BZ25-1低渗透油田压裂水平井参数优化

钟家峻，廖新武，赵秀娟，徐文江，戚涛，蒋鏖

（1.西南石油大学石油工程学院，四川成都 610500；2.中海石油（中国）有限公司天津分公司勘探开发研究院，天津 300452；3.中海石油（中国）有限公司开发生产部，北京 100010）

BZ25-1低渗透油田压裂水平井参数优化

钟家峻1，廖新武2，赵秀娟2，徐文江3，戚涛1，蒋鏖1

（1.西南石油大学石油工程学院，四川成都 610500；2.中海石油（中国）有限公司天津分公司勘探开发研究院，天津 300452；3.中海石油（中国）有限公司开发生产部，北京 100010）

为研究海洋低渗透油田压裂水平井参数，针对BZ25-1油田目前地质、开发特征，应用Eclipse软件建立压裂水平井机理模型，对低渗透压裂水平井参数进行优化。结果表明：BZ25-1油田水平井的水平段最优长度为400 m；水平段最优位置为储层中部；最优压裂裂缝条数为4；最优裂缝半长为90m。研究结果为类似油田压裂水平井参数优选问题提供了思路和借鉴。

低渗透；压裂水平井；参数优化；BZ25-1油田

0 引言

低渗透油田通常采用压裂改造和水平井开发提高单井产量，增加单井控制储量和可采储量，以达到经济高效开发的目的[1-6]。

目前国内外低渗透油田的压裂水平井参数优化研究主要集中于陆地油田[7-11]，对海洋低渗透油田研究较少。由于海洋低渗油田开发投资高、操作成本高、海洋平台的寿命和承载能力有限等因素，海洋与陆地低渗油田的研究有所差别[12]。BZ25-1油田是典型的海上低渗透油田[13]，主力储层平均渗透率为1.9×10-3μm2。笔者基于该油田的地质和开发特征，应用Eclipse软件建立机理模型，对水平段长度、水平段纵向位置、裂缝条数和裂缝长度进行优化。

1 水平井机理模型的建立

1.1 参数选择

根据BZ25-1油田沙三5井区实际地质情况，设置平面上1 200m×1 000m的矩形油藏，纵向上分5个层位，其中1，3，5层为有效储层，储层有效厚度为20m，2，4层为隔层，隔层厚度为5m，机理模型网格总节点数为60×50×14，网格尺寸20m×20m×5m。各层物性参数见表1。油藏顶面深度为3 708m，油水界面深度为3 830m，地层压力为57.5MPa，压力系数为1.496。

表1 机理模型油藏参数

根据BZ25-1油田沙三5井区PVT及岩石压缩实验结果，设置机理模型PVT参数:溶解气油比98m3/ m3，泡点压力16.38MPa，水的压缩系数5.52×10-4MPa-1，原油体积系数1.444m3/m3，原油压缩系数1.26×10-3MPa-1，原油黏度0.993mPa·s，原油密度0.864 g/cm3，岩石压缩系数2.7×10-6MPa-1。模型所用相渗曲线如图1所示。

图1 机理模型相渗曲线

1.2 裂缝描述

该模型利用局部网格加密结合等效渗流能力模拟压裂裂缝。根据沙三5井区地质及压裂工艺实际情况，对裂缝所在位置的网格进行局部加密，将一个网格加密成3个网格，3个网格大小比例设计为19∶2∶19，将比例为2的局部网格作为裂缝，且压裂裂缝垂直于水平井井筒。加密后的裂缝网格尺寸仍远大于实际裂缝宽度，若把网格加密到裂缝宽度则造成不收敛，所以利用等效裂缝导流能力来近似模拟[14-16]。根据BZ25-1油田现场压裂结果，将加密裂缝网格渗透率设置为50×10-3μm2。同时，受制于压裂工艺，有效压裂裂缝缝高为70 m，被水平段纵向位置平分，即水平井上下各35m。

2 水平井水平段参数优化

2.1 水平段长度

为了研究水平段长度对模型水平井累计产油量的影响，设计9种水平段长度方案，分别为200，250，300，350，400，450，500，550，600m。利用油井的自然能量生产，模拟得到不同水平段长度对应的累计产油量（见图2）。由图2可知，随着水平段长度的增加，累计产油量逐渐增加，但是当水平段长度大于400m后，其累计产油量增幅很小，如增加水平段长度，就会增加钻井投资，故水平段最优长度为400m。

图2 水平段长度对累计产油量的影响

2.2 水平段纵向位置

为了研究水平段纵向位置对模型水平井累计产油量的影响，设计3种水平段纵向位置优化方案:水平段横穿第1层，压裂连通1，3层；水平段横穿第3层，压裂连通上、下储层；水平段横穿第5层，压裂连通3，5层。3种方案中，水平段长度均为400m，压裂3段，裂缝半长为90m，利用油藏自然能量生产，模拟结果见图3。由图3可知，水平段横穿第1层和第5层2种方案的累计产油量都比水平段横穿第3层的低，故水平段纵向位置最优方案为横穿第3层，即中间层位。

图3 水平段纵向位置对累计产油量的影响

3 水平井压裂参数优化

3.1 裂缝条数

为了研究压裂裂缝条数对模型水平井累计产油量的影响，在水平段长度为400m，水平段位置为横穿中间层的基础上，设计4种裂缝条数方案，分别为2，3，4，5条。水平井压裂通常不会在水平段的根端和趾端，裂缝分别距离两端20m，以上4个方案对应的裂缝间距分别为360，180，120，90m，裂缝半长为90 m，利用油藏自然能量生产。不同裂缝条数对水平井的累计产油量影响见图4。

由图4可知，随着水平井压裂裂缝条数增加，累计产油量逐渐增加，但当裂缝条数大于4以后，累计产油量增幅减小，故在最优水平段长度为400m时，最优压裂裂缝条数为4。

图4 裂缝条数对累计产油量的影响

3.2 裂缝长度

为了研究压裂裂缝长度对模型水平井累计产油量的影响，在水平段最优长度为400m，裂缝条数为4，水平段位置为横穿中间层的基础上，设计5种裂缝半长方案进行优化研究，分别为50，70，90，110，130m。不同水平井压裂裂缝半长的累计产油量对比见图5。

图5 裂缝半长对累计产油量的影响

由图5可知，水平井累计产油量随着裂缝半长增加而增大，当裂缝半长大于90m时，水平井累计产油量增长幅度略变小，故最优裂缝半长为90m。

4 结论

1）根据BZ25-1油田地质情况，建立了以沙三5井区为背景的机理模型，并采用局部网格加密结合等效渗流能力近似模拟水平井压裂裂缝。

2）根据机理模型对压裂水平井参数进行优化，得到BZ25-1油田的水平井水平段最优长度为400m，水平段最优位置在储层中部，最优压裂裂缝条数为4，最优裂缝半长为90m。

[1]汪全林，廖新武，赵秀娟，等.特低渗油藏水平井与直井注采系统差异研究[J].断块油气田，2012，19（5）:608-611.

[2]王传军，赵春明，赵秀娟.渤海BZ34低渗断块油田调整实践及其效果分析[J].断块油气田，2011，18（2）:244-247.

[3]隋微波，张士诚.低渗复杂断块整体压裂裂缝参数优化设计[J].石油勘探与开发，2007，34（1）:98-103.

[4]刘伟伟，苏月琦，王茂文，等.特低渗油藏压裂井注采井距与注水见效关系[J].断块油气田，2012，19（6）:736-739.

[5]程百利.腰英台油田压裂改造工艺技术研究[J].断块油气田，2011，18（7）:123-125.

[6]徐冬梅.异常高压低渗透油藏注水优化分析:以史南油田史深100区块为例[J].断块油气田，2012，19（3）:332-335.

[7]田冷，何永宏，王石头.超低渗透油藏水平井参数正交试验设计与分析[J].石油天然气学报，2012，34（7）:102-108.

[8]马新仿，樊凤玲，张守良.低渗气藏水平井压裂裂缝参数优化[J].天然气工业，2005，25（9）:61-63.

[9]姜晶，李春兰，杨敏.低渗透油藏压裂水平井裂缝优化研究[J].石油钻采工艺，2008，30（4）:50-52.

[10]王记俊，郭平，王德龙，等.基于PEBI网格的水平井裂缝参数优化[J].天然气与石油，2013，31（1）:50-52.

[11]曲占庆，赵英杰，温庆志，等.水平井整体压裂裂缝参数优化设计[J].油气地质与采收率，2012，19（4）:106-110.

[12]韩大匡.中国油气田开发现状、面临的挑战和技术发展方向[J].中国工程科学，2012，12（5）:51-57.

[13]曾祥林，梁丹，孙福街.海上低渗透油田开发特征及开发技术对策[J].特种油气藏，2011，18（2）:66-68.

[14]赵振峰，吴晓东，黄伟.特低渗透油藏压裂水平井产能影响因素分析[J].石油钻采工艺，2011，33（4）:81-82.

[15]王永辉，蒋阗，路勇.低渗层重复压裂的数值模拟研究[J].石油勘探与开发，1997，24（4）:47-49.

[16]Bourdin B，Chukwudozie C，Yoshioka K.A variationalapproach to the numerical simulation ofhydraulic fracturing[R].SPE 159154，2012.

（编辑 朱丽）

Parameter optim ization of fractured horizontalwell in BZ25-1 low permeability oilfield

Zhong Jiajun1,Liao Xinwu2,Zhao Xiujuan2,Xu W enjiang3,Qi Tao1,Jiang Ao1

(1.School of Petroleum Engineering,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,China;2.Research Institute of Exploration and Developm ent,Tian jin Branch of CNOOC Ltd.,Tianjin 300452,China;3.Exp loitation and Production Depar tm ent of CNOOC Ltd., Beijing 100010,China)

In order to research the parametersof fractured horizontalwell inmarine low permeability oilfields,based on the current geologyand developmentcharacteristicsof BZ25-1Oilfield,thispaper takesadvantageofEclipse software toestablish themechanism modelof fractured horizontalwell.Theparametersoffractured horizontalwell inmarine low permeabilityoilfield areoptim ized.Results show that theoptimum length ofhorizontalwell in BZ25-1Oilfield is400m;theoptimalpositionofhorizontalsection is in themiddle partof reservoir;theoptimalnumbersof fracturesare4;the optimal fracture half-length is90m.Researches in thispaper provide new idealand reference forparameteroptimizationof fractured horizontalwellin BZ25-1Oilfield.

low permeability;fracturedhorizontalwell;parameteroptim ization;BZ25-1Oilfield

中海油“十二五”重大专项“海上三低油田难动用储量高效开发模式研究及实践”（CNOOC-SY-001）

TE348

A

2013-05-27；改回日期：2013-09-13。

钟家峻，男，1986年生，在读硕士研究生，主要从事油气田开发方面的研究工作。E-mail:490860868@qq.com。

钟家峻，廖新武，赵秀娟，等.BZ25-1低渗透油田压裂水平井参数优化[J].断块油气田，2013，20（6）:791-793.

Zhong Jiajun，Liao Xinwu，Zhao Xiujuan，et al.Parameter optimization of fractured horizontal well in BZ25-1 low permeability oilfield[J]. Fault-Block Oil&Gas Field，2013，20（6）:791-793.

10.6056/dkyqt201306028