馬時(shí)剛，李清瑤

（1.中海石油（中國(guó)）有限公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)部，北京 100010；2.中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249）

0 引言

帶油環(huán)氣藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中，隨著氣油界面的上升，油環(huán)將會(huì)錐進(jìn)入氣區(qū)，干擾氣井生產(chǎn)，影響平穩(wěn)供氣；同時(shí)，錐進(jìn)入氣區(qū)的原油將成為死油而無(wú)法采出，降低油環(huán)的開(kāi)發(fā)效果。因此，維持氣油界面穩(wěn)定對(duì)于帶油環(huán)氣藏的開(kāi)發(fā)至關(guān)重要［1-4］。

由于直井與油層之間的接觸方式為點(diǎn)接觸，井底附近的壓降漏斗呈對(duì)數(shù)分布，油氣（水）界面會(huì)呈現(xiàn)“錐形”突進(jìn)；水平井水平段與油層之間的接觸方式為線接觸，水平段附近的壓降呈線性分布，油氣（水）界面會(huì)形成“脊形”突進(jìn)。在產(chǎn)量相同情況下，水平井井底附近的壓降將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直井井底，故水平井對(duì)抑制底油（水）錐進(jìn)，控制油氣（水）界面穩(wěn)定性更為有效［5-8］。

1 氣藏特征

錦州×油氣田主體區(qū)為北東向展布、較完整的斷裂半背斜構(gòu)造，Ⅱ油組為一個(gè)帶油環(huán)的層狀邊水凝析氣藏［9-11］，其氣油界面在-2 156 m，油水界面在-2 184 m，油環(huán)油柱高度僅為28 m。主體區(qū)地面原油密度為0.807～0.836 g/cm3， 黏度為 1.67～3.31 mPa·s， 含蠟量9.22%～12.23%，凝固點(diǎn) 14～26℃，具有密度小、黏度低、凝固點(diǎn)和含蠟量高等特點(diǎn)。

作為聯(lián)合供氣體系的產(chǎn)能接替，計(jì)劃在主體區(qū)Ⅱ油組氣區(qū)部署一批氣井。在生產(chǎn)過(guò)程中，如何減緩氣油界面和油水界面的上升，防止油水錐進(jìn)干擾氣井，保持氣井穩(wěn)定生產(chǎn)，同時(shí)提高油環(huán)儲(chǔ)量的動(dòng)用程度，是油藏工程師的研究方向。為此，本文根據(jù)水平井的開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)，采用數(shù)值模擬研究方法，對(duì)油環(huán)區(qū)部署水平井、保持氣油界面和油水界面穩(wěn)定等方面進(jìn)行了研究，為制定合理開(kāi)發(fā)方案、提高該區(qū)的油氣采收率提供依據(jù)。

2 數(shù)值模擬研究

根據(jù)井資料建立錦州×油氣田主體區(qū)Ⅱ油組數(shù)值模型，采用ECLIPSE300組分模型軟件，對(duì)水平段縱向位置、長(zhǎng)度、合理采油速度等參數(shù)進(jìn)行研究和優(yōu)化［12-17］。

2.1 水平段縱向位置優(yōu)化

設(shè)計(jì)了水平段縱向距氣油界面距離分別為2，6，10，12，14，15 m 等 6 種方案進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果見(jiàn)圖 1。

圖1 油、氣井累計(jì)產(chǎn)量與水平段距氣油界面距離的關(guān)系

隨著水平段縱向上與氣油界面距離的增加，一方面，水平油井受氣頂?shù)挠绊懡档?，氣油比降低，累?jì)產(chǎn)油量增加，同時(shí)，水平段附近的線性壓降對(duì)氣油界面的影響也隨之減弱，油環(huán)會(huì)部分錐進(jìn)入氣區(qū)，干擾氣井的生產(chǎn)，導(dǎo)致氣井產(chǎn)油量增加；另一方面，水平段縱向上距氣油界面越遠(yuǎn)，距油水界面就越近，水平油井受邊水的影響增強(qiáng)，產(chǎn)水量顯著增加。通過(guò)指標(biāo)對(duì)比，綜合考慮油、氣井開(kāi)發(fā)效果，得出水平段縱向上距氣油界面10 m（水平段處于縱向上距氣油界面1/3油層厚度的位置）時(shí)效果最佳。

2.2 水平段長(zhǎng)度優(yōu)化

在優(yōu)化了水平段縱向上最佳位置的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了水平段長(zhǎng)度分別為 150，200，250，300，350，400 m 等6種方案。隨著水平段長(zhǎng)度的增加，泄油面積增大，提高了原油動(dòng)用程度，油井累計(jì)產(chǎn)油量增加；同時(shí)，水平段的線性壓降范圍增大，更大范圍的氣油界面得到穩(wěn)定控制，油環(huán)錐進(jìn)減小，氣井受到的干擾降低，產(chǎn)油量減少，保證了穩(wěn)定供氣。當(dāng)水平段長(zhǎng)度超過(guò)300 m以后，水平井的優(yōu)勢(shì)效果不顯著（見(jiàn)圖2），故從開(kāi)發(fā)效果和鉆井成本綜合考慮，水平段長(zhǎng)度優(yōu)選為300 m。

圖2 油、氣井累計(jì)產(chǎn)油量與水平段長(zhǎng)度的關(guān)系

2.3 合理工作制度優(yōu)化

由于受到供氣合同的制約，油田日產(chǎn)氣量需保持穩(wěn)定。對(duì)于油環(huán)區(qū)水平油井而言，為了保證氣油界面的穩(wěn)定，降低油環(huán)錐進(jìn)干擾氣井穩(wěn)定生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)水平井工作制度進(jìn)行了優(yōu)化。在水平段縱向位置和長(zhǎng)度優(yōu)化基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了采油速度分別為1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，4.0%等6種方案，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 油、氣井累計(jì)產(chǎn)油量與采油速度的關(guān)系

通過(guò)指標(biāo)對(duì)比可知：當(dāng)油環(huán)區(qū)水平油井采油速度較小時(shí)，氣油界面局部上升，原油錐進(jìn)干擾氣井生產(chǎn)；隨著水平油井采油速度的提高，氣油界面相對(duì)穩(wěn)定，油環(huán)錐進(jìn)減少，氣井受到干擾的影響減少，產(chǎn)油量降低。但過(guò)高的采油速度會(huì)加劇氣頂和邊水錐進(jìn)，影響油井生產(chǎn)。綜合考慮油和氣的開(kāi)發(fā)效果，將水平油井合理采油速度優(yōu)化為2.0%（產(chǎn)油量約為120 m3/d）。

3 實(shí)例分析

錦州×油氣田于2007年底投產(chǎn)，主體區(qū)Ⅱ油組氣區(qū)部署2口定向氣井?？紤]油田的地質(zhì)儲(chǔ)層特征和鉆完井難度，在油環(huán)區(qū)部署1口水平井A4h，水平段長(zhǎng)340 m，水平段距氣油界面8 m。在投產(chǎn)后的一年內(nèi)，油井按照合理的采油速度生產(chǎn)，氣區(qū)和油環(huán)區(qū)地層壓力同步下降，氣油界面相對(duì)穩(wěn)定（見(jiàn)圖4）。

隨著冬季環(huán)境溫度降低，由于地層原油含蠟量和析蠟點(diǎn)高的影響，引起油井井筒析蠟和海管堵塞，水平油井停產(chǎn)半年，導(dǎo)致氣區(qū)和油環(huán)區(qū)地層壓力下降不一致（見(jiàn)圖5），氣油界面抬升，損失部分原油。在后續(xù)的生產(chǎn)中，油環(huán)內(nèi)增加了 2口水平井（A7h，A10h），加快了油環(huán)區(qū)的生產(chǎn)，以便保持油氣區(qū)地層壓力同步下降。

圖5 錦州×油氣田主體區(qū)Ⅱ油組地層壓力剖面

實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)和數(shù)值模擬均表明，優(yōu)化設(shè)計(jì)的水平井能延緩邊底油水的錐進(jìn)速度，保持氣油和油水界面穩(wěn)定（見(jiàn)圖6），保證了氣井穩(wěn)定生產(chǎn)，滿足了供氣需求，還提高了原油動(dòng)用程度，提升了油田整體開(kāi)發(fā)效果。

圖6 錦州×油氣田主體區(qū)Ⅱ油組油氣水飽和度變化趨勢(shì)

4 結(jié)論

1）帶油環(huán)氣藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中，隨著氣油界面的上升，油環(huán)將會(huì)錐進(jìn)入氣區(qū)，干擾氣井生產(chǎn)，同時(shí)，錐進(jìn)入氣區(qū)的原油將成為死油而無(wú)法采出，降低油環(huán)的開(kāi)發(fā)效果。因此，維持氣油界面的穩(wěn)定對(duì)于帶油環(huán)氣藏的開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。

2）水平段與油層之間為線接觸方式，油氣（水）界面會(huì)形成“脊形”突進(jìn)。在采出同樣儲(chǔ)量情況下，水平井底附近的壓降將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直井，故水平井對(duì)抑制底油（水）錐進(jìn)，控制油氣（水）界面穩(wěn)定更為有效。

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