凌浩川，周海燕，孙 强，杨 磊，潘 杰

（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津300459）

陆上裂缝性低渗透油藏在投产初期大多采用正方形反九点或者菱形反九点井网开发［1-3］。在开发过程中表现为与裂缝走向一致的生产井含水上升快，甚至暴性水淹，而与裂缝走向垂直的生产井见效差，地层压力和产液能力低。侯建锋［4］详细论证了裂缝性低渗透油藏的合理开发井网系统，认为矩形五点法井网能够有效延缓生产井的水淹，且可实施大规模压裂从而改善低渗透储层的供液以及吸水能力。 从矿场实践看，不管是在长庆油田还是在克拉玛依油田，采用矩形五点法井网确实能有效延缓生产井的水淹，改善裂缝性低渗透油藏的开发效果［4-7］。

渤海B油田是目前海上最大的低渗透油藏，油田沙三段最大地质油藏特点是砂泥薄互层且天然裂缝发育。 油田共有生产井16 口，有一半的生产井均采用衰竭开发，采油速度仅为0.31%。

为了有效动用渤海B 油田沙三段储量，提高该区域采油速度，借鉴陆上裂缝性低渗透油田的开发经验，计划采用矩形五点法井网来动用渤海B 油田沙三段储量。 但是海上低渗透油田较高的开发成本和建产成本要求油田平均单井累产油达到（8～12）×104m3，几乎是陆上油田的10 倍［8-9］。 较高的单井累产油要求海上油田采用少井高产的开发策略，而少井高产的开发策略会导致开发井距过大，低渗透油藏难以建立有效注采［10-13］。 为了确定海上裂缝性低渗透油藏采用矩形五点法井网的合理井距，尽量平衡海上少井高产和建立有效注采之间的矛盾，提出利用海上平均单井累产油最大化来确定油井井距的方法。 该方法与考虑启动压力梯度的极限井距相结合，可以综合判断海上裂缝性油藏采用矩形五点法井网开发的可行性，指导海上裂缝性低渗透油藏井距的设计。

1 矩形五点法井网累产油理论公式

采用矩形五点法井网（如图1 所示），井组的地质储量为

根据井网密度的定义得到井组的井网密度

式中：N为地质储量，104m3；A为含油面积，m2；h为储层有效厚度，m；L为井距，m；Ø为孔隙度；So为含油饱和度；Bo为体积系数；n 为井排距之比；S为井网密度，1/km2。

图1 裂缝性油藏五点法矩形井网示意

根据谢卡尔乔夫公式得到采收率计算公式［10］

北京石油勘探开发科学研究院根据国内144个开发单元和油田的资料，统计得到如下计算井网指数的经验公式［11］：

式中： ER为采收率；NP为累产油，104m3；N为地质储量，104m3；Ed为驱油效率；a 为井网指数；μo为地层原油黏度，mPa·s；k 为渗透率，10-3μm2。

联立式（1）、（2）、（3）得到矩形五点法井组累产油理论公式

从式（5）可知，矩形五点法井组累产油理论公式综合考虑了储层物性、有效厚度以及井距对井组累产油的影响。

2 矩形五点法井网的累产油影响因素分析

根据渤海B 油田的基本参数（见表1），绘制了不同渗透率下累产油随井距变化的理论图版，如图2 所示。 由图2 可以看出：随着井距的增加，累产油呈先增加后减少的趋势变化。 采用矩形五点法井网开发存在一个最佳井距使得井组的累产油最大，且储层渗透率越大，最佳井距越大。 对于渗透率只有1.0 ×10-3μm2的储层，其最佳井距在400～450 m。

表1 渤海B 油田沙三段基本参数

图2 不同渗透率和井距下的累产油（h=40 m，n=3）

根据式（6）可以绘制井组达到最大累产油时的储层有效厚度和渗透率之间的关系， 如图3 所示。由图3 可以看出：相同最大累产油条件下，随着储层物性变好，所需油藏的储层有效厚度变小。 利用该图版可以确定不同储层物性下，采用矩形五点法井网开发的储层有效厚度的下限值。 以渤海B 油田沙三段为例，其平均渗透率为2×10-3μm2，若矩形五点法井组累产油达到8×104m3， 由图3 可知储层有效厚度的下限值为44 m。

图3 最大累产油下的储层渗透率和有效厚度曲线（n=3）

3 矩形五点法井网的有效注采分析

根据岩心实验结果，渤海B 油田的启动压力梯度和流度之间存在如下关系［8］：

根据渗流理论，注采井之间的主流线中点处的压力梯度为［12］

渤海B 油田最大的注采压差为Δp=30 MPa，为了使低渗透油藏能够克服启动压力梯度，建立有效注采，联立式（7）、（8）可以求得渤海B 油田不同物性下的最大注采井距（见表2）。

表2 渤海B 油田不同物性下的最大注采井距和最佳油井井距

4 实例应用

渤海B 油田沙三段属于裂缝性低渗透油藏，渗透率为 （1～10）×10-3μm2， 岩心渗透率以1.0×10-3μm2为主，占55%。 由表2 可知：渗透率为1.0×10-3μm2时，采用井距为348，426，492 m 的矩形五点法井网，其对应的排距分别为174，142，123 m。与渗透率为1.0×10-3μm2时的最大注采井距131 m 比较可知，只有井排距之比为4 的矩形五点法井网才能使沙三段裂缝性低渗透油藏建立有效的动用。

利用式（3）和式（5）计算得到渤海B 油田沙三段矩形五点法井网采收率和累产油曲线随井距变化的曲线（见图4）。 由图4 可知：随着井距的增加，井组采收率逐渐降低；海上低渗透油藏要让油田先动用起来，必须要达到海上最低平均单井累产油的要求。 因此，一次井网井距的选择，不可避免地要略微牺牲油田的采收率，以保证平均单井累产油的最大化。

图4 渤海B油田沙三段矩形五点法井组累产油和采收率曲线（h=40 m，n=4）

5 结论和认识

（1）根据谢卡尔乔夫公式推导了矩形五点法井网的井组累产油计算公式。 公式计算结果表明：采用矩形井网开发存在一个最佳的井距使得井组的累产油最大，且储层渗透率越大，最佳井距越大。

（2）结合启动压力梯度与流度的岩心实验规律，得到了渤海B 油田的最大注采井距，与井组累产油最大化来确定最佳的井距相结合，可以判断矩形井网的可行性；当注采井距大于或等于矩形井网的排距时，采用该井网可实现海上裂缝性低渗透油藏的有效动用。

（3）实例应用表明：要让海上低渗透油藏油田先动用起来，必须要达到海上最低平均单井累产油要求，因此，一次井网井距的选择，不可避免地要略微牺牲油田的采收率，以保证平均单井累产油的最大化。