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三种常用面积注水井网的比较与选择

● 犀渺jjI 第l3卷第1期 1994年3月 

声多 / 竹 大庆石油地质与开发 P.G.O.D.D. Vo1.1 3。No.1 

MAR..1994 

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并周系统问题是油田开发中的一个重要问题,随着早期注水方式的广泛应用,井阿系统 的选择越来越受到人们的重视。 油田开发的理论研究和实践表明,油田开发效果除了与储层及原油物性有关外,在很大 程度上还受到开发油田时所采用的井阿系统的影响。 

、 不同井网系统的注采强度 以一口采油井为中心,周围按一定几何形状部署几口注水井,组成一个面积井网注采单 元,若单元内总井数为Ⅳ,则称为Ⅳ点注水井阿或Ⅳ点井阿系统。 对于Ⅳ点井网系统,用分析方法可以得到注采井数比Ⅳ一(112)(Ⅳ一3),对于反Ⅳ 点井阿系统,注采井数比 =2/(Ⅳ一3)。 . 采油井井阿密度是指油田单位面积上所布的采油井数。不同井网系统的注采井数比与井 

网密度见表1。 . 表1 不同井网系统的注采强度数据 

注杀井数比 油井单井 油水井平均 油井并嘲 油水并总 注水系缱 _!Lf× (_!Lf) 控制面积 单井控制面积 密 度 井嘲密度 

1O‘ 2×l0‘ O385×10‘ 

四点 1:2 ÷dS-x10。。d| ×10 了 / / z - 

IO● 10 0,5×lO‘ 五点 2×lO‘ 10一 肋 

0 25×10e 反九点 1 l 3 Xlo一 , lO一¥llI 10‘ 10 

如以注采井数比和采油井井网密度的乘积表示井网系统的注采强度,显然,该值越大,表 明井阿系统的注水能力和采油能力越强。可见,注采强度是衡量井网系统强化程度的一项重 

择 选 与 较 比 的 网 井 水 注 积 面 用 常 种 二 井水 点注 五的 增 7藏 ( 明油 网 指透 井 渗 元 点低 单 特特 水与 注透 增 院 的渗 完 统低 统 研 系于 系 发 网用 网 开 井适 井 探 积, 劫 面式 式 局 用方 方 理 常水 入 管 种注 注 油 三种 石 1一 度 庆 析的 速 大 分化 油 地强 采 鸵最 系中 同 较同 井 文井 积 本积 面 面 要是 词度 

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维普资讯 http://www.cqvip.com 36 大庆石油地质与开发 P.G.O.D.D. 第13卷 要指标。由表1可见,五点井网系统的注采强度最大。 二、 不同井网系统的注水波及系数 井网系统中油水井间的平面几何关系对注入水波及系数影响很大。从平面上来看,注水 和采油均在井点上进行,在均匀井网内,连接注水井和采油井间的直线,是两井间的最短流 线,在该直线上压力梯度最大,注入水在平面上将首先沿着这条直线推进到采油井,以后才 沿其它流线逐渐波及到油层的其它部位。因此,当采油井见水时,在注水井与采油井间只有 部分储层面积为水所扫及。 对于均匀油层,不同井网系统的注水波及系数可用下述关系式加以确定: 五点井网系统 K 一0.718E 四点井网系统 K 一0.743E 反九点井网系统 K 一0.525E E一[(1+脚)/(2 )] 

一号黑 ㈩ 

式中 ——水油流度比; ——前缘平均含水饱和度; K。、K ——油相和水相渗 透率;s ——束缚水饱和度。 (1)式表明,井网系统的注水波及系数主要决定于水油流度比,水油流度比越大,井网 面积扫及效率越低,当流度比一定时,五点与四点井网的注水波及系数相近,反九点井网最 低。 反九点井网系统注水波及系数低,主要原困是边井和角井井距相差√2倍,当边井见水 时,水线前沿距角井还有相当大的距离。 对于平面连续性较差的油层,注水波及系数受到井网系统的显著影响。井距越小,注水 波及系数越大。而在三种常用面积井网中又以五点系统为最高。 

三、 不同井网系统的水驱控制程度 水驱控制程度的大小直接影响油藏的水驱采收率。通过不同井网系统的统计分析,得到 了如下的水驱控制程度关系式,即 

一1~√ exp(一KC (2) 式中吖——注采井数比; ——井距,171; ——井网系统单井控制面积与井距平方之间 的换算系数(四点井网系统 —O.866,五点和反九点井网系统 一1); K——已知的常数; c——砂体面积,m。。 (2)式表明:井网水驱控制程度取决于注水系统、井距大小和砂体分布面积。 · 井距愈小,砂体分布面积愈大,井网水驱控制程度愈高(井距大小还受到开发经济指标 制约)。因此,在井距和砂体分布面积一定的条件下,五点井网系统具有较高水驱控制程度。 

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第1期 三种常用面积注水井网的比较与选择 37 犀 剿 

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#距, 圈1朝阳沟、榆树林、龙虎泡油田试验区 井冈水驱控制程度 

图1是用朝阳淘和榆树林油田生产试验区砂 体分布资料,应用计算机统计的不同井网系 统的水驱控制程度图。 可以看出,随着注采井数比和井网密度 的增加,水驱控制程度亦相应增加。在相同 井距下,五点和四点注水系统的井网水驱控 制程度都高于反九点。采用9X10‘m /井的 井阿密度,五点井阿系统的井网水驱控制程 度达到8O 。 

四、 不同井网系统的采油速度 在单元井阿中,在注采平衡的条件下,可 以推导出如下的关采式: Tl 。M … 口万 7 __面 03) 

式中 ——采油速度,小数;, ——注水强度,rn /(d m); ——油井井网密度,口/ km ;M——注采井数比;A——单储系数,1O t/(km .m);B/,-——原油体积挟算系数; ,——油井含水率,小数;T——采油井年生产天数,d。 由(3)式看出;影响井网单元采油速度的主要因素是井阿系统的注采强度 M。在相同 含水率、相同注水强度条件下,五点井网系统的采油速度最高,四点井网系统次之,反九点 井同系统最低。因此,对于低渗透非均质严重的油藏,采用五点井同系统将会得到较高的采 油速度。 应用国内15个低渗透油藏的开发资料,通过多元分析后得到下述采油速度关系式: Vo一2.2755—1.476X10_ N一9.497X10-2 一4.73X10 ,1o (4) l 式中 ——开发前五年平均采油速度,小数} Ⅳ——单井控制储量,10‘t/井i —— 

注采井数比; ——油井井阿密度,m /井。 复相关系数R一0.87,剩余标准差 =0.19。 由(4)式可以看出,随井阿密度和注采井数比的增加,油藏的采油速度增加。 表2为两组流度不同的低渗透油藏实际开发资料,其中一组油藏的流度较高,另一组油藏 的流度较低,而采油速度却截然相反。分析表明,流度高而采油速度低的油藏,注采井数比和井 舟密度都较小;而流度低采油速度高的油藏,则具有较高注采井数比和井网密度 表2 

统计 有效 空气 注采 平 均 袖藏 厚度 渗透率 原袖帖度 赢 度 单井储量 井数比 井网密度 采油速度 

( P s) m /(mPa·s)] (10‘c) <10‘ /井) (十 Cm) ( m ) <无园次) ( ) 

4.3×1o一2 .83 6 03×10— 1;3.99 l7,7 8,5 8.85×10 l6 l 1.27X10— 1I 2 92 l_ 9 

应用数值模拟计算也可以看出,注采井数比大的方案,即强化注水系统,其采油速度和 采收率等指标都优于注采井数比小的方案。说明对于低渗透油藏采用强化注水系统,有利于 

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维普资讯 http://www.cqvip.com 38 大庆石油地质与开发 P.G.O.D.D. 第l3卷 提高油藏最终开发效集。 五、 井网系统调整的灵活性 井网调整的灵活性是井网系统选择的重要依据之一。在开发设计阶段,当设计者还未详 尽地了解井掌握油藏的地质特征时,首先设计一套可以灵活调整的井网系统,可避免开发中 出现决策性的失误。 1.反九点井网系统 当采用反九点井网系统进行注水开发时,如果开发过程中发现,注入水沿角井方向推进 较快,说明储层中定向渗透性或裂缝沿角井方向分布,应当适时转注角井,将反九点注水系 统转化为五点注水系统。如果发现水沿边井方向突进较快,则转注边井,将反九点系统转化 为直线排状注水系统。通过这种转化可以扩大注水波及系数,提高注水开发效果。对于裂缝 性油藏,在裂缝未搞清楚的情况下,初期选择反九点系统,在调整上具有较大的灵活性。 2.五点井网系统 

C 如果已选用五点井网系统进行注水开发,开发 过程中发现油井水淹较快,说明注采井间存在定向 渗透性或裂缝。此时可把原来的四角注水井关闭,把 中心的一口采油井转注 与相邻的四口采油井构成 D 新的五点井网系统(图2)。转化后的井网注水方向 与裂缝走向成45。夹角。这种转化的实质是将小五 点改成大五点井网系统,如果原井网井距为a,转化 后井距则为/2 n。显然这种转化可以大大增加注 水波及系数,然而,由于井距增大,对于平面分布 囤Z小五点转化为大五点井同糸统 不连续的油层,井网水驱控制程度会有所降低。 (ABCD为小五点,A’B'C'D’为大五点) 3.四点井网系统 四点井网系统,一口采油井周围同时存在三个来水方向,无论那一方向上存在定向渗透 性或裂缝,由于油水井同时分布在该方向上,因此,开发过程中很难根据注水动态进行灵活 调整,这是四点井网系统的主要缺点。 结论 (1)五点井网系统的注采强度、注水波及系数和井网控制程度都明显优于其它两种井网 系统,是开发低渗透油藏最理想的一种注水系统。 (2)大庆长垣外围油藏,例如榆树林和朝阳沟油田,多为特低渗透油藏。储层渗透能力 低,砂体平面连续性差,开发这类油藏,应当采取比较强化的井网系统,即在经济允许的条 件下适当缩小井距或增加注采井数比,以提高井网的水驱控制程度。或以反九点井网为基础, 根据地下油层的具体情况,采用不规则的注水方式,使主要油层注采完善,受到水驱,不必 局限于规范的反九点注水方式。 . (3)如果油藏存在定向渗透性或裂缝,先选用反九点井网进行开发,一旦搞清定向渗透 性或裂缝后,就应适时将其转化为五点或直线排状井网,以最大限度地提高油田注水开发效 果。 ’ (车文收到日期1993年4月6日) 编辑孙桂荣 

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