鱼骨状分支水平井

鱼骨状分支水平井井型设计及注采配置优化研究张世明，2010年5月，江苏南京汇报提纲前言单井井型设计优化注采井网配置优化结束语前言胜利油田水平井井型发展历程分支井（鱼骨状）优势（1）增大泄油面积，增加油井产量，提高采油速度。（2）提高储量控制程度，增加可采储量，提高采收率。（3）充分利用上部主井眼,节约钻井费用。前言胜利油田鱼骨状水平井发展历程油层少，厚度薄，主力层突出储量丰度低产能低离主体远，开发投资大89.4鱼骨井与定向井产量对比图中石化第一口自主知识产权的鱼骨状分支水平井CB26-ZP1由边际油田向主力油田拓展由新区向老区拓展由油藏向气藏拓展由稀油油藏向稠油油藏拓展应用领域拓展：已完钻6口，单井增加可采储量为普通水平井的2~5倍，鱼骨状分支水平井的优势日益突出。前言

实践表明，鱼骨状分支水平井完钻井技术的突破促进了分支井的广泛应用，而与之相适应的油藏工程研究尚未成熟。因此，从油藏工程角度出发，开展鱼骨状分支水平井开发关键技术研究，对于完善配套技术，提高推广应用成功率意义重大。◆井型设计◆注采配置汇报提纲前言单井井型设计优化注采井网配置优化结束语单井井型设计优化（一）鱼骨状水平井特点特点一：空间结构（拓扑关系）复杂鱼骨井生产段三维数字描述示意需要精确描述鱼骨状水平井的井身结构。单井井型设计优化（一）鱼骨状水平井特点特点二：流入动态特征复杂A、井筒变质量流B、加速度压降不为零C、主流剖面变形D、支间汇流和干扰需要合理反映鱼骨状水平井井筒流动特征。井筒壁井筒壁油藏渗流与井筒多相流耦合单井井型设计优化（二）井型优化模型分支井产能计算方法不适合鱼骨状分支水平井——（半）解析方法均有一定的适用条件

A、模型只适合于单相；

B、多数模型未综合考虑井筒压降的影响;C、模型大都只适合无限大地层稳定渗流条件；D、多数模型无法考虑非均质储层的影响；方法局限性：单井井型设计优化——数值计算方法数学模型（多段井模型）：油藏渗流方程耦合井筒质量守恒方程：耦合流动产能方程：井筒压降方程：每段存在4个变量:流动压力P、总流量GT、水和气的分流量Fg、Fw。压降方程中考虑重力、加速度及摩擦阻力压降三方面的影响。压降计算，三种计算模型:

均质流模型（各相流速相等）漂流模型（存在相间滑脱）

VFP模型（插值）（二）井型优化模型单井井型设计优化——数值计算方法1）井筒被离散成多个段，实现井轨迹的精确描述；多段井模型井结构描述示意图2）井筒变质量流，实现井筒与油藏间的耦合；3）计算多种井筒压降，精确表征井筒流体流动特征。（二）井型优化模型单井井型设计优化——数值计算方法A、精确描述分支井的井身结构、井轨迹（离散井筒模型）B、准确描述井筒流体流动特征

◆井筒与油藏耦合（变质量流模型）；

◆综合考虑井筒压降（摩阻压降、加速度压降、水静力学压降）；

◆多相流体流动特征（汇流、滑脱、井筒储层）；C、可以计算非稳态产能D、可以考虑各种复杂地质因素的影响E、可以模拟“智能井”方法优越性：（二）井型优化模型单井井型设计优化——方法对比评价CB26-ZP1井基本参数不同计算方法产能计算结果对比对比可见，半解析法误差较小，数值法结果准确。（二）井型优化模型单井井型设计优化（三）井型设计优化鱼骨状分支井电模拟实验装置敏感性参数渗流场中的产量、压力和等压线30度鱼骨水平井45度鱼骨水平井分支角度、分支长度、分支数（间距）分支点位置、同异侧、对称性利用水电相似理论，电场模拟渗流场。电场中的电流、电压和等位线单井井型设计优化（三）井型设计优化——分支展布参数分支点位置、同/异侧、对称性单井井型设计优化（三）井型设计优化——分支展布参数分支点位置、同/异侧、对称性分支展布在布井时受到油藏的限制较大，因此，在设计过程中应充分考虑油藏情况，首先确定相应参数，然后再进行形态参数优化。单井井型设计优化（三）井型设计优化——分支形态参数分支角度、长度、数目/间距分支长度与产能大小（或增幅）图版受分支数目对干扰影响（角度影响小），不同分支数条件下分支长度对产能增长的影响不同。较小分支数条件下具有增大分支长度的优势。单井井型设计优化（三）井型设计优化——分支形态参数分支角度、长度、数目/间距分支数目与产能大小（或增幅）图版分支长度太小时，增加分支数目意义不大。分支长度越大，分支角度越大，选择越多的分支数目能够带来更为可观的产能效果。最少分支数不应小于2支。单井井型设计优化（三）井型设计优化——分支形态参数分支角度、长度、数目/间距分支角度与产能大小（或增幅）图版受分支数目、长度对干扰的影响，分支数目、分支长度较小时，可以选择较小的分支角度（但不应小于30度），分支数目、分支长度较大时，分支角度越大越好。单井井型设计优化（三）井型设计优化——参数敏感性评价

影响鱼骨状分支井产能的因素众多，且彼此之间相互干扰、影响，归纳起来主要体现在以下三方面：

◆导致鱼骨状分支井泄油面积增大(增产动力)。

◆导致主井筒受到干扰，产能降低(增产阻力)。

◆导致分支井筒与油藏接触长度、接触面积增加(增产动力)。不同形态参数影响的程度？单井井型设计优化（三）井型设计优化——参数敏感性评价因素敏感性大小为：分支长度、分支数目、分支角度、分支间距。鱼骨状分支水平井产能影响因素正交试验表极差分析正交实验分析法单井井型设计优化（三）井型设计优化分支长度增加100m分支数目增加1分支角度增加30度分支间距增加100m原始二分支井分支长度分支数目分支角度分支间距增加泄油面积++++++++定性敏感性分析结果分段耦合模型分析法——参数敏感性评价单井井型设计优化（三）井型设计优化二分支井中主井筒的产出剖面二分支井中分支井筒的产出剖面定性敏感性分析结果——参数敏感性评价分段耦合模型分析法单井井型设计优化（三）井型设计优化增加泄油面积干扰主井筒增加油藏接触面积合力分支长度+++--++++++++分支数目++-+++++++分支角度+++0+++分支间距++0++定性敏感性综合分析结果综合分析影响鱼骨状分支井的主要因素依次为分支长度、分支数目、分支角度，分支间距影响较小。——参数敏感性评价分段耦合模型分析法汇报提纲前言单井井型设计优化注采井网配置优化结束语注采井网配置优化研究思路：复杂井型注采井网特征研究复杂井型井网配置研究复杂井型井网整体开发界限研究井网微单元注采井网配置优化（一）注采特征研究直井注采直井注水平井采直井注分支井采（1）直井注分支井采（2）四种注采对应关系注采井网配置优化（一）注采特征研究直井注\水平井采直井注采注采特征：流线在对角线两侧边对称分布；注入水主要从中部向注水井突破；中部流线明显比两侧密集。注采特征：流线明显密集，趾部比跟部密集，中部最为稀疏；两端流量差别随时间增大，流入剖面变更陡；注入水并非首先从井趾处突破，而是从靠近井趾的地方首先见水。趾部跟部注采井网配置优化（一）注采特征研究反斜分支井斜分支井分支井的存在使得流场复杂化，流线更加密集，流线的形态、密度及分布不均衡，与井型关系密切，且动态变化。注采井网配置优化（二）鱼骨状水平井注采关系研究（1）鱼骨井型优势注采关系任意井网下的典型微单元不同微单元油井90%含水时水淹图整体开发效果：反斜＞斜＞反斜上＞斜上＞顶＞反顶＞（反）边注采井网配置优化（二）鱼骨状水平井注采关系研究（1）鱼骨井型优势注采关系注水井位于背向远离分支点位置，可以充分发挥分支井优势。见水时间无水采出程度采出程度（90%含水）注采井网配置优化（二）鱼骨状水平井注采关系研究（2）鱼骨井型优势井网有利微单元中等微单元不利微单元以水平井为基准，将12种微单元划分为三类注采井网配置优化（二）鱼骨状水平井注采关系研究直线排状正对井网矩形注采单元微单元分析有利：中等：不利=1：2：1直线排状交错井网直线排状正对井网（反）九点注采井网七点注采井网四点注采井网>>>>1：2：11：2：11：1：2.51：2：30：1：2五点井网为适宜的鱼骨状分支水平井基础井网（2）鱼骨井型优势井网注采井网配置优化（二）鱼骨状水平井注采关系研究（3）改善水驱效果对策研究原则：发挥有利微单元，调整不利微单元，实现均衡驱替。策略一：调整分支井偏角。优化结论：分支端正对注水井效果最差，正偏比反偏效果改善大，应避免注水井与分支正对。正偏15度效果对比-----鱼骨井型调整对策注采井网配置优化（二）鱼骨状水平井注采关系研究（3）改善水驱效果对策研究策略二：缩短斜上正对注水井分支长度。优化结论：分支长度越长，注水效果越差。分支端正对注水井时，应缩短支长。分支长度缩短150m效果对比分支长度（正对）与见水时间/采出程度关系曲线-----鱼骨井型调整对策注采井网配置优化（二）鱼骨状水平井注采关系研究（3）改善水驱效果对策研究策略三：优化分支位置：设分支与主支根部距离为50、100、150、200优化结论：分支位置距水井越近，注水效果越差。应尽量避免分支距离注水井过近。分支位置平移50m效果对比不同分支点位置与见水时间/采出程度关系曲线-----鱼骨井型调整对策注采井网配置优化（二）鱼骨状水平井注采关系研究（3）改善水驱效果对策研究策略一：调整注水井比例（1:1:1:1->1:2:1.2:1.8）。1234------鱼骨井注采关系调整对策注采井网配置优化（二）鱼骨状水平井注采关系研究（3）改善水驱效果对策研究——井网研究策略二：调整注水井井别。------鱼骨井注采关系调整对策注采井网配置优化（二）鱼骨状水平井注采关系研究（3）改善水驱效果对策研究——井网研究策略二：调整注水井井别。无水采油期√不同微单元下的水平井注水效果随水平井长度的变化规律各异，与直井注水相比优势不同，因此整体设计中需要区别对待。采出程度注采井网配置优化（二）鱼骨状水平井注采关系研究（3）改善水驱效果对策研究——井网研究策略三：调整注水井纵向位置。底层注水水驱效果：顶层注水水驱效果:采出程度采出程度顶层注水效果优于底层注水------鱼骨井注采关系调整对策注采井网配置优化（三）鱼骨状水平井注采井网研究（1）井网设计原则设计原则：以五点法井网单元为基础以调整不利注采微单元保持有利注采微单元为原则以实现均衡驱替为目标建立整体开发不规则面积井网模式优化方向：不规则分支井面积井网的整体静态规则化不均衡注采参数（排距、井距、强度）的整体动态均衡化注采井网配置优化（三）鱼骨状水平井注采井网研究（2）注采井网优化调整模式一调整方式：增大斜向微单元分支端点与注水井距离，形成与四口注水井距不等的非对称井网，延缓水淹，扩大波及。调整模式二调整方式：建立对称性的分支井网分布，根据对称油井排间的分支展布规律，整体平移水井，增大斜向微单元注采井距，形成交错排状井网。调整模式三调整方式：在建立对称性的分支井网分布的基础上，将排状交错的直井点状注水改为水平井线性注水，增强适应性，进一步扩大波及。注采井网配置优化（三）鱼骨状水平井注采井网研究（2）注采井网优化基础井网调整模式一调整模式二调整模式三三种井网调整效果对比注采井网配置优化（三）鱼骨状水平井注采井网研究（3）技术政策研究------采油速度优化含水90%时采出程度不同开采年限下的采出程度采油速度高于2.5%后,采出程度增加幅度变缓注采井网配置优化（三）鱼骨状水平井注采井网研究（3）技术政策研究含水90%时采出程度不同开采年限下的采出程度地层压力下降至0.8~0.85PI后注水开发，采出程度高，开发效果好。------注水时机优化注采井网配置优化（三）鱼骨状水平井注采井网研究（3）技术政策研究------注采比优化注采比保持1.0,开发效果好注采井网配置优化（三）鱼骨状水平井注采井网研究（3）技术政策研究------井网密度优化含水与采出程度关系曲线15年采出程度曲线井网密度低,含水上升慢,但采出程度低,井网密度高,含水上升快,采出程度高.注采井网配置优化（三）鱼骨状水平井注采井网研究（2）注采井网优化基础井网调整模式一调整模式二调整模式三三种井网调整效果对比注采井网配置优化（四）整体开发初步应用201井区馆上段油藏是受构造、岩性双重控制的油藏，