【正文】 ............................................................................................... 58 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 59 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果 ............................................................................ 63 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 1 第 1 章 緒 論 研究目的 和 意義 水平井因泄油面積大、生產(chǎn)井段長(zhǎng)、井底壓降小等優(yōu)點(diǎn) ,對(duì)低滲透、薄油層、稠油、殘余油等難開發(fā)油藏，水平井具有明 顯的開發(fā)此類油田的優(yōu)勢(shì)。 首先研究水平井產(chǎn)能不同于垂直井產(chǎn)能的是蘇聯(lián) Borisov[ 1 ] ， 他提出了下列條件下水平井產(chǎn)能的理論模型 ： ① 穩(wěn)態(tài)流動(dòng)； ② 單相流 ， 流體不可壓 縮 ； ③ 各向同性的均質(zhì)油藏 ，不考慮地層傷害； ④ 水平井位于油層中心 ,泄油區(qū)域?yàn)闄E圓。 Giger方程和 Borisov方程存在同樣的問題 ， 不考慮水平井段長(zhǎng)度的局限性 ,且認(rèn)為井筒壓力為常數(shù)不變化。假設(shè) : ① 擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng) , 井筒內(nèi)為均一流量而不是無限導(dǎo)流； ② 各向異性、均質(zhì)油藏 , 具有封閉邊界； ③ 箱形泄油區(qū)域；④ 單相流 , 流體微可壓縮。 1992年周繼德 [48]從徐景對(duì) Joshi公式提供修正辦法的研究基礎(chǔ)上，考慮油層的多相滲流特征以及油層物性變化和表皮系數(shù)等影響，推導(dǎo)出 水平井改進(jìn)公式。 1995年 Perimadi[16]假定： ① 水平滲透率大于或等于垂直滲透率； ② 當(dāng)壓力和流速隨時(shí)間變化的時(shí)候，流體是穩(wěn)定流。 1992年 Boyun Guo[1921]等在做如下假設(shè)： ① 各向同性、均質(zhì)油藏； ② 持續(xù)穩(wěn)定流狀態(tài)；③ 各向異性 、均質(zhì)油； ④ 流體不可壓縮； ⑤ 忽略毛管壓力，兩相界面的坡度存在。 1998年 amp。 目前雖然水平井產(chǎn)能預(yù)測(cè)公式研究取得大量成果，主 要采用了解析法和模擬法研究，解析法是利用數(shù)學(xué)模型或者利用保角變換、鏡像映射、勢(shì)的疊加原理及等值滲流阻力法等 ， 推導(dǎo)，變換得到水平井的產(chǎn)能公式。 本文 的研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線 本文研究 內(nèi)容 本文主要從以下幾個(gè)方面對(duì)水平井產(chǎn)能 及臨界產(chǎn)量，見水時(shí)間 進(jìn)行了研究：針對(duì) 哈得遜東河砂巖 油藏地質(zhì) 特征，水平井實(shí)際開發(fā)情況， 從 層間垂向滲透率、井到底水的距離及水平井長(zhǎng)度 等方面定性分析了影響水平井產(chǎn)能的各種因素，定量計(jì)算各種因素對(duì)水平井產(chǎn)能的影響程度 。 哈得 遜油田東 河砂巖 油藏水平井產(chǎn)能評(píng)價(jià)與臨界產(chǎn)量研究 第 2 章 哈得遜東砂巖 油藏 地質(zhì)特征和開發(fā)特征 油藏簡(jiǎn)況 地理位置 哈得遜油田位于新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇地區(qū)沙雅縣境內(nèi)，塔里木河南岸，哈得遜鄉(xiāng)西南約 16km處（圖 21）。以水平井為主開發(fā)，采用不規(guī)則井網(wǎng)，井距 750～ 1000m，行列交錯(cuò)式布井，部署開發(fā)井 73 口。 地質(zhì) 特征 構(gòu)造特征 東河砂巖油藏 石炭系 是主力開發(fā)單元，油藏類型為地層－構(gòu)造 —流體三重因素控制的復(fù)合型油藏，具有向西北傾斜的統(tǒng)一油水界面。 巖 石學(xué)特征 東河砂巖儲(chǔ)層以細(xì)粒石英砂巖為主，其次為灰質(zhì)細(xì)粒石英砂巖，少量中粒石英砂巖西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 5 和中、細(xì)粒石英砂巖。填隙物含量相對(duì)較低，平均 %，顆粒含量達(dá) 85 ～ 95%。東河砂巖為無障壁浪控砂質(zhì)濱岸沉積。海岸沙丘亞相劃分為三個(gè)微相，分別為海岸沙丘砂崗、海岸沙丘槽和海岸沙丘海灘脊；后濱亞相劃分為三個(gè)微相，分別為后濱灘、后濱淺溝槽和后濱壩；前濱亞相劃分為 3 個(gè)微相，分別為前濱灘、前濱凹槽和前濱壩；臨濱亞相劃分為臨濱灘、臨濱凹槽和臨濱壩。在準(zhǔn)層序 I 內(nèi)識(shí)別出 26 個(gè)巖層，分屬 6 套巖層組合，對(duì)應(yīng) 12～ 7 號(hào)小層；在準(zhǔn)層序 II 中識(shí)別出 24 個(gè)巖層，分別屬于 6 套巖層組合，對(duì)應(yīng) 6～ 1 號(hào)小層。 哈得遜油田東河砂巖儲(chǔ)層顆粒以點(diǎn)和點(diǎn) 線接觸為主，膠結(jié)類型為接觸 式、孔隙式膠結(jié)，喉道類型主要為點(diǎn)狀喉道和縮頸喉道，片狀及彎片狀喉道較少。m 2，最高達(dá) 2410103181。 儲(chǔ)層非均質(zhì)性 東河砂巖儲(chǔ)層變異系數(shù) ～ ，表明儲(chǔ)層存在一定的非均質(zhì)性（表 21）。 表 21 哈得遜油田東河砂巖油藏儲(chǔ)層非均質(zhì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)表 非均井號(hào) 質(zhì)參數(shù) 哈得 11 哈得 111 哈得 444 哈得 112 哈得 403 哈得 402 哈得 401 哈得 4 極差 突進(jìn)系數(shù) 變異系數(shù) 非均井號(hào) 質(zhì)參數(shù) 哈得 113 哈得 42 哈得 420 哈得 421 哈得 422 哈得 424 哈得 425 哈得 110 哈得 12 極差 112 187 101 突進(jìn)系數(shù) 變異系數(shù) 備注 哈得 12 井區(qū)新增取芯井 6 口：哈得 11哈得 1哈得 42哈得 42哈得 42哈得 425 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 7 油藏 類型 該油藏 原油為正常黑油。 天然氣為典型濕氣，相對(duì)密度 ～ ；甲烷含量 ～ %，氮?dú)夂枯^高，一般 ～ %。 哈得遜油田東河砂巖油藏含油范圍受東河砂巖尖滅線控制，構(gòu)造高部位的井東河砂巖為純油層，而構(gòu)造低部位的井則既有油層又有水層，油藏具有由東南向西北方向傾斜的油水界面。采油指數(shù)變化 較大的主要原因有以下 3 個(gè)方面：第一，儲(chǔ)層物性、油層厚度變化大，這是造成油井產(chǎn)能差異較大的主要原因；第二，水平段在油層部位的長(zhǎng)度以及水平井軌跡的位置差異；第三，鉆井過程中的污染。原因是兩相區(qū)油井含水后在受壓力下降影響的同時(shí)，采油、采液指數(shù)因含水上升而下降導(dǎo)致月遞減明顯增大；自噴生產(chǎn)井則是壓力下降造成生產(chǎn)壓差急劇下降導(dǎo)致月遞減率增大；不含水或含水穩(wěn)定的機(jī)采井由于泵掛深度大2500m、受壓力下降影響小，因而遞減最小。 油藏局部含水上升快，分別是 HD430 井區(qū)西端和 HD12 井區(qū)南端，原因是 HD430哈得 遜油田東 河砂巖 油藏水平井產(chǎn)能評(píng)價(jià)與臨界產(chǎn)量研究 井區(qū)油水粘度比較高， HD12 井區(qū)南部油層較薄。本文采用部分系統(tǒng)試井資料，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)東河砂巖油藏的產(chǎn)能進(jìn)行評(píng)價(jià) 研究。 由于油層非均質(zhì)性等因素的影響，以及可動(dòng)水飽和度的存在，相當(dāng)于增加了水相的飽和度，可動(dòng)水的流動(dòng)會(huì)降低油相有效滲透率。油層厚度越大，油井的供液范圍就越大，相反則供液范圍越小。 東河砂巖油藏油層厚度 3～ 13m，縱向上非均質(zhì)性嚴(yán)重，物性夾層多，所以油層有效厚度較小。MPa） 圖 32 東河砂巖油藏水平井采油指數(shù)與 keheLe關(guān)系曲線 產(chǎn)能評(píng)價(jià) 測(cè)試資料 分析 （ 1）中途測(cè)試分析 東河砂巖油藏完井試油 資料較少 ， HD HD40 HD12 和 HD403 井 4 口井的導(dǎo)眼井進(jìn)行了中途測(cè)試，試油成果見表 31。 HD12 井 1999年 4 月 8 日 ~5 月 15 日用 10mm 四個(gè)工作制度進(jìn)行了系統(tǒng)試井，系統(tǒng)試井?dāng)?shù)據(jù)見表 32。由系統(tǒng)試井的資料計(jì)算，采油指數(shù)為 ，系統(tǒng)試井指示曲線見圖 34。 由于污染造成額外的附加壓降，經(jīng)校正后 HD12井采油指數(shù)為 ， HD4 井 采油指數(shù)為 表 34 壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)表 井號(hào) 時(shí)間 水平滲透率 (103μm2) 垂直滲透率 (103μm2) 有效厚度 (m) 表皮 系數(shù) 堵塞比 HD4 5 HD12 3 47 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 13 產(chǎn)能計(jì)算 根據(jù) 油層 物性資料 ， 使用公式 33 計(jì)算 東河砂巖油藏 10 口井 的采油 指數(shù)，計(jì)算結(jié)果見表 35。MPa）的 倍，為中高產(chǎn)能； 表 35 采油指數(shù) 計(jì)算 結(jié)果 統(tǒng)計(jì) 表 序號(hào) 井號(hào) 滲透率 (103μm2) 孔隙度 (%) 統(tǒng)計(jì)法采油指數(shù) (m3/ ) 1 HD42 2 HD43H 3 HD402 4 HD403 5 HD44H 6 HD45H 7 HD46H 8 HD47H 9 HD48H 10 HD49H 從整個(gè)油藏分析， 東河砂巖儲(chǔ)層細(xì)分為 7 個(gè)儲(chǔ)集單元，油層主要分布在 3儲(chǔ)集單元。因此，在油田注水開發(fā)過程中，根據(jù)這些變化規(guī)律，可以預(yù)測(cè)油田開發(fā)的未來和評(píng)價(jià)油田開發(fā)效果，并有針對(duì)性地調(diào)整層系、井網(wǎng)和相應(yīng)的油水井配套措施，以期改善油田開發(fā)效果，保持油田較長(zhǎng)時(shí)期的穩(wěn)產(chǎn)。 根據(jù)上述關(guān)系式，計(jì)算無因次采油、采液指數(shù)隨含水的變化曲線見圖 35。 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 15 0120 20 40 60 80 100fw(%)js理論無因次采液指數(shù) 理論無因次采油指數(shù) 圖 35 理論采油、采液指數(shù)變化規(guī)律 實(shí)際采油采液指數(shù)變化規(guī)律 根據(jù)實(shí)際的測(cè)壓點(diǎn)計(jì)算的采油、采液指數(shù)變化規(guī)律（圖 3圖 3圖 3圖 39），與理論采油、采液指數(shù)隨含水的變化曲線規(guī)律基本一致：東河砂巖油藏油井含水后采油指數(shù)明顯減小、采液指數(shù)明 顯減小。而油層單一、儲(chǔ)量豐度較低，儲(chǔ)層物性較好， 油層厚度小，約 10m左右，基本上采用水平井開發(fā) ，對(duì)水平井的產(chǎn)能、臨界產(chǎn)量及見水時(shí)間的計(jì)算就尤為重要。穩(wěn)態(tài)解是預(yù)測(cè)水平井產(chǎn)能最簡(jiǎn)單的一種形式，是油田開發(fā)動(dòng)態(tài)分析中常采用的方法。 （ 1） Joshi 修正公式 [1][7] 0 .0 0 7 0 7 8 / ( )22( / 2 )l n ( / ) l n [ / 2 ]/2oohhwk h P Bqa a L h L h rL??????????? ??? （ 41） 其中 ? ? ? ? ?????? ??? Lraeh； a —橢圓長(zhǎng)軸的一半； hk —水平滲透率， md； h —油藏厚度， ft； hq —水平井的產(chǎn)油量， STB/day； ?P —從泄油半徑到井筒的壓力降， psi； o? —原油粘度 ,cp； oB —原油地層體積系數(shù)， RB/STB； L —水平井水平段長(zhǎng)度， ft； wr —井筒半徑， ft； ehr —水平井的排油半徑， ft。 (3)呂勁公 式 [15][16] 0 . 2 7 1 4 / ( )l n [ 4 / ( ) ] l n { ta n [ / ( 2 ) ] }hvD w D w D DK K L P BQ H R z H???? ?? ? （ 43） 式中 vhKK, —水平、垂直滲透率， md； K —滲透率， md， vhKKK ? ； P? —油半徑到井筒的壓力降， psi； wz —井到原始油水界面距離， m； 2/3D HH L ??? ； 3/2?? ?Lzz wwD ； )(2 2/12/1 ??? ??LRR wwD ； 評(píng)價(jià)： 該公式考慮了各向異性。 (6)各向異性 Borisov 公式 [34][35] ? ? ? ? ? ?002 / ( )l n 4 / / l n / 2hh e h wk h P Bq r L h L h r??? ? ???? ????? （ 47） 式中 ?? k kh v/ ； L —水平井水平段長(zhǎng)度， ft(m)； wr —井筒半徑， ft(m)； ehr —水平井的排油半徑， ft(m) ； 評(píng)價(jià)：考慮各向異性。 (10)擬穩(wěn)態(tài) Babu Odeh 公式 [9][10] ? ? ? ? ? ?12 001215 3 5 .5 2 /l n / l n 0 .7 5e y vw H RX k k p BqA r C S?????? ? ? ????? （ 411） 式 中 2Xe—泄油長(zhǎng)度； 2Ye—泄油寬度； ky—垂直于井筒水平方向的滲透率， μm2； kv—垂向滲透率， μm2； Al—在垂直平面上的泄油面積， m2； CH —水平井的形狀系數(shù)； SR —泄油平面內(nèi)由于部分穿透引起的表皮系數(shù)。 (13)崔傳智博士論文產(chǎn)能公式 [28] ? ?25. 42 59 102l n 1 c os 1 c ose e whe w wk L P PQr r zBh h h? ? ??? ? ??????? ? ? ?? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? （ 415） 式中 we ppp ??? ，水平井生產(chǎn)壓差， atm； eK —油藏有效滲透率， μm2； β— k kh v/ ； 評(píng)價(jià)：考慮各向異