王娅妮，江 山，王新海,冯 帅，尹 虎，陈光喜

(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北 荆州 434023)

八面河油田水平井优化设计研究

王娅妮，江 山，王新海,冯 帅，尹 虎，陈光喜

(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北 荆州 434023)

利用数值模拟技术从水平井方位、平面位置、水平段长度3个方面分别对中低渗薄油藏和厚油藏水平井开发效果的影响进行模拟预测，提出了针对八面河油田的水平井优化设计方案。研究结果表明，中低渗透(渗透率<200×10-3μm2)的薄油藏(厚度在1～2m)，水平井的方位为垂直于主渗方向，距边水120m，水平井段长度为180～200m，开发效果较好；对于中低渗透(渗透率<200×10-3μm2)的厚油藏(厚度在5～20m)，得出水平井的方位为垂直于主渗方向，距边水100m，水平井段长度为200～220m，开发效果较好。

八面河油田；水平井；优化设计；数值模拟

石油天然气是国家经济发展的重要战略物资，也是油田持续稳定发展的基础。随着大部分油田进入高含水或特高含水期，剩余油分布复杂，挖潜难度较大。利用直井挖潜，含水上升快，经济效益差，而水平井采油因具有生产压差小、泄油面积大等特点，能够控制含水上升速度、增加产液量，己成为新油田开发、老油田挖潜、提高采收率的重要技术。目前，国内水平井数量也在逐年增多,但一些水平井的生产并不理想,如产量不高、投产时间很短就见水、含水上升快、产油量下降快等。在这种情况下，对水平井的优化设计就显得尤为重要。

1 工区概况

八面河油田角四区块地处山东省寿光市境内，构造上位于东营凹陷南斜坡八面河鼻状断裂构造带北部的中部，为向北倾斜的反向断鼻型油藏，地质构造形态一直是典型的“馒头”状，构造东西部都很陡，与八面河油田东陡西缓构造基本形态不匹配。

2 模拟研究水平井优化

水平井优化设计的主要内容是，根据油藏参数和流体参数，优化设计水平井在油藏中的方位和位置、水平井的长度和水平井的生产压差，当然还应当包括水平井的完井，油藏保护以及与其他增产措施的匹配等。根据不同储层物性与剩余油分布特征，利用油藏数值模拟软件，分别对中低渗透(渗透率小于200×10-3μm2)薄油藏(厚度在1～2m)与厚油藏(厚度在5～20m) 的水平井方位 、水平段最佳位置以及水平段长度进行优化。

2.1水平井平面位置优化

水平井最佳位置在油藏中纵向位置受到油层厚度、隔夹层分布、油水界面和油气界面位置等的制约。由于水平井在油层中位置是永久性的，无论何种类型的油藏，实施水平井的关键是根据油藏地质特征正确地设计水平井井段位置。

1)薄油藏(厚度1～2m)水平井平面位置优选 薄油藏平面位置优选主要考虑边水影响，因此建立了水平井产量与距边水距离模型，设定油层厚度为2m，距边水分别为20、40、60、80、100、120、140、160m，模拟时间为15年。从数值模拟结果(见图1)可以看出，随着水平井距边水的距离增大，累积产量在递增，但是当离边水的距离超过120m，累积增量在减少。故薄油藏最佳的距边水距离为120m。

2)厚油藏(厚度5～20m)水平井平面位置优选 设定初始含油饱和度为0.65，油层厚度为20m,对水平井平面位置优化进行研究，分别距边水20、40、60、80、100、120、140、160、180m部署水平井，水平井水平段长300m，模拟时间为15年。从模拟结果(见图2)可知，距离边水小于100m时，累积产油量增加幅度很大，大于100m后，累积产油量变化幅度很小，所以最佳的距边水距离为100m左右。

图1 薄油藏距边水不同距离开发效果对比图 图2 厚油藏距边水不同距离开发效果对比图

2.2水平井方位优选

水平井在油藏中的方位是指水平井在油藏中的延伸方向与油藏主渗透率的匹配问题。水平段的延伸方向与储层的构造形态、断层位置、含油砂体的沉积类型和边界有密切关系，同时还应该参考储层中地应力分布、天然裂缝的发育以及地面已有井网等情况。

1)薄油藏水平井方位优选 模型设计方位为水平井与主渗方向平行、与主渗夹45°角、垂直于主渗方向3个方面。从模拟结果(见图3)可以看出，当水平井水平段方向与主渗方向垂直时，累积产油量最大，且随着角度的减少，累产油在递减，说明水平井的最佳设计方位为垂直于主渗方向。

2) 厚油藏(厚度5～20m)水平井方位优选 厚油藏水平井设计与薄油藏相似，从水平井水平段与主渗方向一致、垂直于主渗方向、与主渗方向夹45°角3个方面设计。油藏厚度为20m,水平井水平段长度为300m,模拟时间为15年。从模拟结果(见图4)可以看出，随着水平井的水平段方向与主渗方向夹角逐渐增大时，累产油在逐渐增大，当与主渗方向垂直时，累产油达到最大值，最小值为水平井方向平行与主渗方向。

图3 薄油藏不同方位效果对比图 图4 厚油藏不同方位效果对比图

2.3水平井的长度优化

水平井的长度是一个关键参数，影响到水平井的产能、临界产量和底水突破时间。水平井越长，越有利于底水油藏的开发，但其钻井费用越高，关键是两者的协调，应从经济效益进行优化。

1)薄油藏(厚度1～2m)水平井长度优化 分析认为在水平井长度增加到350m以后，随着长度的增加，产量递增幅度不明显。因此，在平面位置、方位优化基础上，设计水平井距离边水100m、油藏厚度为2m，分别设计水平井段长度为100、120、140、160、180、200、220、240m。模拟时间为15年。从模拟结果(见图5)可以看出，随着水平井水平段的增加，累积产油量会有一定幅度的增加，但是当水平段小于180m时，产量递增较快，当大于200m后，产量递增较少，故薄油藏最佳的水平井水平段长度为180～200m。

2)厚油藏(厚度5～20m)水平井水平段优化设计 以平面距边水100m、油层厚度为20m,设计了水平段长度分别为120、140、160、180、200、220、240、260m。模拟15年。通过数值模拟结果(见图6)可以看出，水平井段长度从120～220m时，产量递增较快，当水平井长度超过200m时，产量递增较慢，由此可以得出结论：水平段长度在200～220m之间最适宜。

图5 薄油藏水平井段长度与产量关系对比图 图6 厚油藏水平井段长度与产量关系对比图

3 结 论

对常规油藏开发中薄油藏和厚油藏分布进行了水平井方位、水平井平面位置和水平井长度的优化设计，得出了如下结论：中低渗透(渗透率<200×10-3μm2)的薄油藏(厚度在1～2m)，水平井的方位为垂直于主渗方向，距边水120m，水平井段长度为180～200m，开发效果较好；对于中低渗透(渗透率<200×10-3μm2)的厚油藏(厚度在5～20m)，得出水平井的方位为垂直于主渗方向，距边水100m，水平井段长度为200～220m，开发效果较好。

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[编辑] 洪云飞

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.11.034

TE34

A

16731409(2012)11N10403