【正文】 層段數過多，從現在看來，則需要另行劃分層系。多油層油田開發(fā)層系的劃分是一個綜合性很強的問題。在編制開發(fā)方案時，應對不同的劃分結果進行技術經濟指標的綜合對比，然后根據當時對油田開發(fā)總的要求，選擇比較合理的層系劃分。四、油田開發(fā)層系劃分與組合實例以大慶油田為例，按照層系劃分與組合的原則，充分研究層系劃分與組合的一些技術問題，結合各地區(qū)投入開發(fā)時的具體要求，油田對各區(qū)塊薩、葡油層分別劃分與組合了不同的開發(fā)層系，并投入了開發(fā)。絕大部分區(qū)塊劃分為2套層系開發(fā)，僅在薩北一區(qū)塊劃分為3套層系，在薩爾圖油田南四區(qū)以南和杏樹崗油田劃分為1套層系(見表13)。第八節(jié)砂巖油田注水開發(fā)一、油田注水方式注水方式，就是油水井在油藏中所處的部位和它們之間的排列關系。目前國內外應用的注水方式或注采系統(tǒng)，主要有邊緣注水、切割注水、面積注水和點狀注水四種方式。采用邊緣注水方式的條件為：油田面積不大，構造比較完整、油層穩(wěn)定、邊部和內部連通性好，流動系數較高，特別是鉆注水井的邊緣地區(qū)要有較好的吸水能力，能保證壓力有效地傳播，使油田內部受到良好的注水效果。邊緣注水根據油水過渡帶的油層情況又分為以下三種：(1) 邊外注水(緣外注水)注水井按一定方式(一般與等高線平行)分布在外油水邊緣處，向邊水中注水。這種注水方式要求含水區(qū)內滲透性較好，含水區(qū)與含油區(qū)之間不存在低滲透帶或斷層。(2) 緣上注水由于一些油田在含水外緣以外的地層滲透率顯著變差，為了提高注水井的吸水能力和保證注入水的驅油作用，而將注水井布在含油外緣上，或在油藏以內距含油外緣不遠的地方。(3) 邊內注水如果地層滲透率在油水過渡帶很差，或者過渡帶注水根本不適宜，而應將注水井布置在內含油邊界以內，以保證油井充分見效和減少注水外逸量。在這種注水方式下，利用注水井排將油藏切割成為較小單元，每一塊面積(一個切割區(qū))可以看成是一個獨立的開發(fā)單元，可分區(qū)進行開發(fā)和調整，如圖111所示。采用邊內切割注水方式的條件是，①油層分布面積大(油層要有一定的延伸長度)，注水井排上可以形成比較完整的切割水線；②保證一個切割區(qū)內布置的生產井和注水井都有較好的連通性；③油層具有較高的流動系數，保證在一定的切割區(qū)和一定的井排距內，注水效果能較好地傳到生產井排，以便確保在開發(fā)過程中達到所要求的采油速度。國內外的一些大油田，如美國的凱利斯奈德油田、前蘇聯的羅馬什金油田和我國的大慶油田，都采取邊內切割的注水方式。采用內部切割行列注水的優(yōu)點是：可以根據油田的地質特征來選擇切割井排的最佳方向及切割區(qū)的寬度(即切割距)；可以根據開發(fā)期間認識到的油田詳細地質構造資料，進一步修改所采用的注水方式；用這種切割注水方式可優(yōu)先開采高產地帶，從而使產量很快達到設計水平；在油層滲透率具有方向性的條件下，采用行列井網，由于水驅方向是恒定的，只要弄清油田滲透率變化的主要方向，適當地控制注入水流動方向，就有可能獲得較好的開發(fā)效果。但是這種注水方式也暴露出其局限性，主要是：這種注水方式不能很好地適應油層的非均質性；注水井間干擾大，井距小時干擾就更大，吸水能力比面積注水低；注水井成行排列，在注水井排兩邊的開發(fā)區(qū)內，壓力不需要總是一致，其地質條件也不相同，這樣便會出現區(qū)間不平衡，內排生產能力不易發(fā)揮，而外排生產能力大、見水快。在采用行列注水的同時，為了發(fā)揮其特長，減少其不利之處，主要采取的措施是：選擇合理的切割寬度；選擇最佳的切割井排位置，輔以點狀注水，以發(fā)揮和強化行列注水系統(tǒng)；提高注水線同生產井井底(或采油區(qū))之間的壓差等。面積注水方式是將注水井按一定幾何形狀和一定的密度均勻地布置在整個開發(fā)區(qū)上，各種井網的特征如圖112所示。根據采油井和注水井之間的相互位置及構成井網形狀的不同，面積注水可分為四點法面積注水、五點法面積注水、七點法面積注水、九點法面積注水，歪七點面積注水和正對式與交錯式排狀注水。七點井網是由一口注水井加周圍六口生產井構成的。每口注水井影響六口油井，而每口油井則受三口注水井影響，這樣井網的注水井與生產井數之比為1∶2。不同面積井網的井網參數簡要列于表14中。表14不同面積井網的井網參數井網七點歪七點五點四點九點生產井與注水井比例2：12：11：11：23：1鉆成井網要求等邊三角形正方形正方形等邊三角形正方形早期進行面積注水開發(fā)時，注水井經過適當排液，即可轉入注水，并使油田全面投入開發(fā)。這種注水方式實質上是把油層分割成許多更小的單元，一口注水井控制其中一個單元，并同時影響幾口油井。而每口油井又同時在幾個方向上受注水井的影響。顯然這種注水方式有較高的采油速度，生產井容易受到注水的充分影響。采用面積注水方式的條件是：1) 油層分布不規(guī)則，延伸性差，多呈透鏡狀分布，用切割式注水不能控制多數油層；2) 油層的滲透性差，流動系數低；3) 油田面積大，構造不夠完整，斷層分布復雜；4) 適用于油田后期的強化開采，以提高采收率；5) 要求達到更高的采油速度時。二、選擇注水方式的原則1) 與油藏的地質特性相適應，能獲得較高的水驅控制程度，一般要求達到70%以上；2) 波及體積大和驅替效果好，不僅連通層數和厚度要大，而且多向連通的井層要多；3) 滿足一定的采油速度要求，在所確定的注水方式下，注水量可以達到注采平衡；4) 建立合理的壓力系統(tǒng)，油層壓力要保持在原始壓力附近且高于飽和壓力；5) 便于后期調整。三、影響注水方式選擇的因素合理的注水方式應當適應油層分布狀況，以達到較大的水驅控制程度。對于分布面積大，形態(tài)比較規(guī)則的油層，采用邊內行列注水或面積注水，都能達到較高的控制程度。采用行列注水方式，由于注水線大體垂直砂體方向有利于擴大水淹面積。對于分布不穩(wěn)定、形態(tài)不規(guī)則、呈小面積分布成條帶狀油層，采用面積注水方式比較適用。、裂縫的發(fā)育狀況大慶油田北部的薩爾圖構造，面積大、傾角小、邊水不活躍，對其主力油層從薩北直到杏北大都采用了行列注水方式，在杏四至六區(qū)東部，由于斷層切割影響，采用了七點法面積注水方式；位于三肇凹陷的朝陽溝油田，由于斷層裂縫發(fā)育，各斷塊確定為九點法面積注水。對于物性差的低滲透油層，一般都選用井網較密的面積注水方式。因為只有這樣的布置，才可以達到一定的采油速度，取得較好的開發(fā)效果和經濟效益。在選擇注水方式時，還必須考慮流體的物理性質，因為它是影響注水能力的重要因素。大慶油田的喇、薩、杏純油區(qū)，雖然注水方式和井網布置多種多樣，但原油性質較差的油水過渡帶的注水方式卻比較單一，主要是七點法面積注水。注水方式是在油田開發(fā)初期確定的，因此，對中低含水階段是適應的。油田進入高含水期后，為了實現原油穩(wěn)產，由自噴開采轉變?yōu)闄C械式采油，生產壓差增大了2～3倍，采液量大幅度增加，為了保證油層的地層壓力，必須增加注水強度，改變或調整原來的注水方式，如對于行列注水方式，可以通過切割區(qū)的加密調整，轉變成為面積注水方式。在油田開發(fā)過程中，人們在深入研究油藏的地質特性的基礎上，進行了多種方法的研究探討，來選擇合理的注水方式。一是采用鉆基礎井網的作法，即通過基礎井網進一步對各類油層的發(fā)育情況進行分析研究，針對不同類型的油層來選擇合理的注水方式；二是開展模擬試驗和數值模擬理論計算，來研究探討不同注水方式的水驅油狀況和驅替效果，找出能夠增加可采水驅儲量的合理注水方式；三是開展不同的注水先導試驗。第九節(jié)井網密度合理選擇井網密度一直是油田開發(fā)中一個重要的問題，一般應以最少的井數能獲得最大的最終采出油量及最佳的經濟效益為目標進行選擇。一、井網密度、合理井網密度和極限井網密度井網密度是油田開發(fā)的重要數據，它涉及到油田開發(fā)指標的計算和經濟效益的評價，對于一個固定的井網來說，其井網密度的大小與井距大小和井網的形式(三角形或正方形)有關。井網密度有兩種表示方法：一種是平均單井控制的開發(fā)面積，常以km2／井或hm2／井表示。其計算方法是，對于一套固定的開發(fā)層系，當按照一定的井網形式和井距鉆井投產時，開發(fā)總面積除以總井數；另一種是用開發(fā)總井數除以開發(fā)面積，即平均每平方千米(或公頃)開發(fā)面積所占有的井數，常以口／km2或口／hm2表示。隨著井網密度的增大，原油最終采收率增加，也就是總的產出增加，但開發(fā)油田的總投資也增加，而開發(fā)油田的總利潤等于總產出減去總投入，總利潤是隨著井網密度而變化的。當總利潤最大時，就是合理井網密度；當總的產出等于總的投入時，也就是總的利潤等于零時，所對應的井網密度是極限井網密度。在確定一個油田的井網密度時，由于要考慮到市場對原油的需求情況，往往實際的井網密度介于合理井網密度和極限井網密度之間。二、確定井網密度時要考慮的幾個關系水驅控制儲量是制約最終采收率至關重要的因素，研究表明，要使最終采收率達到50%，水控制儲量至少要達到70%，而加大井網密度，可以提高水驅控制儲量。加密井網之所以能加大水驅控制儲量，是由于通過加密井網來提高小層的連通程度，增加波及厚度，提高層內低滲透區(qū)的波及程度，加強不吸水層或吸水很少的層的開發(fā)。井網加密，井間干擾加重，井間干擾時，將不能充分發(fā)揮各井的作用，從而降低各井的利用率，因此在確定井網密度及進行井網調整時，不應使加密井造成的井間干擾與加密井提高的可采儲量收益相抵消。井網密度與最終采收率經驗式較多，例如指數關系為E(11)式中F——單井控制面積，km2/井；ED——驅油效率，對于一個油田應為常數；ERU——最終采收率；α——系數，用回歸方法確定。從式(11)看出，隨井網密度的減小，最終采收率呈減速遞增趨勢，井網密度越小，最終采收率越大。用該式可以對開發(fā)過程中的井網密度與最終采收率進行分析。從某油田的資料統(tǒng)計得出采油速度與井網密度的關系如圖113所示。從圖中可以看出，初期隨著井網密度的增加，采油速度明顯提高，繼續(xù)加密井網，采油速度的增加減緩，因此，通過加密井網提高采油速度是有限的。在當前的價格體系下，考慮加密井網所投入的資金與增加可采儲量收回的資金之間關系，要達到一定的利潤，也就是要有一定的經濟效益。三、確定合理井網密度的幾種簡單方法1) 用同類油田的數據，用最小二乘法回歸出采收率與井網密度的指數關系。2) 設油田當前的井控面積F1(km2／井)，按上述采收率為ER1，如果鉆新井的累計采油量達到Np時，鉆新的采油井就是合適的，即Np是能獲得經濟效益的采油量，加密后的采收率是ER2，則加密井井控面積為(12)又由于(13)所以有(14)式中——加密后的井控面積，km2/井；——累積采油量，t；、——加密前后的采收率；——單位面積的地質儲量，t/km2。這里，、是已知的，故可以確定出加密后的井控面積。本方法用實際的統(tǒng)計資料，以最大經濟效益為前提，得出井網密度與最終累計采油量的定量關系。考慮到采油費用、鉆井費用、產油量的增值收入等因素得出最佳經濟效益下的采油井數為(15)式中——最佳經濟效益下的采油井數，口；——每噸原油銷售價，元／t；——每口井的鉆井費，元／井；——每噸石油的采油費，元／t；——每井遞減前的月產油量，t；——產量綜合遞減率，mon1。在合理采油井數條件下，最佳經濟效益時的最終采油量為(16)確定井網密度的步驟：1)算出合理采油井數；2)由面積注水井網的生產井與注水井數比算出水井數；(17)3)計算井網密度；4)計算出最終采油量，則可求出最終采收率為(18)為了保持油田穩(wěn)產，如果提高單井產液量受到泵的限制，則每年需要增加一定數量的加密井以彌補油田產量遞減。由油田產量的遞減規(guī)律，可求出下一年的加密井數與上年基礎井數之比為(19)，歷時93個月，GD油田的遞減率=，將其代入式(19)得%的油井。根據多種方法，計算出穩(wěn)產期為5年，1985年12月開井數為865口(油井數1069口)，基礎井數為，則從井數開始計算到年(即1990年)穩(wěn)產期末時油田總井數為(110)式中——穩(wěn)產期末的總井數，口；——目前基礎井數，口；——穩(wěn)產時間，因此有即GD油田穩(wěn)產期結束(1990年)的總井數應為1295口井(%)。確定合理的井網密度是油田開發(fā)方案的關鍵問題，本節(jié)所介紹的確定合理井網密度的方法，是針對特定條件而言的，這些經驗式只能用于簡單的開發(fā)分析。在全面考慮各種因素的條件下確定合理的井網密度，必需進行油田開發(fā)技術指標及經濟指標的計算。第十節(jié)油田開發(fā)技術指標計算方法一個油田，特別是大、中型油田，在正式投入開發(fā)之前，必須對所編制的油田開發(fā)方案進行地下流體力學計算，其目的是要找出該油田在開發(fā)過程中開發(fā)技術指標定量變化情況，以作為選擇正式的油田開發(fā)方案的基本依據。所謂開發(fā)技術指標就是描述油田開發(fā)過程中一些動態(tài)參數變化的變量，例如壓力指標(地層壓力、井底壓力、地面壓力)、產量指標(產液量、產油量、產水量)、含水率、采出程度、最終采收率及開發(fā)年限等指標。油田開發(fā)技術指標計算方法可分為解析方法、數值模擬方法和經驗方法三類。對常規(guī)水驅開發(fā)油田，其一維單相滲流和一維兩相滲流條件下的開發(fā)技術指標，可根據滲流力學理論建立基本方程，采用解析方法進行計算；對復雜條件下的開發(fā)技術指標，則需采用數值模擬方法并借助電子計算機進行計算；對于水驅開發(fā)油田，可以用經驗方法預測有關開發(fā)技術指標。解析方法已在滲流力學中介紹，經驗方法將在本書第十五章介紹，本節(jié)簡要介紹數值模擬方法。一、開發(fā)技術指標計算的數值模擬方法所謂油藏數值模擬就是用數學模型來模擬油藏，以研究油藏中各種流體的變化規(guī)律。由于實際油藏是非均質的，用來描述油藏中流體流動的是一組三維三相非線性的偏微分方程，要尋求其解析解是較困難的，做了某些簡化后，可能獲得其解，但存在一定的偏差，因此只能用數值法求解。由于截斷誤差等影響，數值法也有其局限性，在使用時要要分析其收斂性、穩(wěn)定性并控制好精度。油藏數值模擬方法能夠解決的問題是