智能井油藏开采合理产量优化初探-油气田地面工程.DOCVIP

智能井油藏开采合理产量初探 黄志强1 杨景轩1 李 琴1 彭世金1 沈泽俊2 张卫平2 （1. 西南石油大学 2. 中石油勘探开发研究院采油采气装备研究所） 摘要：智能井技术是一种能在多层段、多分支油井中从地面监测、分析、控制、管理油井状况和生产情况的完井技术，是管理油藏，提高采收率的世界前沿技术。智能井技术的一项重要内容是确定油藏的合理开采量。本文从油藏开发过程中常见的油水矛盾入手研究现有的合理产量确定原则和确定方法，并将其与智能井技术相结合，探讨应用于智能井技术的油藏开采合理产量优化方案。 关键词：智能井技术；临界产量；合理产量 1.绪论 随着海上油田开发及天然气的大规模生产，特别是当前开发过程中暴露出来的找水、控水难的问题，需要更先进的监测和控制生产技术。而智能井技术的发展为上述问题提供了现代化的解决方案。智能井技术是一种能在多层段、多分支油井中从地面监测、分析、控制、管理油井状况和生产情况的完井技术，主要由井下信息传感系统；地面数据采集和处理控制系统；井下生产控制系统；井下数据传输系统四个部分组成。实践证明，应用智能井技术可以减少产水量，提高产油量，并可从整个区块的范围上实现控水增油，从而达到提高油藏采收率、节能降耗、提高效益的目的，是优化生产，管理油藏的世界前沿技术。 油藏的开发是通过油井的开采实现的，因此，如果要使油藏获得较好的开发效益，就必须使单井取得较好的开采效果，实现这一目标的关键就是确定合理的单井开采量。如果开采产量过低，产生的经济效益不够明显；如果开采产量过高，会给后续的油藏开发带来诸多问题。目前，我国在油藏开采过程中普遍存在油井产量不合理，采油速度过高的情况。这种情况给生产带来以下一些问题： (1)产量不合理会导致油井过早见水，降低油井的寿命，影响最终开发效果； (2)油田开发初期产量过大，导致后续产量加速递减，并降低最终采收率； (3)采油速度过高等原因而形成的较高生产成本和较低储采比，导致我国石油工业国际竞争力的不足，影响了石油工业持续稳定的发展。 综上所述，确定合理的单井产量是提高油藏开发效益的关键，而智能井技术应用的最终目的就是提高油藏的开发效益。因此，探寻合理的单井开采量就成为是智能井应用的一项关键技术。 2. 单井开采合理产量探讨 2.1单井合理产量的确定 开发实践表明，单井的主要采油期是无水期和低含水期，其累积采油量的大 *本文受到中国石油天然气股份有限公司“水平井/直井智能完井系统装置研究与应用”专题项目的支持。 作者简介：黄志强，1968年生，教授，博士；毕业于西南石油大学；从事石油天然气钻采装备和冲旋钻井装备及其工艺和设备表面工程等的研究工作。地址：（610500）四川省成都市新都区西南石油大学设备处。电话：（028E-mail:huangzq@swpu.edu.cn 小也主要是由这两段时间的采油量决定的。因此，单井若获得较高采出程度必须提高无水期、低含水期采出量，增大无水期、低含水期生产时间在总生产时间中所占的比重。因此，单井的合理产量可定义为：油井见水前，尽可能延长不见水时间且递减率相对比较低的产量；油井见水后，尽可能延长低含水阶段时间且递减率相对比较低的产量[1]。 根据调查资料，造成油井见水的一个主要原因对于直井来说是油藏底水的锥进；对于水平井来说是底水的脊进。因此，要确定单井的合理产量，油藏底水锥/脊进机理的研究必不可少。 底水油藏中底水的锥进现象在直井生产中十分普遍，其机理如下：当射开底水油层时，随着油井的生产，井底会形成一个压降漏斗。由于井筒压力下降，底水产生一个向上的力，促使油层底部的水上升到一定高度，在油水界面处上升动力与水的重力相平衡。压降随着离开井筒距离的增加而减小，导致油水界面的高度沿着侧向降低，从而使得在开采前近似水平的油水界面，在压降的作用下发生变形，在井底形成一锥体形状[3]。（如图2.1a,b所示） 图2.1a 直井产量小于临 图2.1b 油井产量小于临 图2.2 水平井的底水脊进示意图 界产量时形成的水锥体 界产量时形成的水锥体 水平井与直井一样，在开采底水油藏时也会出现底水突入油井的问题。由于水平井顺着油层水平延伸，在原油采出过程中油层出现压力降，油水界面附近的平衡被打破，水层中的压力相对较高，向油层推进。这种推进沿着水平井射开段长度在均质地层中形成一个平行于水平井长度的“水脊”(见图2.2) [5]。 研究发现，如果油井的产量小于某一定值，将形成某一稳定的油水接触面，底水不会进入油井；当油井产量超过这一定值时，油水接触界面变得不稳定，会随着油井的生产而不断上升，最终窜入井底，导致油井产水，这一定值即为临界产量[3]。