在石油开采领域,井距和油藏排驱策略对油气藏采收率起着决定性作用。采收率,即累积采出量与原始油气地质储量的比值,是衡量油藏开采效率的关键指标。通过合理优化井距和油藏排驱策略,平衡油藏压力、井间干扰、产能以及开采成本之间的关系,能够有效提升采收率。以下将详细阐述在钻井工程中优化井距和油藏排驱策略的具体方法和关键要点。
一、油藏描述
优化井距和油藏排驱策略的首要任务是全面、精准地进行油藏描述。这需要综合地质、地球物理、岩石物理以及工程等多学科数据,构建逼真的油藏模型。该模型可用于精确估算原始油气地质储量、油藏压力、流体物性、相对渗透率以及岩石压缩系数等关键参数。这些参数直接关乎油藏的开发动态和油井的排驱效率。
在进行油藏描述时,了解油藏特性尤为重要。若采用水力压裂技术完井,还需明确压裂裂缝的方位、高度以及导流能力,以此确定有效裂缝长度。油藏的非均质性表现形式多样,在确定井位和平面排驱模式时,水平方向的非均质性影响通常比垂直方向更为显著。在追求油气采收率最大化的同时,必须兼顾经济效益,权衡提高采收率所带来的收益与相应增加的成本。
对于非常规油藏,可借助流动物质平衡法(如 RTA/ARPS 或递减曲线和典型曲线分析)评估最优井距。此外,依据数据的可得性,运用油藏建模与数值模拟技术,结合 “Creaming curve” 图并依据技术经济指标进行筛选,也能够确定最优布井数量,只不过这种方法相对耗时较长。
二、井型选择与完井工艺
选择适宜的井型和完井工艺是优化策略的重要环节。井型涵盖垂直井、水平井、定向井以及多分支井等不同类型,其决定了油井在地下的钻进方向和轨迹。完井工艺则涉及射孔、筛管完井、封隔器设置、阀门安装以及人工举升设备的选用等具体措施。
井型和完井工艺直接影响油井产能、油藏接触面积、波及系数以及采收率。例如,水平井虽能大幅增加油藏接触面积和波及系数,但会提升开采成本,并且存在水锥和气锥的风险。
确定水平井的最佳长度和完井方式,主要依据岩石和流体的物性参数,渗透率和流体粘度是关键的决策因素。当油藏渗透率和流体流度较低时,水力压裂以及其他旨在扩大油藏接触面积的技术可能是最佳选择。此外,油井方位与油藏地层构造特征(如裂缝、断层)的相对关系也是不可忽视的重要因素。
三、井位部署与井网规划
合理的井位部署和井网规划是优化策略的核心步骤之一。井位部署确定了油井在油藏中的具体位置和垂向深度,而井网规划则涉及油井之间的排列方式和间距,以及油井与油藏边界的相对位置关系。
井位部署和井网规划会对油藏压力场分布、井间干扰程度、单井泄油面积以及采收率产生重要影响。借助地质导向技术、地震资料解释成果以及油藏数值模拟手段,可以实现井位部署和井网规划的优化。在此过程中,油井方位与油藏地层构造特征(如裂缝、断层)的匹配关系同样至关重要。
四、油井动态评估与干扰分析
对油井动态进行评估并分析井间干扰情况,是优化策略的关键环节。油井动态反映了油井产量、井底流压与油藏压力之间的变化关系。井间干扰指的是一口油井的生产活动对周边油井压力和产量产生的影响。
运用达西定律、表皮系数、采油指数以及典型曲线等分析模型,能够有效评估油井动态和井间干扰程度。这些模型有助于预测油井产能潜力、产量递减规律、采收率变化趋势,并确定最优井距。
试井和干扰试井是获取油井动态数据的重要手段,能够为井网优化设计提供有力的决策依据。在气藏开发中,根据初始 10% 左右采出程度的 p/Z 值外推结果,可以较为准确地判断气井的有效泄油面积。
五、经济评价与不确定性分析
开展经济评价和不确定性分析是确保优化策略可行的重要保障。经济评价主要包括计算项目的净现值、内部收益率、盈亏平衡油价以及盈利指数等关键经济指标。不确定性分析则是对项目关键参数和开发结果的变化范围及发生概率进行量化评估。
通过经济评价和不确定性分析,可以对比不同的开发方案,如不同的井型、完井方式、井位部署、井网规划以及井距设置,从而筛选出既能实现采收率最大化,又能确保投资回报最优的方案。
在决策过程中,期望货币价值(EMV)分析和风险评估至关重要。通常采用蒙特卡洛模拟方法,结合经济参数输入,将技术分析结果与经济指标相结合,得出项目的风险产量分布,这与勘探阶段的资源前景评估方法类似。在这一过程中,信息整合至关重要,油藏工程师需要与地质学家、地球物理学家紧密协作,充分共享信息,并与钻井和完井团队进行深入沟通,确保技术经济评价方案切实可行,全面考虑所有技术和财务成本因素。
六、生产监测与动态优化
对油藏生产过程进行实时监测,并根据监测结果进行动态优化,是持续提升采收率的重要举措。生产监测涵盖了对油藏、油井以及地面生产设施的各类数据采集与分析,包括压力、温度、流量、流体组分以及含水率等关键参数。
动态优化则是根据监测数据对油井生产参数进行适时调整和优化,如调节节流阀开度、控制注入量、优化人工举升方式或实施增产措施等。通过生产监测和动态优化,能够及时发现并解决油藏开发过程中出现的压力下降、水侵、气顶扩大以及油井损害等问题,从而有效提高采收率和生产效率。
七、协同合作与综合管理
为实现油藏的高效开发,各部门之间的协同合作至关重要。油藏工程部门需要与地质地球物理部门、钻井完井部门紧密配合,综合考虑管网输送能力、现有资产状况以及维持油藏能量的技术可行性等因素,制定全面的油藏管理方案,以实现采收率的优化。
