羅紅芳

（延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 延安 716000）

延長油田WP區(qū)構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡南部。該區(qū)為典型的黃土地貌特征，溝谷梁峁縱橫交錯，地形很是復(fù)雜，地面海拔范圍是800～1300m。此次確定的研究區(qū)面積480km2，其中評價區(qū)面積130km2，屬低滲透油藏注水開發(fā)區(qū)域。為了合理部署該區(qū)域開發(fā)方案，選擇了注水評價區(qū)域。前期，為了更好的設(shè)計開發(fā)評價區(qū)域，需優(yōu)化設(shè)計井網(wǎng)密度。本次研究主要是優(yōu)化設(shè)計區(qū)域井網(wǎng)密度，為評價區(qū)開發(fā)提供依據(jù)。

影響水驅(qū)油藏采收率最主要的因素也是通過人們的動作作用，可以變動的因素就是井網(wǎng)密度。國內(nèi)常用的井網(wǎng)密度以口/km2表示（SPC），是指平均每平方千米開發(fā)面積所占有的井?dāng)?shù)。國際上把井網(wǎng)密度定義為單井控制的含油面積，以km2/井表示。本次評價區(qū)井網(wǎng)密度的確定兩種表示形式均有涉及，最終的井網(wǎng)密度參數(shù)就以國內(nèi)表示方法為準(zhǔn)。通過井網(wǎng)密度的表示方法我們也可以看到?jīng)Q定井網(wǎng)密度應(yīng)從地質(zhì)和經(jīng)濟因素兩個方面考慮。一般來講，擴大井網(wǎng)密度，雖然有利于提高采收率，但從經(jīng)濟角度來講，過高的井網(wǎng)密度也會因投入過大而使經(jīng)濟效益變差。因此，在低滲油田的開發(fā)中，確定合理的井網(wǎng)密度開發(fā)顯得尤為重要。

合理的井網(wǎng)密度是指在以經(jīng)濟效益為中心的原則下綜合各項有關(guān)技術(shù)、經(jīng)濟指標(biāo)，其中包括水驅(qū)控制儲量、采油速度、最終采收率、鉆井和地面建設(shè)等投資、原油價格、成本等等因素，最后得到經(jīng)濟效益最佳、最終采收率也高的井網(wǎng)密度計算合理井網(wǎng)密度的方法較多，但每種方法都有其自身的優(yōu)缺點，本文將優(yōu)選幾種方法具體研究。

一、井網(wǎng)密度與采收率的關(guān)系

根據(jù)國內(nèi)學(xué)者的研究結(jié)果，可將低滲透油藏采收率計算表示為：

ER=EC·Ed·EV

Ac：井網(wǎng)參數(shù)；Ke：油層有效滲透率，10-3μm2；

a：待定系數(shù)，無量綱，a通常取值在2～3之間；

h：油層有效厚度，m； So：含油飽和度；

Sc：井網(wǎng)密度，km2/井； C：注采井?dāng)?shù)比。

其中，Ec為油層連通程度，用井距為d的正方形井網(wǎng)開發(fā)儲層半徑為r的圓形儲層就是油層連通程度。

油層連通程度Ec與井距d和儲量半徑r之間的關(guān)系式為：

根據(jù)式（公式2）可以得到油層連通程度Ec與儲量半徑r的關(guān)系曲線（圖1），可以看出，對于500m的注采井距，當(dāng)儲量半徑為2000m～3000m是，油層連通程度為85%～90%，研究區(qū)儲量半徑一般小于3000m，因此油層連通程度通常小于90%。即使注采井距小到300m，儲量半徑達4000m，油層連通程度約為95%。對于低滲透油藏，應(yīng)該選擇與油層空間展布相匹配的開發(fā)井網(wǎng)。

圖1 不同注采井距下儲量半徑與油層連通程度的關(guān)系曲線圖

由上面提到的公式1，可以做出WP區(qū)不同注采井?dāng)?shù)比（R）下井網(wǎng)密度與采收率的關(guān)系圖，見圖2，從圖2我們可以看出，采收率和井網(wǎng)密度以及注采井?dāng)?shù)比之間都成正比關(guān)系。但是我們從下圖中不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)井網(wǎng)密度大于20口/km2時，隨著井網(wǎng)密度的增大，采收率的上升幅度就減小了。

圖2 WP區(qū)不同注采井?dāng)?shù)比（R）下井網(wǎng)密度與采收率關(guān)系

采收率按20%計算，注采井?dāng)?shù)比按0.5計算，評價區(qū)的井網(wǎng)密度確定為20口/km2。

二、確定經(jīng)濟極限井網(wǎng)密度

經(jīng)濟極限井網(wǎng)密度計算公式如下：

因此：

式中：Smin：經(jīng)濟極限井網(wǎng)密度，口/km2；T：井投入開發(fā)評價年限，a。

NA：儲量豐度，104t/km2；do：原油商品率；

ER：原油采收率；po：原油售價，元/t；

G：投資貸款利率；ID：平均單井鉆井投資，萬元/口；

Pco：原油操作成本，元/t；

IB：平均單井地面建設(shè)投資，萬元/口；

圖3是根據(jù)式（公式4）作不同采收率下經(jīng)濟極限井網(wǎng)密度與原油價格關(guān)系圖。如按評價區(qū)采收率17.5%計算，在原油價格為3300/噸時，得到WP區(qū)的經(jīng)濟極限井網(wǎng)密度應(yīng)為20.67口/km2。

圖3 WP區(qū)油層經(jīng)濟極限井網(wǎng)密度與原油價格關(guān)系

三、確定合理井網(wǎng)密度

（一）謝爾卡喬夫法

關(guān)于井網(wǎng)密度和原油采收率的之間關(guān)系，前蘇聯(lián)謝爾卡喬夫院士推導(dǎo)出了比較科學(xué)合理的計算公式：

η0=η0e-as

后北京石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院俞啟泰等在此理論基礎(chǔ)上，引入經(jīng)濟學(xué)產(chǎn)出與投入的因素，推導(dǎo)出了計算合理井網(wǎng)密度的公式。

計算公式如下

目前常用的曲線交匯法就是在公式的基礎(chǔ)上，在f（S）—S的坐標(biāo)系中，作與井網(wǎng)密度有關(guān)的兩個函數(shù)的曲線，兩條曲線的交匯點所對應(yīng)的S值即為經(jīng)濟合理。

其中：A——含油面積，km2；

N——地質(zhì)儲量，×104t；

P——原油價格，元／t；

K——油層滲透率，10-3μm2；

B——單井總投資，萬元／well；

S——井網(wǎng)密度，well/km2。

應(yīng)用該方法計算得到該油層在一定油價下（3300元/t）合理井網(wǎng)密度為14.9口/km2（圖4）。

圖4 王坪區(qū)長7油層經(jīng)濟合理井網(wǎng)密度預(yù)測曲線（油價3300元/t）

（二）井網(wǎng)密度與采收率法

根據(jù)之前的研究已經(jīng)知道井網(wǎng)密度越大，采收率越高，但當(dāng)達到一定值后繼續(xù)增加井網(wǎng)密度，采收率的增加反而變緩了，且經(jīng)濟上并不合算，確定的這個值就是合理井網(wǎng)密度，也叫最低井網(wǎng)密度。

采收率和井網(wǎng)密度之間成正比關(guān)系，會隨之的增長而提高，但是井網(wǎng)密度達到了一定值后，采收率隨之上升的速度變小，且經(jīng)濟上并不合理，確定的這個值就是合理井網(wǎng)密度，也叫最低井網(wǎng)密度。

假設(shè)油田鉆井和地面建設(shè)的單井總費用為F元，則油田總的建設(shè)投資為A×f×F。如果原油的采油成本為C元/t，則總的采油成本為N×ER×C。若原油稅后價格為P元/t，則開發(fā)油田的銷售收入為N×ER×P，投資貸款利率為R，評價年限為T。因此，油田開發(fā)總盈利為：

M=N·ERP-A·f·F-N·ER·C（1+R）T/2

M=N·ER（P-C）-A·f·F（1+R）T/2

為求最優(yōu)井網(wǎng)密度，對式上式中的f求導(dǎo)，得

因此，最優(yōu)井網(wǎng)密度滿足下面的方程

圖4 WP區(qū)不同油價與最優(yōu)井網(wǎng)密度的關(guān)系

用迭代法解方程（公式5），得最優(yōu)井網(wǎng)密度，作不同油價下盈利額與井網(wǎng)密度的關(guān)系圖形（見圖4），由此可以看出，井網(wǎng)密度會隨著原油售價的增加而增加，綜合研究，當(dāng)原油售價維持在3300元/噸時，評價區(qū)的最優(yōu)井網(wǎng)密度確定為15.8口/km2。

綜上所述，根據(jù)井網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計研究發(fā)現(xiàn)，無論是確定經(jīng)濟極限井網(wǎng)密度，還是合理井網(wǎng)密度，井網(wǎng)密度均會隨著原油售價上漲而增大，由此可見在確定井網(wǎng)密度是既要明確采收率，也要明確原油價格，在不同的采收率下井網(wǎng)密度與原油價格是有關(guān)的。據(jù)此，最終確定WP區(qū)采收率按17.5%計算，當(dāng)原油價格為3300/噸時，得到WP區(qū)的經(jīng)濟極限井網(wǎng)密度為20.67口/km2，合理井網(wǎng)密度為15.8口/km2。基于開發(fā)效果和經(jīng)濟效果的雙重考慮，延長油田WP區(qū)的最終井網(wǎng)密度確定為15.8口/km2。