渤海P油田边部稠油区联合井网开发优化研究及应用.pdf

31 2023 年 9 月第 50 卷 第 9 期2023 年 9 月Vol.50 No.9Sept.2023天 津 科 技 TIANJIN SCIENCE&TECHNOLOGY稠油油藏具有原油黏度大、容易形成优势通道、开发难度大等特点。目前陆地油田针对稠油油藏开发多采用注蒸汽降低地下原油黏度和注聚合物堵塞优势通道增大水驱波及范围等方式1-4：王国栋等5论证了联合井网和储层非均质性对剩余油分布规律的影响；张俊廷等6对稠油油藏高含水期运用高倍数水驱技术提高采收率进行了研究。本文在前人对稠油油藏研究的基础上，针对渤海P油田边部稠油区地质油藏特征，利用数值模拟方法开展了联合井网开发效果研究，并在P油田边部稠油区投入应用，开发效果相较于单纯定向井开发增产效果明显，对海上稠油油藏开发具有一定的借鉴意义。1 P油田地质油藏概况P油田位于渤海海域的中南部，构造上位于断裂背斜构造的翼部，地层倾角大，内部断层发育，主要含油层位为新近系明化镇组下段和馆陶组，含油层段 应用技术渤海P油田边部稠油区联合井网开发优化研究及应用庞维浩，王鑫朋，许万坤，李 林，申春生（中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300452）摘 要：为解决现阶段渤海P油田边部稠油区联合井网开发存在井间干扰认识不清、部署时机不明等问题，利用数值模拟方法对水平井与定向井平面相对位置部署、水平井部署时机等问题进行了研究。研究表明：联合井网井间干扰程度为定向井部署在水平井跟端时干扰最大；定向井部署在水平井中端时区块采出程度最大；对于定向井已开发油藏，含水率越低，部署水平井形成联合井网的累产油提升幅度越大。该项研究对其他类似油田开发阶段联合井网优化部署、提升油田开发效果具有借鉴意义。关键词：稠油 联合井网 井间干扰 部署时机 开发效果中图分类号：TE357 文献标志码：A 文章编号：1006-8945（2023）09-0031-03Study and Application of Combined Well Pattern Development Optimization in Heavy Oil Area at Edge of Bohai Oilfield P PANG Weihao，WANG Xinpeng，XU Wankun，LI Lin，SHEN Chunsheng（Tianjin Branch，CNOOC Co.，Ltd.，Tianjin 300452，China）Abstract：In order to solve the problems such as unclear understanding of inter well interference and unclear deployment timing in the combined well pattern development in the heavy oil area at the edge of Bohai Oilfield P at this stage，the plane relative position of horizontal well and directional well，and the timing of horizontal well deployment are studied by using numerical simulation method.The study shows that the inter well interference of the combined well pattern is the largest when the directional well is deployed at the end of the horizontal well；When the directional well is deployed in the middle of the horizontal well，the recovery degree of the block is the largest；For developed reservoirs of directional wells，the lower the water cut is，the greater the cumulative oil production will be increased by deploying horizontal wells to form a combined well pattern.This research method can be used as a reference for other similar oilfield development stages to optimize the deployment of combined well pattern and improve the oilfield development effect.Key words：heavy oil；combined well pattern；inter well interference；deployment timing；development effect基金项目：中国海洋石油有限公司“十四五”重大科技项目“海上 双高双特高 水驱油田提高采收率油藏关键技术”（KJGG2021-0501）。收稿日期：2023-09-04 32 天 津 科 技第 50 卷 第 9 期长、薄层比例高，为高孔高渗储层。地层原油黏度呈现出从构造高部位到低部位逐步变差的特点，油田边部 20 地面原油密度 0.9650.983 g/cm3，反算地层原油黏度为 200400 mPa s。2 地质模型建立及相关参数的选取本文选取渤海P油田边部稠油区作为研究对象，根据相关研究区块地质特征，选取实际地质模型的主要相关参数（表 1）。表 1 地质模型主要相关参数Tab.1 Main relevant parameters of geological model地质参数参数值砂体厚度/m1 15地下原油黏度/mPa s200 400束缚水饱和度/%18 25渗透率/mD51.2 1 710水压缩系数/10-4 MPa-16.4地面原油密度/g cm-30.965 0.983孔隙度/%24.1 31.7实际地质模型中网格步长为 25 m，模型共有 15 个分区，每个分区对应不同的油水界面，纵向上共分为10 个层，每个层可细分为 1520 个小层，体现了平面及纵向上的非均质性，以此来保证地质模型贴近于油藏实际情况。预测时间为 25 年。3 定向井-水平井联合井网开发影响因素分析3.1 单向受效型定向井与水平井相对位置分析在注采比为 1.01 的情况下，水平井距离定向采油井垂直距离 50 m，距离定向注水井 200 m，距离断层40 m，定向井与水平井垂直水平段相对位置（3组）分别为：定向井在水平井水平段跟端、中端、趾端（图 1）。图 1 单向受效型定向井与水平井相对位置Fig.1 Relative position of unidirectional effective directionalwell and horizontal well根据定向井与水平井不同的相对位置，得到水平井部署后定向井累产油对比图。由对比图（图 2）可以明显看出，在单向受效型的部署井网条件下，联合井网开发水平井对定向井存在井间干扰，干扰程度定向井在水平井跟端时最大。图 2 单向受效型定向井累产油对比图Fig.2 Cumulative oil production curve of unidirectional effective directional well邓森等7在研究考虑摩阻损失的最优水平井长度时，根据伯努利方程得到紊流条件下井筒中压力梯度公式：其中：为压力梯度，MPa；为地下原油黏度，mPa s；Q为水平井产量，m3/d；L为水平段长度，m；为原油密度，g/cm3。根据该压力梯度公式和数值模拟中联合井网间流线走向图可以看出，水平井水平段存在流动压降，水平井跟端产液能力强，压力变化较大，越靠近趾端，水平井压力变化越小；当水平井部署后，水的流线往水平井聚集，且定向井部署在水平井跟端时流线条数重合更多，所以干扰更大（图 3）。图 3 单向受效型水平井部署前后流线对比图Fig.3 Comparison of flow lines before and after deployment of unidirectional effective horizontal wells根据单向受效型联合井网开发井组累产油数据得到模型的采出程度对比图可以看出，采出程度定向井在水平井中端最大（图 4）。图 4 单向受效型联合井网采出程度对比图Fig.4 Accumulative oil production curve of well group with unidirectional effective combined well pattern 33 2023 年 9 月 庞维浩等：渤海P油田边部稠油区联合井网开发优化研究及应用3.2 双向受效型定向井与水平井相对位置在注采比为 1.01 的情况下，定向采油井距离注水井 300 m，距离水平井 50 m，定向井与水平井垂直水平段相对位置（3 组）分别为定向井在水平井水平段跟端、中端、趾端（图 5）。图 5 双向受效型定向井与水平井相对位置Fig.5 Relative position of bidirectional effective directional well and horizontal well根据定向井与水平井相对位置不同，得到水平井部署后定向井累产油与联合井网采出程度分析，可知在双向受效型的部署井网条件下，联合井网开发水平井对定向井存在井间干扰，干扰程度为定向井在水平井跟端时最大（图 6）。双向受效型联合井网发生井间干扰的原因同样适用于邓森的压力梯度公式，数值模拟中联合井网间流线走向及产出规律和单向受效型一样：水的流线往水平井聚集，且定向井部署在水平井跟端时流线条数重合越多，干扰越大；井组采出程度定向井在水平井中端时最大。图 6 双向受效型定向井累产油与井网采出程度对比图Fig.6 Comparison of cumulative oil production and recovery degree of well pattern of bidirectional effective directional wells3.3 不同含水率下部署水平井联合开发优化分析由于现阶段海上油田大部分区块都是先打定向井再打水平井的开发模式，所以设定当定向井含水50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%时部署水平井组成联合井网开发，其他参数按照井网参数计算，然后分析后期水平井部署时机。由 2 种模式下不同含水期部署联合井网增油量曲线图（图 7）可以得到以下结论：单向受效型联合井网当定向井含水率低于 65%时，部署水平井增油效果较明显，在含水率达 65%时出现拐点；当含水率大于 65%时，部署水平井增油量会降低，但是联合井网开发相对于定向井单独生产提高了最终的产出程度。对于双向受效型联合井网来说，增油量在定向井含水 70%时出现拐点，当定向井含水率大于 70%时，部署水平井井组产能增油效果较差，所以双向受效型联合井网开发部署水平井时应当在定向井含水 70%以内部署。综上所述，联合井网开发时水平井在定向井含水不超过 65%70%时部署效果较好。图 7 2种模式下开发早期与中后期部署联合井网产能差值曲线Fig.7 Productivity difference curve of combined well pattern deployed in early and middle and late stages of development under two modes4 油田应用效果将以上研究结论应用于渤海P油田边部稠油区块。针对该区块开发现状，部署了单向受效型和双向受效型 2 种联合井网开发模式，定向井相对位置部署在水平井中部。通过实际生产资料分析与数值模拟结果相互验证，井组含水曲线图（图8）对比表明：水平井投产后，水平井的含水率快速上升，但是定向井含水率出现下降趋势，减小了定向井含水上升率，延长了低含水期时间，说明定向井与水平井之间存在井间干扰，但是这种井间干扰对定向井是有利的。通过联合井网产油速度曲线图（图 9）表明：联合井网中水平井投产后，井组产油速度相对于之前定向井单独生产时有了大幅度提升，所以联合井网相比于定向井单独生产提高了产油速度。基于以上实际应用效果，联合井网中水平井含水率相对较高时，后期可以通过流场调控、细分开发层系等措施来提升油田开发效果。图 8 水平井投产后定向井井含水曲线图Fig.8 Water cut curve of directional well after horizontal well is put into production下转第 37 页 37 2023 年 9 月 王智守等：原油系统过滤网自动清洗装置在某海上油田的应用及效果评价图 6 传统模式清洗与新模式清洗效果对比Fig.6 Comparison of cleaning effect between traditional mode and new mode4 结 论随着海上原油产量逐年增加，过滤网清洗工作量同步增加，作业现场存在人工清洗效率低及清洗效果差的问题，该自动清洗过滤网装置可以将作业人员从恶劣的作业环境中解放出来，同时可以实现过滤网的全方位立体清洗，清洗效果好。自动清洗过滤网装置在某海上油田应用后新清洗模式较传统模式清洗时长缩短了 2/3，清洗人员由 2 人减为 1 人，仅原油系统过滤网清洗就年节约人工费 7 万余元。自旋转式原油过滤网清洗装置的投入使用显著降低了现场作业人员清洗过滤网的劳动强度和作参考文献侯磊，张劲军.基于流动保障的海底油气管道安全策略与技术 J .中国海上油气（工程），2004，16（4）：285-288.李国兴.原油储罐机械化清洗与环境保护 J .石油库与加油站，2006（5）：41-44，16.王希权.原料油过滤器滤芯的化学清洗 J 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