.0010203040时间（月）无因次日产油生产数据调和递减70.00.81.005101520时间（月）无因次日产油生产数据调和递减0.00.81.0020406080100时间（月）无因次日产油生产数据调和递减稠油油藏高含水油藏裂缝油藏底水油藏气顶底水油藏断块油藏薄互层油藏低渗透油藏综合曲线以上类型油藏中水平井的产量递减都满足调和递减规律以上类型油藏中水平井的产量递减都满足调和递减规律 第36页/共51页水平井的全油藏递减规律水平井的全油藏递减规律产能递减规律分析方法 方法指数递减指数递减双曲递减双曲

19、递减 调和递减调和递减 衰竭递减衰竭递减 直线递减直线递减 五种产量递减规律统计，可以选取比较适合该地区的油藏动态分析的全油藏水平井产能递减规律进行预测，或者选五种产能递减规律统计过程中相关系数最大的那种方法进行预测。 第37页/共51页底水油藏水平井动态分析方法底水油藏水平井动态分析方法底水油藏水平井临界产能的计算底水油藏水平井临界产能的计算底水油藏水平井见水后含水预测方法研究底水油藏水平井见水后含水预测方法研究底水油藏水平井见水时间的计算底水油藏水平井见水时间的计算底水油藏产量递减规律研究底水油藏产量递减规律研究第38页/共51页 底水油藏水平井临界产能的计算1.Chaperon1.Cha

20、peron公式： FBhkXLqoowhAc2410366.82. Efros2. Efros公式 )3/(10366.822024wAAowhchXXBLhkq3.Giger3.Giger公式 224)2(611)2)(10366. 8AwAwoohcXhXhBLkq第39页/共51页4. Joshi公式 wohhcrhLhaLaLBhhhkq2ln)2/)2/(11ln()(10627.2202235. Permadi公式 LhrYhLhYXBhhLkqweeeoowhc2ln00525.06.6.程林松与范子菲公式hhtgrhhBLkqwwwhoohcw2ln4ln108.987.542

21、37. .窦宏恩公式 hrhLhLrhBkkqwewoovhccos2ln108 .987.54223第40页/共51页 不同参数对底水油藏水平井临界产量的影响水平井长度与临界产量关系曲线水平井长度与临界产量关系曲线03691215180200400600800水平井长度（米）临界产量（立方米/天）原油粘度与临界产量关系曲线原油粘度与临界产量关系曲线0369120510152025原油粘度（厘泊）临界产量（立方米/天）水平渗透率与临界产量关系曲线水平渗透率与临界产量关系曲线0246810121405001000150020002500水平渗透率（毫达西）临界产量（立方米/天）油水密度差与临界产

22、量关系曲线油水密度差与临界产量关系曲线048121600.40.5油水密度差（克/立方厘米）临界产量（立方米/天） 底水油藏水平井的临界产量随水平井长度、水平渗透率及油水密度差的增大呈线性增加，随原油粘度的增大而减小 第41页/共51页 底水油藏水平井见水时间公式1. .Papatzacos公式 DBTvoBTtkht6.1196)6/(1DDBTqthkkLBqqhvoooD4.1902. .Ozkan公式 vhoodBTkkBqEhft3)1 (orwcdSSf第42页/共51页3. .Permadi公式 )108 . 9()1 ()(86. 532wvworwoBThp

23、khSt4. .程林松公式 )ln(seccos142tgctgqLhtoBT第43页/共51页 不同参数对底水油藏水平井见水时间的影响水平井长度与见水时间关系曲线水平井长度与见水时间关系曲线02004006008000200400600800水平井长度（米）见水时间（天）产量与见水时间关系曲线产量与见水时间关系曲线01002003004000200400600水平井产量（立方米/天）见水时间（天）距离与见水时间关系曲线距离与见水时间关系曲线01002003004005006000102030水平井距离底水的距离（米）见水时间（天）垂向渗透率与见水时间关系曲线垂向渗透率与见水时间关系曲线050

24、01000150020002500020040060080010001200垂向渗透率（毫达西）见水时间（天） 底水油藏水平井的见水时间随水平井长度及水平井距离油水界面的距离的增大呈线性增加，随水平井产量及垂向渗透率的增大而减小 第44页/共51页 底水油藏产量递减规律研究内容研究内容水平井以临水平井以临界产量生产界产量生产水平井定井水平井定井底压力生产底压力生产图版拟合法图版拟合法数值模拟法数值模拟法当底水油藏水平井以临界产量或定当底水油藏水平井以临界产量或定井底压力井底压力生产时，产量均符合生产时，产量均符合n=0.5n=0.5的的ArpsArps递减规律。递减规律。第45页/共51页提 纲一前言二水平井开发适应性评价方法三水平井优化设计方法