延長油田致密油藏水平井產能主控因素研究

Summary：針對延長油田某井區致密油藏直井壓裂單井可采儲量低、經濟效益差的問題，生產過程中水平井大多采用壓裂的開發方式。在通過三維地質建模基礎上，通過油藏數值模擬法、油藏工程方法和歷史擬合法對水力壓裂水平井參數設計和產能預測開展研究。結果表明：該井區通過以上方法揭示空間上動用體積呈長浴盆型，建議合理井距250m、排距70m。最終形成致密油藏壓裂水平井產能主控因素預測方法，可為同類油藏的開發提供借鑒。Keys：水平井；產能預測；數值模擬；穩態產能；KeyWords：HorizontalWell;CapacityForecast;NumericalSimulation;SteadyStateCapacity;0.引言隨著國內外油氣勘探開發形勢越來越嚴峻，致密砂巖儲層[1-2]及水平井已成為高效開發油氣田的一種重要手段。內外學者對水平井進行了較深入的研究，根據不同的生產需求提出了不同的水平井產能主控因素研究方法[3]。本次研究然后運用實例數據對比了各水平井穩態產能影響因素，形成致密油藏壓裂水平井產能主控因素預測方法，為油田開發過程中提供水平井進一步調整理論依據。1.區塊概況延長油田某區某致密油藏于1999年正式投入開發，2002年4月前為建產期，1999-2010年采用自然能量開采，產量遞減快，2010年6月開始注水。油井開井132口，日產液207m3，日產油87t，平均單井日產液1.6m3，日產油0.7t，綜合含水54.8%，累計產油80.5×104t。注水井開井31口，日注水量203m3，單井日注水6.5m3，累積注水14.4×104m3，累積注采比0.13。地質儲量采出程度4.19%，年采油速度為0.18%。該油田于2013年順河道砂體發育的方向共開發12口水平井。2.三維地質建模目前常用的建模方法有確定性建模、隨機建模和相控建模方法。本次建模采用確定性建模和隨機建模相結合的方法，在沉積微相的控制下建立目的層儲層地質模型，本次建模的思路主要有：1、對于能夠確定的參數，優先采用確定性建模的方法；2、對于井間不確定的參數，結合各方面資料，推測參數的分布范圍和分布規律，針對分析結果展開模擬；3、對于影響因素多的參數，用合適的隨機模擬方法進行模擬（圖2-1）。圖2-1三維地質模型的建模流程圖2.1地質建模流程1、建立高精度的三維構造模型依據已有的地質認識，以分層數據生成的層面作為約束準確的建立了各小層的層面模型；將斷層信息數字化（圖2-1），并把數字化以后的斷層數據導入建模軟件，初步建立斷層模型，然后根據斷點數據對斷層模型進行修正，直至建立起準確的斷層模型（圖2-2）。圖2-1研究區三維地質單井模型2、應用確定性建模方法建立沉積微相模型以沉積微相為約束，應用確定性建模方法建立起沉積微相模型。3、利用確定性建模與隨機建模相結合的方法來建立儲層參數的三維地質模型在沉積相相模型的基礎上，以測井解釋過的儲層物性參數為基礎，通過序貫高斯模擬方法實現孔隙度和滲透率參數的三維地質模型，同時以孔隙度的模擬實現為約束，通過序貫高斯協同模擬方法建立滲透率和含有飽和度的三維地質模型。2.2模型范圍及網格確定本次研究建立某區塊水平井區精細地質模型，研究區面積85.7km2。網格步長設置為30m×30m，為加強模型垂向特征表征效果，垂向細化為175個沉積單元，網格平均厚度為0.2m，總網格數11138400（圖2-3）。圖2-2研究區地震解釋斷層三維空間顯示圖圖2-3研究區目的層沉積微相模型3.三維產能預測技術數值求解基于致密油藏中冪律流體不穩定滲流的數學模型[4-5]，采用三維直角坐標中心差分網格，通過逐步回歸法，假定水平井出口端壓力為井底流壓，且無井筒損失。首先，計算出各差分網格內的地層壓力；再將地層壓力作為已知值，重新計算每個射孔段的產量等；收斂后如此反復計算，直至達到指定精度為止.數模應用及模式分析基于水平井三維產能預測技術，結合儲層流體流動特征表征技術，通過數值模擬方法，可直觀有效解析流體在裂縫內外流速特征及方向特征。4.1基于網格加密技術的水平井裂縫表征及刻畫采用了水平井裂縫網格加密技術，分別將射孔數據、裂縫半長參數等數據加入到地質模型中，隨后實現了水力壓裂的模型刻畫（表4-1、圖4-2、圖4-1）。表4-1研究區某水平井壓裂裂縫網絡描述縫網長度（m）縫網寬度（m）縫網高度（m）方位縫底（MD）縫頂（MD）SRV(萬方)第二段E:160W:170N：95S：6834NE853第三段E:130W:170N：62S：7526NE858第四段E:160W:170N：95S：6817NE852整體896.4圖4-1研究區水平井裂縫分布三維立體圖圖4-2研究區水平井裂縫三維立體模型4.2裂縫預測基礎上建立物性模型在裂縫表征及沉積微相控建模的基礎上建立研究區孔隙度、滲透率、飽和度模型（如圖4-3）。沉積相約束下屬性建模概率體約束建模手段可以同時融合多個趨勢的控制作用，且在沒有井點約束的位置也能很好地體現地質學家對于工區的經驗認識。（a）沉積相柵狀圖模型（b）孔隙度柵狀圖模型（c）滲透率柵狀模型（d）含油飽和度滲透率模型圖4-3研究區屬性模型采用網格加密技術實現了水平井區裂縫的三維精細表征[6]，開展基于儲層砂體分布、沉積相約束等多因素分析[7]，建立水平井區三維地質模型與孔滲飽屬性模型，單井準確率大于90%，儲量誤差小于3%。對粗化方法進行優選，最終建立研究區水平井區數值模擬模型。4.3三維產能預測約束下水平井數值模擬技術在以上精細地質模型（網格精度30m*30m*0.2m）網格粗化基礎上，基于以上三維產能預測公式，應用儲層流體流動特征表征技術（準確表征致密砂巖水平井裂縫區域流體流量及流體向量），進行了研究區數值模擬歷史擬合（圖4-4）。利用單因素分析技術，討論不同水平井方位、水平井間距、裂縫特征（裂縫半長、簇間距），對產油能力的影響（圖4-5）。通過三維產能預測約束下水平井數值模擬技術進一步揭示了下部動用范圍小，中上部動用范圍大，空間上動用體積呈長浴盆型（圖4-5），確認了油相流體流動范圍90m—120m，建議合理井距250m、排距70m（圖4-6、圖4-4）。圖4-4歷史擬合后最終數值模擬模型圖4-5致密空間動用程度模型動用范圍剖面圖——含油飽和度縱剖面（a）動用范圍剖面圖——含油飽和度橫剖面（b）圖4-6動用范圍橫縱剖面圖（a、b）圖4-7不同井距隨時間累計產量模型示意圖圖4-8不同井距動用特征表征5.結論（1）通過三維預測產能預測數值差分技術討論得，該致密砂巖研究區水平井產區的產能主要影響因素：水平井結結構、井網結構和生產時間。（2）通過三維產能預測約束下水平井數值模擬技術進一步揭示了下部動用范圍小，中上部動用范圍大，空間上動用體積呈長浴盆型，確認了油相流體流動范圍90m-120m，建議合理為井距250m、排距70m。Reference朱筱敏,潘榮,朱世發,魏巍,葉蕾.致密儲層研究進展和熱點問題分析[J].地學前緣,2018,25(02):141-146.[2]ZhangB,KangD,MaS,etal.DensificationandFractureTypeofDesertinTightOilReservoirs:ACaseStudyoftheFuyuTightOilReservoirintheSanzhaoDepression,SongliaoBasin[J].Lithosphere,2021,2021(Special4):2609923.[3]王明,朱維耀,宋考平.非牛頓流體多分支水平井產能模型及數值模擬[J].大慶石油學院學報,2006(05):38-41+128.[4]潘元,王永輝,車明光,廖銳全,鄭恒.基于灰色關聯投影隨機森林算法的水平井壓后產能預測及壓裂參數優化[J].西安石油大學學報(自然科學版),2021,36(05):71-76.[5]王志平,朱維耀,岳明,高英,趙光杰,王海慶.低、特低滲透油藏壓裂水平井產能計算方法[J].北京科技大學學報,2012,34(07):750-754.DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.07.001.[6]牟珍寶,袁向春,朱筱敏.低滲透油藏壓裂水平井產能計算方法/r/