低渗透油藏压裂水平井油藏工程探究

甘庆明,牛彩云,吕亿明

（中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院,710000）

低渗透油藏压裂水平井油藏工程探究

甘庆明,牛彩云,吕亿明

（中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院,710000）

该文针对低渗透油藏压裂水平井，利用油藏数值模拟方法，研究低渗透油藏压裂水平井的产量递减规律、含水上升规律和水驱特征规律等油藏工程。在五点法、七点法注采井网下研究压裂水平井的最终采收率。结果表明：低渗透油藏压裂水平井初期产液量较高，产量递减比较快，而后很快进入缓慢递减、平稳变化阶段；在五点法、七点法注采井网下，低渗透油藏压裂水平井开采的最终采收率在20%左右，七点法井网的含水上升速度更快，五点法井网的最终采收率更高。

低渗透油藏；压裂水平井；油藏工程

0 引言

由于我国低渗透油藏的渗透率低，渗流阻力大，连通性差，油井自然产能很低，无法满足经济开发的需求，因此，为了提高单井产量，改善开发效果，需要对低渗透油藏的开发技术进行有效的压裂改造。低渗透油藏的地层压裂是在地层内部压开并填充较长的人工裂缝，以增大低渗透岩石的裸露面积，即与井筒沟通的面积，减小流体的渗流阻力，在井筒附近地层形成高导流能力的通道供油气渗流，达到增产的目的。

目前，针对低渗透油藏压裂水平井的油藏工程研究已经成为低渗透油藏开发的重要研究焦点，而对注采井网下的压裂水平井油藏工程研究较少。针对此，本文利用油藏数值模拟方法建立了低渗透油藏压裂水平井的注采井网模型，研究了压裂水平井的产量递减、含水上升及最终采收率等油藏工程问题，为低渗透油藏压裂水平井高效开发提供理论指导。

1 低渗透油藏压裂水平井模型

1.1 低渗透油藏基础数据

根据长庆油田某油藏基础数据，分别建立五点法注采井网和五点法注采井网的油藏数值模拟理论模型，研究低渗透油藏压裂水平井的生产特征及变化规律。

1.2 低渗透油藏压裂水平井注采井网模型

利用油藏数值模拟软件建立低渗透油藏压裂水平井五点法注采井网模型和七点法注采井网模型

在注采井网模型中：压裂水平井的水平井筒长度300m，裂缝条数4条，裂缝半长80m，裂缝导流能力30D·cm。注水井同步注水20m3/d，压裂水平井定压（10MPa）生产。

2 产量递减规律研究

2.1 裂缝长度对压裂水平井产量的影响

裂缝越长，压裂水平井产量越高，同样随着压裂缝长度的增加，产量增幅逐渐减小，产量增长与裂缝长度并非呈简单线性关系，主要是由于考虑了裂缝导流能力，即裂缝有限导流，裂缝越长裂缝内阻力也越大。

2.2 裂缝导流能力对压裂水平井产量的影响

裂缝导流能力越大，压裂水平井产量越高递减速度也越快，但随着压裂缝导流能力的增加产量增幅逐渐变小。其主要原因在于，当压裂缝导流能力过低时，而油层供给能力比较强，使得在裂缝附近流体聚集，产生附加阻力。这时如果增加裂缝导流能力解除这部分，附加阻力产量明显上升。当压裂缝裂缝导流能力过高时，而 油层供给跟不上 ，出现“抽空”现象，表现为导流能力的增加。产量增幅减小。因此需要优化压裂缝的导流能力，使得裂缝导流能力与油层供给能力相一致。

2.3 水平井段长度对压裂水平井产量的影响

压裂水平井水平井段长度越长，水平井的日产油量越高。而在开发后期水平井段长度对水平井的产量影响不明显。低渗透油藏压裂水平井初期产液量较高，产量递减比较快，而后很快进入缓慢递减、平稳变化阶段。主要是由于初期阶段，近裂缝周围渗流阻力小，产量高。随着压力波传播，泄油半径增大，渗流阻力变大，产量减小，而且先期递减快，后期递减慢。在注采井网下，地层能量得到有效补充可以延缓产量递减速度、缩短快速递减期维持较高的稳产水平。

3 含水上升规律研究

3.1 裂缝长度对压裂水平井含水上升的影响

压裂水平井的裂缝长度越长，水驱前缘到达裂缝的时间越短，压裂水平井的低含水生产期越短，含水上升速度越快。

3.2 裂缝导流能力对压裂水平井含水上升的影响

裂缝导流能力越大，压裂水平井的含水上升速度越快，但是随着裂缝导流能力的增加，含水上升的幅度减小。压裂水平井的含水在生产初期变化较小，经过含水平稳阶段后，含水急剧上升。裂缝长度对含水平稳期的长短有较大影响，而裂缝导流能力对含水上升速度影响较大。

图1 五点法注采井网下水驱特征曲线

4 水驱特征曲线研究

4.1 五点法注采井网下水驱特征曲线

由水驱特征曲线可知：在油田注水开发前期，油田初见水，含水上升缓慢，开发井区处于高产、稳产期；油井见水后，井区进入含水上升期，含水上升比较快，直线呈上翘形式。

结合采出程度变化曲线，五点法注采井网下井区高产稳产期（采出程度＜8%）接近于10年。

4.2 七点法注采井网下水驱特征曲线

图2 七点法注采井网下水驱特征曲线

七点法注采井网下的水驱特征曲线规律与五点法注采井网下的水驱特征曲线规律相似。结合采出程度变化曲线，七点法注采井网下井区高产稳产期（采出程度＜8.5%）接近于10年。

4.3 五点法、七点法注采井网开采效果对比

图3不同注采井网下含水上升曲线及水驱特征曲线

由图可知：五点法井网和七点法井网都有较好的稳产阶段，当采出程度达到8%以后，含水上升开始对压裂水平井的开发效果产生明显影响。相比之下，七点法井网的含水上升速度更快，但同时产液能力更强，开发效果更好，五点法井网的最终采收率更高。

5 结论

（1）裂缝参数对压裂水平井的生产动态有明显影响。其中，裂缝半长越长、水平段长度越大，压裂水平井初期产液量越高，含水上升越快，注水见效后产液量回升也越明显。裂缝导流能力对压裂水平井生产动态影响较小。

（2）在五点法、七点法注采井网下，低渗透油藏压裂水平井开采的最终采收率在20%左右。七点法井网的含水上升速度更快，但同时产液能力更强，开发效果更好。

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甘庆明，男，1977年生，河南信阳人，工程师，2004年毕业于西安石油大学油气田开发专业获硕士学位，主要从事采油工艺技术研究及推广工作。

Study of Reservoir Engineering of Fractured Horizontal Well in Low Permeability Reservoir

Gan Qingming,Niu Caiyun,Lv Yiming
（Research Institute of Oil and Gas Technology,Changqing Oilfield Company,CNPC,710000）

Through research on fractured horizontal wells in low permeability reservoir using numerical simulation method,patterns related to reservoir engineering including production decline,water cut increasing and water drive characteristic are analyzed.Ultimate recoveries of a fractured horizontal well in the five-spot well pattern and in the seven-spot well pattern are discussed.The results show that,for fractured horizontal wells in low permeability reservoir,well potential declines drastically from high initial liquid production rate in a short time,and then shows some tendency to level off at a relatively low rate.In the five-spot well pattern and in the seven-spot well pattern,ultimate recoveries are both about 20%,the rate of water cut increasing is higher for the seven-spot pattern,but the ultimate recovery is higher for the five-spot pattern.

low permeability reservoir;fractured horizontal well;reservoir Engineering