一種致密砂巖油藏的一體化開發(fā)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種致密砂巖油藏的一體化開發(fā)方法，屬于油氣儲層開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用水平井排狀井網(wǎng)進(jìn)行開發(fā)，各水平井井眼軌跡垂直于地層水平最大主應(yīng)力方向，利用中間水平井大規(guī)模體積壓裂注入壓裂液及其支撐劑，通過壓裂液補(bǔ)充地層能量，支撐劑支撐壓裂裂縫，中間水平井壓裂投產(chǎn)，兩側(cè)水平井射孔投產(chǎn)的開發(fā)方式，既考慮了對儲層的改造，又有效補(bǔ)充了地層能量，實(shí)現(xiàn)了壓裂改造與注水補(bǔ)充能量的一體化，在保證水平井單井產(chǎn)量提升的同時(shí)，可有效降低產(chǎn)量遞減率，提高油田采收率。
【專利說明】
一種致密砂巖油藏的一體化開發(fā)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種致密砂巖油藏的一體化開發(fā)方法，屬于油氣儲層開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 致密砂巖儲層通常具有低孔、特低滲、儲量豐度低、天然裂縫發(fā)育等特性，油井投 產(chǎn)后通常表現(xiàn)為遞減快、采收率低的特征，常規(guī)的油藏開發(fā)方法首先對油井進(jìn)行水力加砂 壓裂，然后通過注水井注水補(bǔ)充地層能量(或超前注水），實(shí)現(xiàn)油田的長期穩(wěn)產(chǎn)，提高油田采 收率。因此，常規(guī)的油藏開發(fā)效果主要取決于注水波及體積，但是由于致密砂巖油藏的儲層 天然裂縫發(fā)育，注水水竄問題突出，注水波及體積有限，油田注水開發(fā)采收率低，難以實(shí)現(xiàn) 高效經(jīng)濟(jì)開發(fā)。
[0003] 大規(guī)模水平井體積壓裂能夠利用長水平段和多級壓裂改造提高壓裂改造體積，擴(kuò) 大單井控制儲量，提高油井產(chǎn)量。但常規(guī)的致密砂巖油藏水平井壓裂開發(fā)，為減小壓裂液對 儲層的傷害，壓裂結(jié)束后需及時(shí)放噴返排壓裂液，無法起到補(bǔ)充地層能量的作用，水平井壓 裂后雖然初期產(chǎn)量獲得了大幅度提升，但是遞減仍然較快，采收率提高幅度有限，仍然難以 實(shí)現(xiàn)高效經(jīng)濟(jì)開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種致密砂巖油藏的一體化開發(fā)方法，以在實(shí)現(xiàn)水平井單井 產(chǎn)量提升的同時(shí)，降低產(chǎn)量遞減率。
[0005] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提供了一種致密砂巖油藏的一體化開發(fā)方法，該方法 采用水平井開發(fā)，開發(fā)井網(wǎng)采用排狀井網(wǎng)，各水平井井眼軌跡垂直于地層水平最大主應(yīng)力 方向，中間水平井采用壓裂投產(chǎn)，兩側(cè)水平井采用射孔投產(chǎn)。
[0006] 所述中間水平井采用壓裂投產(chǎn)時(shí)各壓裂參數(shù)的確定過程如下：
[0007] 1)根據(jù)開發(fā)油藏的儲層特征及流體性質(zhì)確定地層原油極限泄油半徑；
[0008] 2)確定中間水平井最優(yōu)壓裂裂縫半長、導(dǎo)流能力及段間距；
[0009] 3)根據(jù)中間水平井壓裂裂縫半長和壓裂段間距確定中間水平井各段的壓裂加砂 量Vis和壓裂入地凈液量Viy，以及中間水平井總的壓裂加砂量Vs和壓裂入地凈液量V y。
[0010] 所述步驟1)中極限泄油半徑rH為：
[0011]
[0012] 其中rH為地層原油極限泄油半徑，單位為m;Pl為地層壓力，單位為MPa;G為地層原 油啟動(dòng)壓力梯度，單位MPa/m。
[0013]所述的步驟2)中中間水平井最優(yōu)壓裂裂縫半長Lf和導(dǎo)流能力Cf采用油藏?cái)?shù)值模擬 的方式計(jì)算得到，其中Lf取壓裂施工效益最大值(Nf)對應(yīng)的壓裂裂縫半長，Cf由壓裂裂縫半 長L f、目的層滲透率K和無因次導(dǎo)流能力CfD計(jì)算得到，
[0014] i- --
- 」.JUJaA..
[0015] Cf = CfDXKXLf
[0016] 其中Q(Lfi)為裂縫半長為Lfi時(shí)的單井預(yù)測產(chǎn)量，單位為hSjLfihSmafihSrafi) 分別為裂縫半長為L fl時(shí)的壓裂施工成本、壓裂材料成本以及其他相關(guān)作業(yè)費(fèi)用，單位為元； CfD為無因次導(dǎo)流能力，無量綱;K為目的層滲透率，單位為mD。
[0017] 所述步驟3)中中間水平井各段的壓裂加砂量Vls和壓裂入地凈液量Vly分別為：
[0018] Vis = 2XwiXLf
[0019] Viy = 2XwiXLf+Vii
[0020] 其中為第i個(gè)壓裂裂縫平均支撐縫寬;Vu為第i段壓裂液濾失量，單位為m3，Lf為 中間水平井最優(yōu)壓裂裂縫半長。
[0021 ] 所述步驟3)中中間水平井總的壓裂加砂量Vs和壓裂入地凈液量Vy分別為：
[0022] Vs = n X Vis
[0023] Vy = nX(Viy+Vii)
[0024] 其中η為壓裂段的段數(shù)，即中間水平井壓裂縫的個(gè)數(shù)。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用水平井排狀井網(wǎng)進(jìn)行開發(fā)，各水平井井眼軌跡 垂直于地層水平最大主應(yīng)力方向，利用中間水平井大規(guī)模體積壓裂注入壓裂液及其支撐 劑，通過壓裂液補(bǔ)充地層能量，支撐劑支撐壓裂裂縫，中間水平井壓裂投產(chǎn)，兩側(cè)水平井射 孔投產(chǎn)的開發(fā)方式，既考慮了對儲層的改造，又有效補(bǔ)充了地層能量，實(shí)現(xiàn)了壓裂改造與注 水補(bǔ)充能量的一體化，在保證水平井單井產(chǎn)量提升的同時(shí)，可有效降低產(chǎn)量遞減率，提高油 田采收率。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例中水平井井距部署及壓裂裂縫分布圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中水平井壓裂改造裂縫特征示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說明。
[0029] 本發(fā)明采用水平井排狀井網(wǎng)，利用中間水平井大規(guī)模體積壓裂注入壓裂液及其支 撐劑，通過大量壓裂液補(bǔ)充地層能量，高強(qiáng)度支撐劑支撐壓裂裂縫，中間水平井壓裂投產(chǎn)， 兩側(cè)水平井射孔投產(chǎn)的開發(fā)方式，如圖1所示，實(shí)現(xiàn)壓裂改造與補(bǔ)充能量一體化。首先根據(jù) 開發(fā)油藏的儲層特征及流體性質(zhì)，確定地層原油極限泄油半徑，其次利用油藏?cái)?shù)值模擬確 定中間水平井壓裂裂縫半長、導(dǎo)流能力及段間距，并在此基礎(chǔ)上確定水平井部署井距，確定 中間水平井壓裂加砂量、入地凈液量以及施工排量、前置液比例、平均砂比、栗注程序壓裂 施工參數(shù)，然后向地層中注入壓裂液及其支撐劑，實(shí)現(xiàn)壓裂改造與補(bǔ)充能量一體化，并通過 制定合理的投產(chǎn)實(shí)施方案，最終形成致密砂巖油藏的一體化開發(fā)。該方法的具體實(shí)施步驟 如下：
[0030] 1.確定地層原油極限泄油半徑
[0031] 地層原油極限泄油半徑由地層壓力Pi、極限井底流壓Pwf以及啟動(dòng)壓力梯度G確定。
[0032] 如圖1所示，本實(shí)施例中根據(jù)開發(fā)油藏的儲層特征及流體性質(zhì)確定地層壓力？,、極 限井底流壓Pwf，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測試確定地層原油啟動(dòng)壓力梯度G，最終確定地層原油極限泄 油半徑r H為：
[0033]
[0034] 其中π為地層原油極限泄油半徑，單位為mPi為地層壓力，單位為MPa;G為地層原 油啟動(dòng)壓力梯度，單位MPa/m。
[0035] Pwf>Pc
[0036] Pwf為極限井底流壓，單位為MPa;P。為地層原油飽和壓力，單位為MPa。
[0037] 2.確定中間水平井最優(yōu)壓裂裂縫半長Lf、導(dǎo)流能力Cf以及段間距d;同時(shí)結(jié)合步驟1 中的地層原油極限泄油半徑r H，確定水平井部署井距D，并按照確定的井距D部署各水平井， 并使各水平井井眼軌跡垂直于地層水平最大主應(yīng)力方向。
[0038] 如圖1所示，本實(shí)施例中的采用三個(gè)水平井開發(fā)，開發(fā)井網(wǎng)采用排狀井網(wǎng)，其中左 側(cè)水平井和右側(cè)水平井均采用射孔投產(chǎn)的開發(fā)方式，中間水平井采用壓裂投產(chǎn)的開發(fā)方 式。
[0039]本實(shí)施例中中間水平井最優(yōu)壓裂裂縫半長Lf、導(dǎo)流能力Cf以及段間距d通過油藏?cái)?shù) 值模擬得到，其中Lf取壓裂施工效益最大值(Nf)對應(yīng)的壓裂裂縫半長，Cf由最優(yōu)壓裂裂縫半 長L f、目的層滲透率K和無因次導(dǎo)流能力CfD計(jì)算得到，水平井部署井距D由最優(yōu)壓裂裂縫半 長L f和地層原油極限泄油半徑rH計(jì)算得到，
[0040]
[0041] Cf = CfDXKXLf
[0042] D = rH+Lf
[0043] 其中Q(Lfi)為裂縫半長為Lfi時(shí)的單井預(yù)測產(chǎn)量，單位為tAafihSmafihSrafi) 分別為裂縫半長為L fl時(shí)的壓裂施工成本、壓裂材料成本以及其他相關(guān)作業(yè)費(fèi)用，單位為元； CfD為無因次導(dǎo)流能力(取值1~2)，無量綱;K為目的層滲透率，單位為mD。
[0044] 3.確定壓裂施工參數(shù)
[0045] 如圖2所示，在中間水平井壓裂裂縫半長和壓裂段間距確定的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)鉆水 平段長優(yōu)化壓裂加砂量Vs、壓裂入地凈液量V y，并通過三維壓裂設(shè)計(jì)軟件模擬不同壓裂施工 排量、前置液比例、平均砂比以及栗注程序條件下的壓裂裂縫半長和裂縫導(dǎo)流能力，當(dāng)模擬 結(jié)果為最優(yōu)壓裂裂縫半長L f和導(dǎo)流能力Cf時(shí)，確定此時(shí)的壓裂施工排量、前置液比例、平均 砂比以及栗注程序?yàn)樽罱K結(jié)果。
[0046] Vis = 2XwiXLf
[0047] Vs = n X Vis
[0048] Viy = 2XwiXLf+Vii
[0049] Vy = nX(Viy+Vii)
[0050] 1為壓裂總加砂量，單位為m3; Vy為壓裂總?cè)氲貎粢毫浚琺3; i表示壓裂段，i = 1，2， 3···η，η為壓裂段的總段數(shù);Wl為第i個(gè)壓裂裂縫平均支撐縫寬，單位為m;Vls為第i段水平段 加砂量，單位為m3; Viy為第i段水平段加砂量，單位為m3; Vu為第i段壓裂液濾失量，單位m3。
[0051] 4.根據(jù)步驟3確定的壓裂施工參數(shù)對中間水平井進(jìn)行大規(guī)模體積壓裂改造。
[0052] 本實(shí)施例中通過壓裂改造注入大量低傷害低成本壓裂液及其支撐劑，并將注入的 壓裂液滯留在地層中不返排，利用大量低傷害低成本壓裂液補(bǔ)充地層能量，實(shí)現(xiàn)儲層有效 改造，擴(kuò)大單井控制儲量，同時(shí)補(bǔ)充地層能量，降低產(chǎn)量遞減率，提高油田采收率。
[0053] 最后可根據(jù)步驟4的實(shí)施情況，編制水平井投產(chǎn)實(shí)施方案，具體包括兩側(cè)水平井投 產(chǎn)方式、各水平井投產(chǎn)時(shí)間、各水平井的生產(chǎn)參數(shù)等。
[0054] 本發(fā)明采用水平井排狀井網(wǎng)，利用中間水平井大規(guī)模體積壓裂注入壓裂液及其支 撐劑，通過壓裂液補(bǔ)充地層能量，支撐劑支撐壓裂裂縫，中間水平井壓裂投產(chǎn)，兩側(cè)水平井 射孔投產(chǎn)的開發(fā)方式，既考慮了對儲層的改造，又有效補(bǔ)充了地層能量，實(shí)現(xiàn)了壓裂改造與 注水補(bǔ)充能量的一體化，在保證水平井單井產(chǎn)量提升的同時(shí)，可有效降低產(chǎn)量遞減率，提高 油田采收率。本發(fā)明的致密砂巖油藏一體化開發(fā)方法用于非常規(guī)致密砂巖油藏開發(fā)，同時(shí) 也可以用于常規(guī)低滲、特低滲油藏的開發(fā)當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種致密砂巖油藏的一體化開發(fā)方法，其特征在于，該方法采用水平井開發(fā)，開發(fā)井 網(wǎng)采用排狀井網(wǎng)，各水平井井眼軌跡垂直于地層水平最大主應(yīng)力方向，中間水平井采用壓 裂投產(chǎn)，兩側(cè)水平井采用射孔投產(chǎn)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的致密砂巖油藏的一體化開發(fā)方法，其特征在于，所述中間水平 井采用壓裂投產(chǎn)時(shí)各壓裂參數(shù)的確定過程如下： 1) 根據(jù)開發(fā)油藏的儲層特征及流體性質(zhì)確定地層原油極限泄油半徑； 2) 確定中間水平井最優(yōu)壓裂裂縫半長、導(dǎo)流能力及段間距； 3) 根據(jù)中間水平井壓裂裂縫半長和壓裂段間距確定中間水平井各段的壓裂加砂量Vis 和壓裂入地凈液量Viy，W及中間水平井總的壓裂加砂量Vs和壓裂入地凈液量Vy。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的致密砂巖油藏的一體化開發(fā)方法，其特征在于，所述步驟1)中 極限泄油半徑η為：其中?為地層原油極限泄油半徑，單位為m;Pi為地層壓力，單位為MPa;G為地層原油啟 動(dòng)壓力梯度，單位MPa/m。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的致密砂巖油藏的一體化開發(fā)方法，其特征在于，所述的步驟2) 中中間水平井最優(yōu)壓裂裂縫半長Lf和導(dǎo)流能力Cf采用油藏?cái)?shù)值模擬的方式計(jì)算得到，其中 Lf取壓裂施工效益最大值(化)對應(yīng)的壓裂裂縫半長，Cf由壓裂裂縫半長Lf、目的層滲透率K 和無因次導(dǎo)流能力CfD計(jì)算得到，Cf = CfDXKXLf 其中Q(Lfi)為裂縫半長為Lf財(cái)?shù)膯尉A(yù)測產(chǎn)量，單位為*;5?；?1)、5?；?1)心化:1)分別 為裂縫半長為Lfi時(shí)的壓裂施工成本、壓裂材料成本W(wǎng)及其他相關(guān)作業(yè)費(fèi)用，單位為元;CfD 為無因次導(dǎo)流能力，無量綱;K為目的層滲透率，單位為mD。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的致密砂巖油藏的一體化開發(fā)方法，其特征在于，所述步驟3)中 中間水平井各段的壓裂加砂量Vis和壓裂入地凈液量Viy分別為： Vis = 2 Xwi XLf Viy=2 Xwi XLf+Vii 其中wi為第i個(gè)壓裂裂縫平均支撐縫寬;Vii為第i段壓裂液濾失量，單位為m3，Lf為中間 水平井最優(yōu)壓裂裂縫半長。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的致密砂巖油藏的一體化開發(fā)方法，其特征在于，所述步驟3)中 中間水平井總的壓裂加砂量Vs和壓裂入地凈液量Vy分別為： Vs = nXVis Vy = nX(Viy+Vil) 其中η為壓裂段的段數(shù)，即中間水平井壓裂縫的個(gè)數(shù)。
【文檔編號】E21B43/30GK105937388SQ201610375385
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】秦玉英, 李克智, 姚昌宇, 梁文龍, 羅懿, 何青, 胡艾國, 陳付虎, 李國鋒, 趙楠, 李軒, 譚苗, 朱新春, 謝姍
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司華北油氣分公司石油工程技術(shù)研究院