井網(wǎng)與注水方式姜漢橋油藏工程講課文檔

井網(wǎng)與注水方式姜漢橋油藏工程第一頁(yè)，共71頁(yè)。油藏工程原理與方法ReservoirEngineeringPrinciplesandMethods第二頁(yè)，共71頁(yè)。第一章油藏工程設(shè)計(jì)根底第三頁(yè)，共71頁(yè)。第一章油藏工程設(shè)計(jì)根底第一節(jié)油田勘探開(kāi)發(fā)程序第二節(jié)油藏評(píng)價(jià)第三節(jié)開(kāi)發(fā)層系劃分與組合第四節(jié)井網(wǎng)與注水方式第五節(jié)油田開(kāi)發(fā)方案報(bào)告編寫第六節(jié)復(fù)雜油田開(kāi)發(fā)第七節(jié)油田開(kāi)發(fā)調(diào)整第四頁(yè)，共71頁(yè)。背景我國(guó)已開(kāi)發(fā)油田大局部是陸相沉積，不具備形成大型天然水壓驅(qū)動(dòng)的條件(砂體小、側(cè)向連續(xù)性差)水壓驅(qū)動(dòng)采收率高(與其它天然能量相比)水源廣、本錢低、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、化學(xué)穩(wěn)定性好問(wèn)題何時(shí)補(bǔ)充能量(注水時(shí)機(jī))注水井點(diǎn)位置，油水井相互排列關(guān)系5第五頁(yè)，共71頁(yè)。本節(jié)主要討論注水時(shí)機(jī)以及各類注采井網(wǎng)，并就目前油田注水開(kāi)發(fā)中的一些根本做法進(jìn)行表達(dá)。6第六頁(yè)，共71頁(yè)。驅(qū)動(dòng)方式可以進(jìn)行有目的的干預(yù)和控制，應(yīng)選擇注水時(shí)機(jī)實(shí)際上是選擇轉(zhuǎn)換油藏驅(qū)動(dòng)方式的時(shí)間影響因素：油藏天然能量大小(邊底水和氣頂)、地飽壓差(反映彈性能量大小)分類：早期注水，晚期注水，中期注水。一、油田注水時(shí)間與時(shí)機(jī)7第七頁(yè)，共71頁(yè)。1.早期注水定義：在油田投產(chǎn)的同時(shí)進(jìn)行注水，或油藏壓力降到飽和壓力之前就及時(shí)注水，使油層壓力始終保持在飽和壓力以上，或保持在原始地層壓力附近。注水時(shí)間：如地飽壓差較大時(shí)，可能保持彈性驅(qū)動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間，故注水時(shí)間不是一個(gè)絕對(duì)的概念。優(yōu)點(diǎn)：原油性質(zhì)不變(不脫氣)、壓力較穩(wěn)定、油水兩相滲流，機(jī)理清楚、油井產(chǎn)能高，可形成自噴、采油速度高；缺點(diǎn)：投資大，回收期長(zhǎng)

我國(guó)大中型油田，要實(shí)施早期注水。8第八頁(yè)，共71頁(yè)。2.晚期注水定義：指油田利用天然能量開(kāi)發(fā)時(shí)，在天然能量枯竭后進(jìn)行注水。注水時(shí)間：在溶解氣驅(qū)后期，生產(chǎn)氣油比經(jīng)過(guò)峰值處于下降階段。又稱二次采油。特點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)方式為溶解氣驅(qū)、油氣水三相滲流、產(chǎn)量不穩(wěn)定優(yōu)點(diǎn)：初期投資少，原油本錢低缺點(diǎn)：油氣水三相流動(dòng)，采收率低適用條件：原油性質(zhì)好、面積不大、天然能量較充足9第九頁(yè)，共71頁(yè)。3.中期注水定義：投產(chǎn)初期依靠天然能量開(kāi)采，油藏壓力降到飽和壓力之后，生產(chǎn)氣油比到達(dá)峰值之前進(jìn)行注水。注水后壓力保持水平：(1)飽和壓力：原油粘度低(2)略低于飽和壓力：氣相未成連續(xù)相，且有較好驅(qū)油作用。(3)恢復(fù)至飽和壓力以上：脫出氣重新溶于原油〔不可能復(fù)原〕，獲得較高原油產(chǎn)量〔產(chǎn)能將低于初始值〕。優(yōu)點(diǎn)：初期投資少，經(jīng)濟(jì)效益好，保持較長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)期。10第十頁(yè)，共71頁(yè)。具體油藏確定最正確注水時(shí)機(jī)時(shí)，要考慮以下幾個(gè)因素：1．油田天然能量的大小,例如邊水充足，地飽壓差大2．油田的大小和對(duì)油田產(chǎn)量的要求例如小斷塊油藏和整裝大油田3．油田的開(kāi)采特點(diǎn)和開(kāi)采方式例如自噴生產(chǎn)和機(jī)械抽油另外，還要考慮油田經(jīng)營(yíng)管理者所追求的目標(biāo)：1〕原油采收率最高。2〕未來(lái)的純收益最高。3〕投資回收期最短。4〕油田的穩(wěn)產(chǎn)期最長(zhǎng)。二、注水時(shí)機(jī)確實(shí)定11第十一頁(yè)，共71頁(yè)。

油田注水方式就是指注水井在油藏中所處的部位和注水井與生產(chǎn)井之間的排列關(guān)系。注水方式主要有邊緣注水、切割注水、面積注水三種。1、邊緣注水定義：就是把注水井按一定的形式布署在油水過(guò)渡帶附近進(jìn)行注水。適用條件：油田面積不大，中小型油田，油藏構(gòu)造比較完整；油層分布比較穩(wěn)定。含油邊界位置清楚；外部和內(nèi)部連通性好，油層流動(dòng)系數(shù)高，特別是注水井的邊緣地區(qū)要有好的吸水能力，保證壓力有效地傳播，水線均勻地推進(jìn)。三、油田注水方式12第十二頁(yè)，共71頁(yè)。邊〔緣〕內(nèi)注水邊〔緣〕外注水邊〔緣〕上注水根據(jù)注水井所處位置，邊緣注水分為以下三種：外含油邊界以外內(nèi)含油邊界以內(nèi)油水過(guò)渡帶13第十三頁(yè)，共71頁(yè)。優(yōu)點(diǎn)：油水界面較完整，水線移動(dòng)均勻，逐步由外向油藏內(nèi)推進(jìn)，控制較容易，無(wú)水和低含水采收率較高。局限性：注入水利用率不高，一局部注入水向邊外四周擴(kuò)散；能受到注水有效影響的生產(chǎn)井排數(shù)不多于三排(奇數(shù)排)，產(chǎn)量比一般為5:2:1。對(duì)較大的油田，構(gòu)造頂部井往往得不到能量補(bǔ)充，形成低壓帶，在頂部區(qū)域易出現(xiàn)彈性驅(qū)或溶解氣驅(qū)。此時(shí)，應(yīng)該采用邊緣注水并輔以頂部點(diǎn)狀注水方式開(kāi)采，或采用環(huán)狀注水方式。14第十四頁(yè)，共71頁(yè)。根據(jù)具體的情況可以選擇不同的邊緣注水方式大港油田四區(qū)，70.8開(kāi)發(fā)，74.4轉(zhuǎn)注邊外注水＋點(diǎn)狀注水產(chǎn)量從90噸上升到163噸邊外注水＋環(huán)狀注水15第十五頁(yè)，共71頁(yè)。環(huán)狀注水的特點(diǎn)：注水井按環(huán)狀布置，把油藏劃分為兩個(gè)不等區(qū)域，其中較小的是中央?yún)^(qū)域，而較大的是環(huán)狀區(qū)域。理論研究說(shuō)明，當(dāng)注水井按環(huán)狀布置在相當(dāng)于油藏半徑的0.4倍處時(shí)，能到達(dá)最正確效果。16第十六頁(yè)，共71頁(yè)。2、切割注水定義：利用注水井排將油藏切割成為假設(shè)干區(qū)塊，每個(gè)區(qū)塊可以看成是一個(gè)獨(dú)立的開(kāi)發(fā)單元，分區(qū)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和調(diào)整，這種布井形式稱為切割注水或行列切割注水。適用條件：油層大面積穩(wěn)定分布且具有一定的延伸長(zhǎng)度；在切割區(qū)內(nèi)，注水井排與生產(chǎn)井排間要有好的連通性；油層滲透率較高，具有較高的流動(dòng)系數(shù)。

17第十七頁(yè)，共71頁(yè)。奇數(shù)井排，一般為3-5排切割區(qū)：兩注水井排之間的區(qū)域。是獨(dú)立的開(kāi)發(fā)單元，亦稱開(kāi)發(fā)區(qū)或動(dòng)態(tài)區(qū)。切割距：兩注水井排之間的距離。其大小取決于連通性、滲透性及采油速度要求。切割方向：注水井排的分布方向?？煞譃闄M切割、縱切割和斜切割。18第十八頁(yè)，共71頁(yè)。優(yōu)點(diǎn)：分行治之，易掌握，便調(diào)整?？梢愿鶕?jù)油田的地質(zhì)特征來(lái)選擇切割井排的最正確切割方向和切割區(qū)的寬度；可以優(yōu)先開(kāi)采高產(chǎn)地帶，使產(chǎn)量很快到達(dá)設(shè)計(jì)要求；便于根據(jù)對(duì)油藏地質(zhì)特征新的認(rèn)識(shí)，修改和調(diào)整原來(lái)的注水方式。切割區(qū)內(nèi)的儲(chǔ)量能一次全部動(dòng)用，提高采油速度，這種注水方式能減少注入水的外逸。19第十九頁(yè)，共71頁(yè)。局限性：不能很好地適應(yīng)油層的非均質(zhì)性，對(duì)于平面非均質(zhì)性強(qiáng)的油田，注水效率低；注水井間干擾大，使吸水能力大幅度降低；行列注水方式是多排開(kāi)采，中間井排由于受到第一排井的遮擋作用，注水受效程度明顯變差；在注水井排兩側(cè)的開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)，油層壓力不總是一致，其地質(zhì)條件也不相同，因此有可能出現(xiàn)區(qū)間不平衡,增加平面矛盾?！材蠞潮焙怠?0第二十頁(yè)，共71頁(yè)。

切割注水，選擇切割方向時(shí)要注意地層中是否存在斷層以及裂縫。如果存在，切割方向如何匹配？大慶油田面積大，延伸性好，對(duì)滲透率較高的很大一局部層系采用了行列切割注水方式。如：薩中、薩北，其主要層系井網(wǎng)示意圖如右圖。21第二十一頁(yè)，共71頁(yè)。3、面積注水

定義：是指將注水井和油井按一定的幾何形狀和密度均勻地布置在整個(gè)開(kāi)發(fā)區(qū)上進(jìn)行注水和采油的系統(tǒng)。適用條件：油層分布不規(guī)那么，延伸性差；油層滲透性差，流動(dòng)系數(shù)低；油田面積大，但構(gòu)造不完整，斷層分布復(fù)雜；面積注水方式亦適用于油田后期強(qiáng)化開(kāi)采。對(duì)于油層具備切割注水或其他注水方式，但要求到達(dá)更高的采油速度時(shí)，也可以考慮采用面積注水方式。22第二十二頁(yè)，共71頁(yè)。面積注水優(yōu)點(diǎn)：全面開(kāi)花，多方受效。適應(yīng)油層條件廣泛，油井處于受效第一線，且具多向供水條件，采油速度高。國(guó)內(nèi)多為陸相沉積，非均質(zhì)性嚴(yán)重，邊水能量弱，一般選擇面積注水。如大慶油田：初期采用行列注水，目前轉(zhuǎn)為面積注水。分類：根據(jù)油井和注水井相互位置的不同，面積注水可分為四點(diǎn)法、五點(diǎn)法、七點(diǎn)法、九點(diǎn)法面積注水以及直線排狀系統(tǒng)等。23第二十三頁(yè)，共71頁(yè)。命名方式：注水井為中心的井組冠以“反”字；采油井為中心的冠以“正”字或省略。特征參數(shù)：生產(chǎn)井?dāng)?shù)與注水井?dāng)?shù)比——m；每口注水井的控制面積單元——F；井網(wǎng)的鉆井密度——S〔每口井的控制面積〕；井距——a〔同一井排上〕。24第二十四頁(yè)，共71頁(yè)。1〕正方形井網(wǎng)I-直線排狀系統(tǒng)：注、采井排相間，井距與排距可不等。Ⅱ-五點(diǎn)系統(tǒng)：油、水井均勻分布，油井在注水井正方形中心。適于強(qiáng)注強(qiáng)采。Ⅲ－反九點(diǎn)系統(tǒng)：角井、邊井。Ⅳ－九點(diǎn)系統(tǒng)：IⅡⅢⅣ25第二十五頁(yè)，共71頁(yè)。

直線排狀系統(tǒng)：井距與排距可以不等。直線排狀：m＝1:1；F＝2a2；S=a226第二十六頁(yè)，共71頁(yè)。反五點(diǎn)井網(wǎng)和正五點(diǎn)井網(wǎng)相同五點(diǎn)井網(wǎng)：m=1:1；F=2a2；S=a2適合于強(qiáng)注強(qiáng)采的井網(wǎng)27第二十七頁(yè)，共71頁(yè)。反九點(diǎn)井網(wǎng)：m=3:1；F=4a2；S=a2開(kāi)發(fā)初期采用，注采井?dāng)?shù)比少，便于調(diào)整。28第二十八頁(yè)，共71頁(yè)。正九點(diǎn)井網(wǎng)：m＝1:3；F=4/3a2

＝1.333a2；S＝a2開(kāi)發(fā)后期采用，可以提液29第二十九頁(yè)，共71頁(yè)。反方七點(diǎn)〔歪四點(diǎn)〕m＝2:1；F＝3a2；S＝a2

注水井的井點(diǎn)構(gòu)成三角形，生產(chǎn)井布于三角形中心；生產(chǎn)井構(gòu)成歪六邊形。30第三十頁(yè)，共71頁(yè)。方七點(diǎn)〔反歪四點(diǎn)〕m＝1:2；F＝1.5a2；S＝a2。

注水井構(gòu)成歪六邊形，生產(chǎn)井在中心。31第三十一頁(yè)，共71頁(yè)。2〕三角形井網(wǎng)I-反七點(diǎn)〔正四點(diǎn)〕系統(tǒng)：Ⅱ-七點(diǎn)系統(tǒng)：Ⅲ-交錯(cuò)排狀系統(tǒng)：Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ－是各種蜂窩狀注采系統(tǒng)，在某些情況下，可采用該注水方式。IⅡⅢⅣⅤⅥ32第三十二頁(yè)，共71頁(yè)。反七點(diǎn)〔正四點(diǎn)〕m＝2:1；F＝2.598a2；S＝0.866a2

水井構(gòu)成正三角形，中心為油井；生產(chǎn)井構(gòu)成正六邊形，水井在中心。33第三十三頁(yè)，共71頁(yè)。七點(diǎn)井網(wǎng)(反四點(diǎn)〕m＝1：2；F＝1.299a2；S＝0.866a2

注水單元為正六邊形，水井布于六個(gè)頂點(diǎn)，生產(chǎn)井布于中央。34第三十四頁(yè)，共71頁(yè)。中二中Ng3-4注聚區(qū)20-1620N2020N2421N1321NB1122-2622N1422N2223-1123-1323N1323N924-2024-2424N1224N1625-1125N1325N1525N926-2626N1026CN1426N2226NB1827-31127-927N1327N728-1628-2028-828N1228N1628N2429-51229-729N1129N1329NB1330-1030-1430C2230-630N1831-1131-50331-731N1331N531N731N932-432N1232N1632N2032N2432N432N832NB1233-1333-31333N1133N333N533N933NB734-1034-234N1034N1834N2234NB635-1335-1535N1135N535NB736-2036-436-836N1236N1636N436NB1637-1537-537-737N1137N1337N737N922NB1834N1420-2320-2720-32220-32620N1820N2220N2621-1521-21521-50822-21822-22422-31622-32022-32422-52122N1622N2422NB2023-51424-1424-31424-31824-32224-32624-51324-51724-52124N1824N2224N2624N32625-50825-51225-52025-52426-31226-31626-32026-32426N12126N1626N31226NB2427-51227-51427-51827N1128-1028-31428-31828-32228-32628-51328-51928N1028N1428N2228N2628N51729-50629-51429N51630-22430-30830-31230-31630-32030-32430-50530-50730N1230N1630N2430N830NB2031-52032-1432-21832-2232-30232-30632-31432-31832-32232N1032N632NB1433-50634-22234-30434-30834-31234-31634-32034-32434-434-50934N1234N1634N2034N2434N434N834NB1636-236-30236-31036N1036N2236NB2236NB637-1037-1237-51037-837-920-1520-31821-51422N31622NB1625-51428-50926N2028-51531-50634-837-1437-6注聚井準(zhǔn)備注聚井不準(zhǔn)備注聚井油井050035第三十五頁(yè)，共71頁(yè)。交錯(cuò)排狀注水井網(wǎng)m＝1:1；F＝1.732a2；S＝0.866a2

注采井排相間，注水井與生產(chǎn)井呈交錯(cuò)排列狀布井。36第三十六頁(yè)，共71頁(yè)。采注井?dāng)?shù)比及采油井?dāng)?shù)的計(jì)算正n點(diǎn)井網(wǎng)：反n點(diǎn)井網(wǎng)：反n點(diǎn)井網(wǎng)單元中涉及的采油井?dāng)?shù)：2(m+1)一個(gè)注采單元的面積：對(duì)三角形井網(wǎng)：S＝0.866a2；對(duì)正方形井網(wǎng)：S＝a237第三十七頁(yè)，共71頁(yè)。其他的面積注水方式：蜂窩狀38第三十八頁(yè)，共71頁(yè)。軸狀注水中央注水39第三十九頁(yè)，共71頁(yè)。幾點(diǎn)說(shuō)明：1、任何注水井網(wǎng)都有一定的適用性。由于油藏的差異性，所采用的井網(wǎng)也不盡相同，具體的井網(wǎng)形式，需依油藏具體狀況而定；2、在開(kāi)發(fā)初期的方案設(shè)計(jì)中，一般采用較規(guī)那么的井網(wǎng)；3、初期油井比例較高，隨開(kāi)發(fā)的進(jìn)行注采井?dāng)?shù)比逐漸升高，以相對(duì)高的水油井?dāng)?shù)比注水開(kāi)發(fā)；4、到開(kāi)發(fā)后期，由于各種原因，原設(shè)計(jì)井網(wǎng)已改變很大。開(kāi)發(fā)后期主要考慮新井的潛力，新井應(yīng)打在油藏潛力區(qū)。40第四十頁(yè)，共71頁(yè)。3〕井網(wǎng)演變切割注水排狀切割—長(zhǎng)五點(diǎn)井網(wǎng)〔交錯(cuò)排狀注水〕41第四十一頁(yè)，共71頁(yè)。正方形井網(wǎng)：轉(zhuǎn)注加密42第四十二頁(yè)，共71頁(yè)。反九點(diǎn)→正對(duì)排狀43第四十三頁(yè)，共71頁(yè)。反九點(diǎn)→五點(diǎn)

應(yīng)當(dāng)指出三角形井網(wǎng)布井不多，因?yàn)楹笃谡{(diào)整余地較小。44第四十四頁(yè)，共71頁(yè)。反九點(diǎn)↓正九點(diǎn)45第四十五頁(yè)，共71頁(yè)。補(bǔ)充鉆新井調(diào)整井網(wǎng)反四點(diǎn)－七點(diǎn)適用于原油粘度比較高，井距比較大的情況，如薩爾圖北一區(qū)四點(diǎn)－反七點(diǎn)46第四十六頁(yè)，共71頁(yè)。

油水井間布置油井，油井間部署水井，形成井距縮小一半的新七點(diǎn)井網(wǎng)。

對(duì)于正七點(diǎn)為油水井間部署水井，水井之間部署油井。47第四十七頁(yè)，共71頁(yè)。

中一區(qū)館3-4井網(wǎng)演變示意圖3砂組4砂組原水井新水井原油井新油井4砂組3砂組48第四十八頁(yè)，共71頁(yè)。西區(qū)井網(wǎng)演變示意圖？49第四十九頁(yè)，共71頁(yè)。中二中井網(wǎng)演變示意圖50第五十頁(yè)，共71頁(yè)。均勻井網(wǎng)注采井連線上壓力梯度最大，也是最短的流線，注入水首先沿此線突破，油井見(jiàn)水，而后沿其他流線突破，因此油井見(jiàn)水時(shí)只有控制面積的一局部被水涉及。面積涉及系數(shù)：水涉及面積占井網(wǎng)(注采單元)面積的比例。四、注采井網(wǎng)的面積涉及系數(shù)51第五十一頁(yè)，共71頁(yè)。式中水油流度比M由下式確定：1.見(jiàn)水時(shí)面積涉及系數(shù)1〕直線系統(tǒng)〔據(jù)B.丹尼洛夫和P.M.卡茨〕52第五十二頁(yè)，共71頁(yè)。

53第五十三頁(yè)，共71頁(yè)。2)對(duì)于五點(diǎn)、反九點(diǎn)和反七點(diǎn)面積注水系統(tǒng)：54第五十四頁(yè)，共71頁(yè)。應(yīng)用上述公式計(jì)算不同流度比條件下各類注采井網(wǎng)見(jiàn)水時(shí)的涉及系數(shù)、流度比關(guān)系曲線結(jié)論：M增大時(shí)，EA很快趨于穩(wěn)定1<M<10時(shí),EA下降很快M>10時(shí)下降緩慢，故驅(qū)替劑增粘須到一定程度才有效正方形井網(wǎng)的涉及系數(shù)小于三角形井網(wǎng)55第五十五頁(yè)，共71頁(yè)。2.見(jiàn)水后面積涉及系數(shù)56fw表示含水率教材：圖1－22至圖1－26是目前常用確實(shí)定均勻井網(wǎng)面積涉及系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。第五十六頁(yè)，共71頁(yè)。思考：定性分析見(jiàn)水后面積涉及系數(shù)變化規(guī)律相同含水率時(shí)相同流度時(shí)含水100％57第五十七頁(yè)，共71頁(yè)。58第五十八頁(yè)，共71頁(yè)。59fisw表示邊井的含水率。第五十九頁(yè)，共71頁(yè)。60第六十頁(yè)，共71頁(yè)。幾點(diǎn)說(shuō)明：1、前面所講均為平面均質(zhì)條件下的面積涉及系數(shù)——主要受水油流度比、井網(wǎng)方式等影響；2、實(shí)際地層的平面涉及系數(shù)除了受上述因素影響外，以下因素也是影響面積涉及系數(shù)的重要因素①儲(chǔ)層非均質(zhì)性；②平面注采差異；③射孔情況3、縱向涉及系數(shù)也是油田開(kāi)發(fā)工作者很關(guān)心的問(wèn)題。61第六十一頁(yè)，共71頁(yè)。概念：?jiǎn)挝幻娣e上的總井?dāng)?shù)或者單井控制的面積。分油井井網(wǎng)密度和總密度。合理注采井網(wǎng)：有較高的水驅(qū)控制程度；適應(yīng)差油層的滲流特點(diǎn)，有一定的采油速度(涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)開(kāi)展)；有一定的單井控制儲(chǔ)量；有較高的經(jīng)濟(jì)效益(井深、鉆井本錢)。五、井網(wǎng)密度62第六十二頁(yè)，共71頁(yè)。

對(duì)于非均質(zhì)油藏來(lái)說(shuō)，井網(wǎng)密度越大，采收率越高，但是經(jīng)濟(jì)效益不一定好。