带油环边水气藏水平井开发优化设计

马时刚，李清瑶

（1.中海石油（中国）有限公司开发生产部，北京 100010；2.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京 102249）

0 引言

带油环气藏开发过程中，随着气油界面的上升，油环将会锥进入气区，干扰气井生产，影响平稳供气；同时，锥进入气区的原油将成为死油而无法采出，降低油环的开发效果。因此，维持气油界面稳定对于带油环气藏的开发至关重要［1-4］。

由于直井与油层之间的接触方式为点接触，井底附近的压降漏斗呈对数分布，油气（水）界面会呈现“锥形”突进；水平井水平段与油层之间的接触方式为线接触，水平段附近的压降呈线性分布，油气（水）界面会形成“脊形”突进。在产量相同情况下，水平井井底附近的压降将远远小于直井井底，故水平井对抑制底油（水）锥进，控制油气（水）界面稳定性更为有效［5-8］。

1 气藏特征

锦州×油气田主体区为北东向展布、较完整的断裂半背斜构造，Ⅱ油组为一个带油环的层状边水凝析气藏［9-11］，其气油界面在-2 156 m，油水界面在-2 184 m，油环油柱高度仅为28 m。主体区地面原油密度为0.807～0.836 g/cm3， 黏度为 1.67～3.31 mPa·s， 含蜡量9.22%～12.23%，凝固点 14～26℃，具有密度小、黏度低、凝固点和含蜡量高等特点。

作为联合供气体系的产能接替，计划在主体区Ⅱ油组气区部署一批气井。在生产过程中，如何减缓气油界面和油水界面的上升，防止油水锥进干扰气井，保持气井稳定生产，同时提高油环储量的动用程度，是油藏工程师的研究方向。为此，本文根据水平井的开发优势，采用数值模拟研究方法，对油环区部署水平井、保持气油界面和油水界面稳定等方面进行了研究，为制定合理开发方案、提高该区的油气采收率提供依据。

2 数值模拟研究

根据井资料建立锦州×油气田主体区Ⅱ油组数值模型，采用ECLIPSE300组分模型软件，对水平段纵向位置、长度、合理采油速度等参数进行研究和优化［12-17］。

2.1 水平段纵向位置优化

设计了水平段纵向距气油界面距离分别为2，6，10，12，14，15 m 等 6 种方案进行优化，结果见图 1。

图1 油、气井累计产量与水平段距气油界面距离的关系

随着水平段纵向上与气油界面距离的增加，一方面，水平油井受气顶的影响降低，气油比降低，累计产油量增加，同时，水平段附近的线性压降对气油界面的影响也随之减弱，油环会部分锥进入气区，干扰气井的生产，导致气井产油量增加；另一方面，水平段纵向上距气油界面越远，距油水界面就越近，水平油井受边水的影响增强，产水量显著增加。通过指标对比，综合考虑油、气井开发效果，得出水平段纵向上距气油界面10 m（水平段处于纵向上距气油界面1/3油层厚度的位置）时效果最佳。

2.2 水平段长度优化

在优化了水平段纵向上最佳位置的基础上，设计了水平段长度分别为 150，200，250，300，350，400 m 等6种方案。随着水平段长度的增加，泄油面积增大，提高了原油动用程度，油井累计产油量增加；同时，水平段的线性压降范围增大，更大范围的气油界面得到稳定控制，油环锥进减小，气井受到的干扰降低，产油量减少，保证了稳定供气。当水平段长度超过300 m以后，水平井的优势效果不显著（见图2），故从开发效果和钻井成本综合考虑，水平段长度优选为300 m。

图2 油、气井累计产油量与水平段长度的关系

2.3 合理工作制度优化

由于受到供气合同的制约，油田日产气量需保持稳定。对于油环区水平油井而言，为了保证气油界面的稳定，降低油环锥进干扰气井稳定生产的风险，对水平井工作制度进行了优化。在水平段纵向位置和长度优化基础上，设计了采油速度分别为1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，4.0%等6种方案，结果见图3。

图3 油、气井累计产油量与采油速度的关系

通过指标对比可知：当油环区水平油井采油速度较小时，气油界面局部上升，原油锥进干扰气井生产；随着水平油井采油速度的提高，气油界面相对稳定，油环锥进减少，气井受到干扰的影响减少，产油量降低。但过高的采油速度会加剧气顶和边水锥进，影响油井生产。综合考虑油和气的开发效果，将水平油井合理采油速度优化为2.0%（产油量约为120 m3/d）。

3 实例分析

锦州×油气田于2007年底投产，主体区Ⅱ油组气区部署2口定向气井。考虑油田的地质储层特征和钻完井难度，在油环区部署1口水平井A4h，水平段长340 m，水平段距气油界面8 m。在投产后的一年内，油井按照合理的采油速度生产，气区和油环区地层压力同步下降，气油界面相对稳定（见图4）。

随着冬季环境温度降低，由于地层原油含蜡量和析蜡点高的影响，引起油井井筒析蜡和海管堵塞，水平油井停产半年，导致气区和油环区地层压力下降不一致（见图5），气油界面抬升，损失部分原油。在后续的生产中，油环内增加了 2口水平井（A7h，A10h），加快了油环区的生产，以便保持油气区地层压力同步下降。

图5 锦州×油气田主体区Ⅱ油组地层压力剖面

实际生产动态和数值模拟均表明，优化设计的水平井能延缓边底油水的锥进速度，保持气油和油水界面稳定（见图6），保证了气井稳定生产，满足了供气需求，还提高了原油动用程度，提升了油田整体开发效果。

图6 锦州×油气田主体区Ⅱ油组油气水饱和度变化趋势

4 结论

1）带油环气藏开发过程中，随着气油界面的上升，油环将会锥进入气区，干扰气井生产，同时，锥进入气区的原油将成为死油而无法采出，降低油环的开发效果。因此，维持气油界面的稳定对于带油环气藏的开发至关重要。

2）水平段与油层之间为线接触方式，油气（水）界面会形成“脊形”突进。在采出同样储量情况下，水平井底附近的压降将远远小于直井，故水平井对抑制底油（水）锥进，控制油气（水）界面稳定更为有效。

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