【正文】 層段數(shù)過多，從現(xiàn)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(gè)綜合性很強(qiáng)的問題。在編制開發(fā)方案時(shí)，應(yīng)對(duì)不同的劃分結(jié)果進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的綜合對(duì)比，然后根據(jù)當(dāng)時(shí)對(duì)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(shí)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(shù)問題，結(jié)合各地區(qū)投入開發(fā)時(shí)的具體要求，油田對(duì)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(guān)系。目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)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(diǎn)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(gòu)造比較完整、油層穩(wěn)定、邊部和內(nèi)部連通性好，流動(dòng)系數(shù)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(nèi)部受到良好的注水效果。邊緣注水根據(jù)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(nèi)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(qū)油作用，而將注水井布在含油外緣上，或在油藏以內(nèi)距含油外緣不遠(yuǎn)的地方。(3) 邊內(nèi)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(yīng)將注水井布置在內(nèi)含油邊界以內(nèi)，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(gè)切割區(qū))可以看成是一個(gè)獨(dú)立的開發(fā)單元，可分區(qū)進(jìn)行開發(fā)和調(diào)整，如圖111所示。采用邊內(nèi)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(zhǎng)度)，注水井排上可以形成比較完整的切割水線；②保證一個(gè)切割區(qū)內(nèi)布置的生產(chǎn)井和注水井都有較好的連通性；③油層具有較高的流動(dòng)系數(shù)，保證在一定的切割區(qū)和一定的井排距內(nèi)，注水效果能較好地傳到生產(chǎn)井排，以便確保在開發(fā)過程中達(dá)到所要求的采油速度。國(guó)內(nèi)外的一些大油田，如美國(guó)的凱利斯奈德油田、前蘇聯(lián)的羅馬什金油田和我國(guó)的大慶油田，都采取邊內(nèi)切割的注水方式。采用內(nèi)部切割行列注水的優(yōu)點(diǎn)是：可以根據(jù)油田的地質(zhì)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(jù)開發(fā)期間認(rèn)識(shí)到的油田詳細(xì)地質(zhì)構(gòu)造資料，進(jìn)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(chǎn)地帶，從而使產(chǎn)量很快達(dá)到設(shè)計(jì)水平；在油層滲透率具有方向性的條件下，采用行列井網(wǎng)，由于水驅(qū)方向是恒定的，只要弄清油田滲透率變化的主要方向，適當(dāng)?shù)乜刂谱⑷胨鲃?dòng)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(yīng)油層的非均質(zhì)性；注水井間干擾大，井距小時(shí)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(nèi)，壓力不需要總是一致，其地質(zhì)條件也不相同，這樣便會(huì)出現(xiàn)區(qū)間不平衡，內(nèi)排生產(chǎn)能力不易發(fā)揮，而外排生產(chǎn)能力大、見水快。在采用行列注水的同時(shí)，為了發(fā)揮其特長(zhǎng)，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(diǎn)狀注水，以發(fā)揮和強(qiáng)化行列注水系統(tǒng)；提高注水線同生產(chǎn)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(gè)開發(fā)區(qū)上，各種井網(wǎng)的特征如圖112所示。根據(jù)采油井和注水井之間的相互位置及構(gòu)成井網(wǎng)形狀的不同，面積注水可分為四點(diǎn)法面積注水、五點(diǎn)法面積注水、七點(diǎn)法面積注水、九點(diǎn)法面積注水，歪七點(diǎn)面積注水和正對(duì)式與交錯(cuò)式排狀注水。七點(diǎn)井網(wǎng)是由一口注水井加周圍六口生產(chǎn)井構(gòu)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(wǎng)的注水井與生產(chǎn)井?dāng)?shù)之比為1∶2。不同面積井網(wǎng)的井網(wǎng)參數(shù)簡(jiǎn)要列于表14中。表14不同面積井網(wǎng)的井網(wǎng)參數(shù)井網(wǎng)七點(diǎn)歪七點(diǎn)五點(diǎn)四點(diǎn)九點(diǎn)生產(chǎn)井與注水井比例2：12：11：11：23：1鉆成井網(wǎng)要求等邊三角形正方形正方形等邊三角形正方形早期進(jìn)行面積注水開發(fā)時(shí)，注水井經(jīng)過適當(dāng)排液，即可轉(zhuǎn)入注水，并使油田全面投入開發(fā)。這種注水方式實(shí)質(zhì)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(gè)單元，并同時(shí)影響幾口油井。而每口油井又同時(shí)在幾個(gè)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(chǎn)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(shù)油層；2) 油層的滲透性差，流動(dòng)系數(shù)低；3) 油田面積大，構(gòu)造不夠完整，斷層分布復(fù)雜；4) 適用于油田后期的強(qiáng)化開采，以提高采收率；5) 要求達(dá)到更高的采油速度時(shí)。二、選擇注水方式的原則1) 與油藏的地質(zhì)特性相適應(yīng)，能獲得較高的水驅(qū)控制程度，一般要求達(dá)到70%以上；2) 波及體積大和驅(qū)替效果好，不僅連通層數(shù)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(dá)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?jí)毫Ω浇腋哂陲柡蛪毫Γ?) 便于后期調(diào)整。三、影響注水方式選擇的因素合理的注水方式應(yīng)當(dāng)適應(yīng)油層分布狀況，以達(dá)到較大的水驅(qū)控制程度。對(duì)于分布面積大，形態(tài)比較規(guī)則的油層，采用邊內(nèi)行列注水或面積注水，都能達(dá)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(kuò)大水淹面積。對(duì)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(gòu)造，面積大、傾角小、邊水不活躍，對(duì)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(diǎn)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(diǎn)法面積注水。對(duì)于物性差的低滲透油層，一般都選用井網(wǎng)較密的面積注水方式。因?yàn)橹挥羞@樣的布置，才可以達(dá)到一定的采油速度，取得較好的開發(fā)效果和經(jīng)濟(jì)效益。在選擇注水方式時(shí)，還必須考慮流體的物理性質(zhì)，因?yàn)樗怯绊懽⑺芰Φ闹匾蛩?。大慶油田的喇、薩、杏純油區(qū)，雖然注水方式和井網(wǎng)布置多種多樣，但原油性質(zhì)較差的油水過渡帶的注水方式卻比較單一，主要是七點(diǎn)法面積注水。注水方式是在油田開發(fā)初期確定的，因此，對(duì)中低含水階段是適應(yīng)的。油田進(jìn)入高含水期后，為了實(shí)現(xiàn)原油穩(wěn)產(chǎn)，由自噴開采轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械式采油，生產(chǎn)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(qiáng)度，改變或調(diào)整原來的注水方式，如對(duì)于行列注水方式，可以通過切割區(qū)的加密調(diào)整，轉(zhuǎn)變成為面積注水方式。在油田開發(fā)過程中，人們?cè)谏钊胙芯坑筒氐牡刭|(zhì)特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)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(chǔ)井網(wǎng)的作法，即通過基礎(chǔ)井網(wǎng)進(jìn)一步對(duì)各類油層的發(fā)育情況進(jìn)行分析研究，針對(duì)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(yàn)和數(shù)值模擬理論計(jì)算，來研究探討不同注水方式的水驅(qū)油狀況和驅(qū)替效果，找出能夠增加可采水驅(qū)儲(chǔ)量的合理注水方式；三是開展不同的注水先導(dǎo)試驗(yàn)。第九節(jié)井網(wǎng)密度合理選擇井網(wǎng)密度一直是油田開發(fā)中一個(gè)重要的問題，一般應(yīng)以最少的井?dāng)?shù)能獲得最大的最終采出油量及最佳的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)進(jìn)行選擇。一、井網(wǎng)密度、合理井網(wǎng)密度和極限井網(wǎng)密度井網(wǎng)密度是油田開發(fā)的重要數(shù)據(jù)，它涉及到油田開發(fā)指標(biāo)的計(jì)算和經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)價(jià)，對(duì)于一個(gè)固定的井網(wǎng)來說，其井網(wǎng)密度的大小與井距大小和井網(wǎng)的形式(三角形或正方形)有關(guān)。井網(wǎng)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(jì)算方法是，對(duì)于一套固定的開發(fā)層系，當(dāng)按照一定的井網(wǎng)形式和井距鉆井投產(chǎn)時(shí)，開發(fā)總面積除以總井?dāng)?shù)；另一種是用開發(fā)總井?dāng)?shù)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?dāng)?shù)，常以口／km2或口／hm2表示。隨著井網(wǎng)密度的增大，原油最終采收率增加，也就是總的產(chǎn)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(rùn)等于總產(chǎn)出減去總投入，總利潤(rùn)是隨著井網(wǎng)密度而變化的。當(dāng)總利潤(rùn)最大時(shí)，就是合理井網(wǎng)密度；當(dāng)總的產(chǎn)出等于總的投入時(shí)，也就是總的利潤(rùn)等于零時(shí)，所對(duì)應(yīng)的井網(wǎng)密度是極限井網(wǎng)密度。在確定一個(gè)油田的井網(wǎng)密度時(shí)，由于要考慮到市場(chǎng)對(duì)原油的需求情況，往往實(shí)際的井網(wǎng)密度介于合理井網(wǎng)密度和極限井網(wǎng)密度之間。二、確定井網(wǎng)密度時(shí)要考慮的幾個(gè)關(guān)系水驅(qū)控制儲(chǔ)量是制約最終采收率至關(guān)重要的因素，研究表明，要使最終采收率達(dá)到50%，水控制儲(chǔ)量至少要達(dá)到70%，而加大井網(wǎng)密度，可以提高水驅(qū)控制儲(chǔ)量。加密井網(wǎng)之所以能加大水驅(qū)控制儲(chǔ)量，是由于通過加密井網(wǎng)來提高小層的連通程度，增加波及厚度，提高層內(nèi)低滲透區(qū)的波及程度，加強(qiáng)不吸水層或吸水很少的層的開發(fā)。井網(wǎng)加密，井間干擾加重，井間干擾時(shí)，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(wǎng)密度及進(jìn)行井網(wǎng)調(diào)整時(shí)，不應(yīng)使加密井造成的井間干擾與加密井提高的可采儲(chǔ)量收益相抵消。井網(wǎng)密度與最終采收率經(jīng)驗(yàn)式較多，例如指數(shù)關(guān)系為E(11)式中F——單井控制面積，km2/井；ED——驅(qū)油效率，對(duì)于一個(gè)油田應(yīng)為常數(shù)；ERU——最終采收率；α——系數(shù)，用回歸方法確定。從式(11)看出，隨井網(wǎng)密度的減小，最終采收率呈減速遞增趨勢(shì)，井網(wǎng)密度越小，最終采收率越大。用該式可以對(duì)開發(fā)過程中的井網(wǎng)密度與最終采收率進(jìn)行分析。從某油田的資料統(tǒng)計(jì)得出采油速度與井網(wǎng)密度的關(guān)系如圖113所示。從圖中可以看出，初期隨著井網(wǎng)密度的增加，采油速度明顯提高，繼續(xù)加密井網(wǎng)，采油速度的增加減緩，因此，通過加密井網(wǎng)提高采油速度是有限的。在當(dāng)前的價(jià)格體系下，考慮加密井網(wǎng)所投入的資金與增加可采儲(chǔ)量收回的資金之間關(guān)系，要達(dá)到一定的利潤(rùn)，也就是要有一定的經(jīng)濟(jì)效益。三、確定合理井網(wǎng)密度的幾種簡(jiǎn)單方法1) 用同類油田的數(shù)據(jù)，用最小二乘法回歸出采收率與井網(wǎng)密度的指數(shù)關(guān)系。2) 設(shè)油田當(dāng)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(jì)采油量達(dá)到Np時(shí)，鉆新的采油井就是合適的，即Np是能獲得經(jīng)濟(jì)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(zhì)儲(chǔ)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(shí)際的統(tǒng)計(jì)資料，以最大經(jīng)濟(jì)效益為前提，得出井網(wǎng)密度與最終累計(jì)采油量的定量關(guān)系?？紤]到采油費(fèi)用、鉆井費(fèi)用、產(chǎn)油量的增值收入等因素得出最佳經(jīng)濟(jì)效益下的采油井?dāng)?shù)為(15)式中——最佳經(jīng)濟(jì)效益下的采油井?dāng)?shù)，口；——每噸原油銷售價(jià)，元／t；——每口井的鉆井費(fèi)，元／井；——每噸石油的采油費(fèi)，元／t；——每井遞減前的月產(chǎn)油量，t；——產(chǎn)量綜合遞減率，mon1。在合理采油井?dāng)?shù)條件下，最佳經(jīng)濟(jì)效益時(shí)的最終采油量為(16)確定井網(wǎng)密度的步驟：1)算出合理采油井?dāng)?shù)；2)由面積注水井網(wǎng)的生產(chǎn)井與注水井?dāng)?shù)比算出水井?dāng)?shù)；(17)3)計(jì)算井網(wǎng)密度；4)計(jì)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(chǎn)，如果提高單井產(chǎn)液量受到泵的限制，則每年需要增加一定數(shù)量的加密井以彌補(bǔ)油田產(chǎn)量遞減。由油田產(chǎn)量的遞減規(guī)律，可求出下一年的加密井?dāng)?shù)與上年基礎(chǔ)井?dāng)?shù)之比為(19)，歷時(shí)93個(gè)月，GD油田的遞減率=，將其代入式(19)得%的油井。根據(jù)多種方法，計(jì)算出穩(wěn)產(chǎn)期為5年，1985年12月開井?dāng)?shù)為865口(油井?dāng)?shù)1069口)，基礎(chǔ)井?dāng)?shù)為，則從井?dāng)?shù)開始計(jì)算到年(即1990年)穩(wěn)產(chǎn)期末時(shí)油田總井?dāng)?shù)為(110)式中——穩(wěn)產(chǎn)期末的總井?dāng)?shù)，口；——目前基礎(chǔ)井?dāng)?shù)，口；——穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間，因此有即GD油田穩(wěn)產(chǎn)期結(jié)束(1990年)的總井?dāng)?shù)應(yīng)為1295口井(%)。確定合理的井網(wǎng)密度是油田開發(fā)方案的關(guān)鍵問題，本節(jié)所介紹的確定合理井網(wǎng)密度的方法，是針對(duì)特定條件而言的，這些經(jīng)驗(yàn)式只能用于簡(jiǎn)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(wǎng)密度，必需進(jìn)行油田開發(fā)技術(shù)指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算。第十節(jié)油田開發(fā)技術(shù)指標(biāo)計(jì)算方法一個(gè)油田，特別是大、中型油田，在正式投入開發(fā)之前，必須對(duì)所編制的油田開發(fā)方案進(jìn)行地下流體力學(xué)計(jì)算，其目的是要找出該油田在開發(fā)過程中開發(fā)技術(shù)指標(biāo)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(jù)。所謂開發(fā)技術(shù)指標(biāo)就是描述油田開發(fā)過程中一些動(dòng)態(tài)參數(shù)變化的變量，例如壓力指標(biāo)(地層壓力、井底壓力、地面壓力)、產(chǎn)量指標(biāo)(產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、產(chǎn)水量)、含水率、采出程度、最終采收率及開發(fā)年限等指標(biāo)。油田開發(fā)技術(shù)指標(biāo)計(jì)算方法可分為解析方法、數(shù)值模擬方法和經(jīng)驗(yàn)方法三類。對(duì)常規(guī)水驅(qū)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(shù)指標(biāo)，可根據(jù)滲流力學(xué)理論建立基本方程，采用解析方法進(jìn)行計(jì)算；對(duì)復(fù)雜條件下的開發(fā)技術(shù)指標(biāo)，則需采用數(shù)值模擬方法并借助電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于水驅(qū)開發(fā)油田，可以用經(jīng)驗(yàn)方法預(yù)測(cè)有關(guān)開發(fā)技術(shù)指標(biāo)。解析方法已在滲流力學(xué)中介紹，經(jīng)驗(yàn)方法將在本書第十五章介紹，本節(jié)簡(jiǎn)要介紹數(shù)值模擬方法。一、開發(fā)技術(shù)指標(biāo)計(jì)算的數(shù)值模擬方法所謂油藏?cái)?shù)值模擬就是用數(shù)學(xué)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(shí)際油藏是非均質(zhì)的，用來描述油藏中流體流動(dòng)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(jiǎn)化后，可能獲得其解，但存在一定的偏差，因此只能用數(shù)值法求解。由于截?cái)嗾`差等影響，數(shù)值法也有其局限性，在使用時(shí)要要分析其收斂性、穩(wěn)定性并控制好精度。油藏?cái)?shù)值模擬方法能夠解決的問題是