§4—4_井網井距設計

1、§4—4 井網井距設計,進行油藏開發(fā)設計，井網和井距是其中一個很重要的內容。井網和井距選擇恰當，就能以較少的投入獲取最好的開發(fā)效果和最優(yōu)的經濟效益。因此，井網和井距的設計，是一個需要反復對比研究的重要問題。一、開發(fā)井網類型油藏的平面分布有大有小，含油面積小者幾km2，中等的幾十km2，大者幾百上千km2。顯然，開發(fā)這樣的油藏一般都要鉆很多口采油井和注入井。因此，怎樣用較少的井數，來獲取較高的采油速度與盡可能高的采收率，就成

2、為油藏井網布置的主要課題。這就是開發(fā)井網設計問題。,開發(fā)井網類型,1．衰竭式開發(fā)的井網類型 對于不需補充能量進行開發(fā)的油藏，只能依靠原始能量進行衰竭式開采，不需要設計注入井，所有的鉆井都用于采油，因此勿需考慮注采井點的配置，其井網設計比較簡單。它一般采用兩種井網類型：①方形井網：全部鉆井采用正方形井網等間距布置(圖4-4-1)。②交錯井網：全部鉆井采用三角形井網等間距布置(圖4-4-2)。,圖4-4-1方形井網示意圖 (左)

3、 圖4-4-2交錯井網示意圖(右),開發(fā)井網類型,如果某油藏具相當程度的滲透率方向性，需要井網布置做適當考慮時，可將上述井網在滲透率最大的方向上做適當拉長或在滲透率最小的方向上做適當縮小，呈矩形井網或不等邊的交錯井網即可。,開發(fā)井網類型,2．注水開發(fā)井網類型 需要注水或注入其它介質實施驅替開發(fā)的油藏，就需要考慮注采井點的平面配置，因而其井網設計就比較復雜多樣，這就存在一個注采井網類型問題。常說的開

4、發(fā)井網類型，就是指這種注采井網的配置類型。以注水為例(注其它介質類似)，其井網布置也稱為注水方式。國內外油田的注采井網或注水方式可以劃分為三種類型：邊緣注水、邊內切割注水和面積注水。,開發(fā)井網類型,(1)邊緣注水注水井環(huán)繞于油藏四周的含油邊緣一帶，采油井全部位于注水井排以內，這樣的注采井網布置稱邊緣注水(圖4-4-3)。,開發(fā)井網類型,邊緣注水只適宜于油藏構造比較完整、油層平面連通性與滲透性均好且含油面積較小的油藏。邊緣注水的優(yōu)點在于

5、油水關系比較簡單，油藏邊部不易形成大片的死油區(qū)。邊緣注水的缺點主要在于油井見效不均，因為這樣的井網一般會使采油井形成一線井、二線井、三線井甚至四線井的差別，導致一線井見效快但水淹也快，二線井見效既慢又弱，三線井長期難于見效，從而導致油藏采油速度不高，開發(fā)時間拖長，經濟效益變差。,開發(fā)井網類型,國內外有少量小油藏曾采用邊緣注水井網開發(fā)，但效果大多不好，這些油藏在開發(fā)的中后期大都采取了井網調整的補救措施：在油藏內部適當增加點狀注水井點，以解

6、決油藏中心部位的采油井長期難于注水見效的平面矛盾。例如我國內蒙的阿北安山巖油藏(含油面積4．5km2)，于1989年投入開發(fā)，初期采用邊緣注水井網進行開發(fā)，之后于1991年5月逐步增加內部注水井點，逐漸調整為邊外加內部點狀注水井網，開發(fā)效果大為改觀。,開發(fā)井網類型,有人將邊緣注水井網細分為邊外注水、緣上注水與緣內注水三種形式。這種細分意義不大，尤其是“緣上注水”很難與緣外與緣內相區(qū)分，因為油藏邊緣并非一條明確的線條，相差半個井距是常有的

7、事。而且，在邊緣注水井網中，注水井全為邊外井或全為邊內井的情況也很少見，比較多見的是既有邊外注水井點，也有緣內注水井點，因而統(tǒng)稱為邊緣注水是合適的，沒有必要區(qū)分緣外、緣上與緣內。,開發(fā)井網類型,(2)邊內切割注水 所謂邊內切割注水，是指對于含油面積較大的油藏用注水井排將其分割為若干部分進行注水開發(fā)。邊內切割注水可進一步劃分為行列切割注水與環(huán)狀切割注水。 行列切割井網是將注水井布置成直線井排對油藏進行切割，通常在兩排注水井之間夾2--

8、3排采油井(圖4-4-4)。 環(huán)狀切割井網是在油藏內部利用注水井對油藏進行環(huán)狀分割，通常將油藏分割成外環(huán)與內圓兩部分進行開發(fā) (圖4-4-5)。,圖4-4-4 行列切割井網（左） 圖4-4-5 環(huán)狀切割井網（右）,開發(fā)井網類型,邊內切割注水比較適應油藏面積大、構造比較完整、油層性質比較穩(wěn)定，而且滲透率比較高的油藏。邊內切割注水的優(yōu)點是地下油水分布關系比較簡單，而且行列切割注水還可以比較好地解決油藏滲透率方向

9、性問題（將行列注水井排布置成與滲透率最大的方向平行，迫使注入水向滲透率最小的方向推進，以控制水竄，提高驅油效率）。,開發(fā)井網類型,邊內切割注水的缺點是油井見效不均勻，油藏采油速度不高，對嚴重非均質的油藏適應性較差，從而導致經濟效益不高。對邊內切割井網的補救措施一般是在切割區(qū)內部增加點狀注水井點，以解決遠離注水井排的二線、三線油井長期難于注水見效的問題(圖4-4-6)。我國大慶油田早期的開發(fā)井網都是采用的行列切割注水井網，但由于油井見效不

10、均、水驅效果較差，以后都陸續(xù)調整為行列加點狀和面積井網。,圖4-4-6 行列井網調整為行列加點狀井網示意圖,開發(fā)井網類型,(3)面積注水注水井與采油井均勻分布在整個含油面積內部，形成面積注水井網。面積注水井網能夠適應各種地質條件的油藏，尤其對平面非均質性嚴重的油藏是最好的選擇。面積注水井網的優(yōu)點是油井見效快，油藏注水開采的采油速度高，開發(fā)效益好。因此，面積注水井網已廣泛應用于各種類型的油藏。,開發(fā)井網類型,3．面積注水井網的主要類型

11、 面積注水不同于其它幾種注水方式。面積注水是在整個含油面積或整個開發(fā)區(qū)內均勻地布置注水井點，注水井與采油井相間分布在整個開發(fā)區(qū)含油面積上，1口注水井同時影響周圍幾口采油井，而每口采油井又同時在幾個方向上受注水影響。面積注水井網實質上是把整個油藏分割成以井組為單位的更小的開發(fā)單元，每個井組由1口注水井和周圍主要受它影響的幾口采油井組成。也就是說，井組是面積井網的最基本的開發(fā)單元，面積注水井網是由許多井組組成的一種均勻井網。按照注水

12、井與周圍采油井的平面配置關系，常見的面積注水井網有四點、五點、七點、九點等四種井網類型。,開發(fā)井網類型,(1)四點井網 注水井布置在正三角形的中心，周圍3口采油井位于正三角形的3個頂點，這樣的面積注水井網就稱為四點井網(圖4-4-7)。在四點井網中，每口注水井影響周圍3口采油井，每口采油井則受周圍6口注水井影響。在這種井網中，注水井井數與采油井井數之比為2：1，即注水井數比采油井數多1倍，因而每口注水井承擔的注水量任務比較輕，這

13、樣就可以使注入水推進變得比較平緩，有利于提高油藏波及體積與驅油效率。,圖4-4-7 四點井網示意圖,開發(fā)井網類型,四點井網的缺點是注水井數太多，導致生產成本較高，這就限制了這種井網的使用。一般來說，四點井網可以用于一些裂縫發(fā)育、但裂縫方向性不明顯、注水水竄嚴重的油藏。這種油藏由于裂縫發(fā)育導致水竄嚴重，不得不實行多井少注，以減少單井日注水量來降低水竄危害。此外，四點井網有時也用在一些含油面積狹窄，井網回旋余地不大的窄條狀油藏(圖4-4-

14、8),圖4-4-8 四點井網用于窄條狀油藏示意圖,開發(fā)井網類型,(2)五點井網 注水井布置在正方形的中心，周圍4口采油井位于正方形的4個頂點，這樣的面積注水井網就稱為五點井網(圖4-4-9)。在五點井網中，每口注水井影響周圍4口采油井，每口采油井則受周圍4口注水井影響。在這種井網中，注水井井數與采油井井數之比為1：1，因而每口注水井承擔的注水量任務比較適中(在平衡注采的情況下，每口注水井的日注水量接近于每口采油井的平均日采出量)。這樣

15、就可以使注入水推進速度比較適中，使油藏注入水波及體積與驅油效率有一定改善。由于五點井網的注采井數比比較適中，其水驅效果也不錯，因而在油藏開發(fā)中得到較多的采用。,開發(fā)井網類型,(3)七點井網注水井布置在正六邊形的中心，周圍6口采油井位于正六邊形的6個頂點，這樣的面積注水井網就稱為七點井網(圖4-4-10)。在七點井網中，每口注水井影響周圍6口采油井，而每口采油井又受周圍3口注水井影響。在這種井網中，注水井井數與采油井井數之比為1：2，即

16、每口注水井平均承擔兩口采油井的注水量任務，這樣的注水量任務當然比四點井網與五點井網的注水井承擔的任務重，但對非均質性較弱的油層來說，還是比較正常、可以接受的。由于七點井網的注水井數較少，采油井點較多，這就使生產成本較省。這種井網對于一些裂縫不發(fā)育、注水水竄不嚴重的具中等以上滲透率的油藏比較適用，因而在油藏開發(fā)生產中也有比較廣泛的應用。,圖4-4-9 五點井網示意圖 （左） 圖4-4-10 七點井網示意圖（右）,開發(fā)

17、井網類型,(4)九點井網 注水井布置在正方形的中心，周圍8口采油井位于正方形的4個頂點與四條邊的中心點上，這樣的面積注水井網就稱為七點井網（圖4-4-11）在九點井網中，每口注水井影響周圍8口采油井。這8口采油井有邊井與角井之分：4口位于正方形四條邊中點的采油井稱邊井，另外4口位于正方形四個頂點的采油井稱為角井，角井的注采井距是邊井的注采井距的1.4倍。每口邊井受周圍2口注水井的影響，而每口角井則受周圍4口注水井的影響

18、。在這種井網中，注水井井數與采油井井數之比為1：3，即每口注水井平均承擔3口采油井的注水量任務。這樣的注水量任務當然較重，但對中等以上滲透率的砂巖油層來說，1口注水井平均承擔3口采油井的注水量任務還是可以的。,圖4-4-11 九點井網示意圖,開發(fā)井網類型,九點井網注水井數較少、每口注水井承擔的注水任務較重是主要的缺點。與其它井網比較九點井網有一個突出的優(yōu)點：即這種井網可以在井數不增加的情況下比較容易地調整為五點井網(圖4-4-12)。這

19、就比較適于油層內部非均質性比較嚴重、并且這種非均質性一時又不易把握清楚的油藏。這種油藏在開發(fā)初期選擇井網時采用九點井網，可以在油藏投入開發(fā)一段時間以后，各種矛盾有一定暴露的情況下進行注采井網調整，增加注水井點而調整為九點與五點的混合井網或全部調整為五點井網，從而既適應油藏具體的非均質性地質條件，又滿足油藏開發(fā)生產的具體要求。,圖4-4-12 九點井網調整為五點井網示意圖,開發(fā)井網類型,九點井網在我國的油田開發(fā)中應用最多，原因在于開發(fā)早期

20、注水量不需要太高，1：3的注采井數比已可滿足，到中、后期由于含水上升需要提高采液量并增加注水量時，可以比較容易地將九點井網調整為注采井數比1：1的五點井網。(5)關于面積井網“正”“反”的區(qū)別面積注水井網有“正”、和“反”的區(qū)別：采油井位于井組中心，周圍環(huán)繞注水井的井網稱為“正x點井網”；而注水井位于井組中心，采油井圍繞四周的井網稱為“反x點井網”。,開發(fā)井網類型,在實際應用中；大多采用以注水井為中心的“反x點井網”，而很少采用以

21、采油井為中心的“正x點井網” 因此認為，這種“正”、“反”的區(qū)別及相應的類別劃分實際意義不大，徒增煩瑣。據此，我們主張油田廣泛采用的以注水井位于井組中心的井網一律稱為“x點井網”(即省略掉“反”字)，而只在特別需要時，才涉及以采油井為中心的“正x點井網”。也就是說，我們所指的“x點井網”均為以注水井為中心的“反x點井網”；只有在“x點井網”前加上“正”字時，才是特指以采油井為中心的“正x點井網”。,二、井網設計,1．井網設計的基本考慮

22、在選擇注采井網時，一般需要考慮以下幾個問題： (1)油層吸水能力的高低或油層滲透性的大小，據此決定注采井數比的高低。如果油層吸水差，則應考慮增加注采井數比以滿足油藏的注水需求，因而選用注采井數比較高的五點井網(注采井數比1：1)；如果油層吸水好，則可考慮采用注采井數比較低的七點甚至九點井網。,井網設計,(2)油藏非均質程度和開發(fā)設計時的認識水平 如果油藏非均質性不強，開發(fā)設計時對油藏的認識程度已經較高，則開發(fā)設計時井網可以一

23、次敲定，開發(fā)過程中可以不考慮大的井網變換。但若油藏非均質性較強，或者地質認識尚不十分清楚時，井網選擇應留有余地，以待后來進行變換調整，這時一般應選擇活動余地較大的九點井網或五點井網。因為九點井網在開發(fā)過程中不需鉆井就可方便地調整為五點井網(使原角井井距縮小，使注采井數比由1：3增加到1：1，見圖4-4-12)。五點井網也可以經過加密將井距調整為原來井距的0．71倍的同樣井網(仍為五點井網，見圖4-4-13)。,圖4-4-13 五點井網加

24、密調整示意圖,井網設計,2．合理井網選擇關于合理井網的選擇，我國學者和大慶油田在這方面做過不少工作。 ①我國學者童憲章研究了保持注采平衡的問題，他提出，當井網系數(即以油井為中心的正點法井網的)值在4--9之間時，最優(yōu)井網系數與產液吸水指數比的關系如圖4-4-14所示。,圖4-4-14 最優(yōu)井網系數與產液、吸水指數比關系圖,井網設計,由圖4-4-14得到： -----油藏產液指數 -----油藏吸水指數油

25、水井數比 為：,,,,,,井網設計,②大慶油田研究院通過研究指出：當開發(fā)總井數和注采壓差一定，即在注水井和生產井的流壓一定的條件下，最高產液量的最佳油水井數比為：,,井網設計,注水開發(fā)油田的產液指數和吸水指數隨著開采過程中含水飽和度的變化而變化，而且隨著巖石和流體物性的不同而有各種變化類型。因此，在注水開發(fā)的不同階段和不同含水期，要對注采井網的適應性進行分析，必要時應進行調整。,三、井距設計,在油藏開發(fā)設計中，在井網選定以后，緊接

26、著就要確定合理的開發(fā)井距，或者說合理的井網密度。井距或井網密度的大小，不僅關系到油田開發(fā)投資的大小及采油成本的高低，而且關系到采油速度與采收率的高低，關系到油田的開發(fā)經濟效益，它是油田開發(fā)設計的重大問題。所謂井距，是指井與井之間的距離。所謂開發(fā)井距，是指開發(fā)井之間（尤其注水井與采油井之間）的距離。所謂井網密度，是指單位面積所擁有的井數。,井距設計,對于油藏開發(fā)來說，井網越密，即井距越小，則出油井點越多，采油強度與采油速度就越高，而且開

27、發(fā)結束時留下的死油區(qū)就越小，這就使油藏的最終采收率增高。（見圖4-4-15）這當然是好事，但開發(fā)井網密度增加，相應的鉆井、油建及生產費用也就增加，顯然，油藏開采的綜合效益與井網密度有一個合理匹配的問題。即開發(fā)井數過多或過少都可能導致開發(fā)效益下降，只有選擇合理的井網密度，才能取得最佳的開發(fā)效果。,圖4-4-15 中國油田不同流度井網密度與采收率關系示意圖,井距設計,1、井網密度的認識過程世界石油工業(yè)發(fā)展初期，流行的看法是“多打生產井就能

28、多采油”，因此井網常常較密，井距小到lOOm，甚至小到20m。最典型的是美國東得克薩斯油田1931年第一口井噴油以后，在當地一個小鎮(zhèn)周圍不到1km2的面積上鉆了500多口油井；全油田560km2的含油面積共鉆井31140口，平均井網密度達到54口／km2。但是，隨著石油工業(yè)的前進和生產實踐資料的積累，人們對客觀事物的反復認識，特別是在滲流理論的建立和發(fā)展以后，人們認識到了井距過小在生產過程中的相互干擾現(xiàn)象及原因。井網過密、井數成倍增加后

29、井間干擾程度加大，井的高產穩(wěn)產期限縮短，產量增加很少，但鉆井和地面建設費用增加，因而經濟效益變差(見圖4-4-16所示)。,圖4-4-16 井網密度與產量、經濟效益關系示意圖,井距設計,從圖4-4-16中可以清楚地看到，產量增長幅度與井數增長并不成正比關系。在開始一段時間油田總產量是隨井數增加而增加的，以后隨著井數增加，產量增長幅度逐漸減少，趨于一條水平線。因此，從經濟的角度上來看，采用小井距密井網來開發(fā)油藏是不合算的。若適當加大生產

30、井井距時，不僅使油井平均產量提高，而且降低原油成本，節(jié)省大量投資及鋼材消耗。因此，在廣泛的采用注水、注氣等保持地層壓力方法后，在世界的油田開發(fā)中，就出現(xiàn)了用稀井網、大井距開發(fā)油田的傾向。從國內外科學實驗和生產實踐揭示，用較少的生產井開發(fā)油藏是完全有可能的。但井網過稀，則不能使油層全部置于井網的有效控制之下，使部分面積和儲量不能動用開發(fā)，導致最終采收率降低。,井距設計,隨著注水開發(fā)油田實踐經驗的積累，人們逐漸認識到井網的稀與密與油藏的滲透

31、率高低、油層的非均質程度、油氣的流動能力等因素是密切相關的。一般來說，高滲透的油藏井距要稀，低滲透油藏井距要密；對于大面積均質油藏，井距要稀一些，對于巖性、巖相變化較大的復雜油藏，井距要密；對氣藏井距要稀，對粘度很高的油藏井距要密；對稠油油藏井距要更密。油田開發(fā)初期，井網可稀一些，以留待開發(fā)中、后期進行調整加密。因此井網稀與密之間沒有絕對的界限，但顯然有一個合理井距的問題。這就是油藏開發(fā)設計中一個重要而又棘手的問題。,井距設計,2．對井

32、網均勻性的認識油田開發(fā)的過程，是一個不斷認識油田內部地質特征，不斷改進調整注采井網使之更加適應油藏地質條件的過程。由于油藏地質條件在平面和空間上的非均質性，由于這種非均質性一般只有在開發(fā)過程中才逐漸暴露，才能逐漸被認識，因此，井網的均勻性不是絕對的，而是隨著開發(fā)的過程而變化的。一般來說，往往從比較均勻的井網向不均勻井網發(fā)展。,井距設計,因為在油田開發(fā)初期，對油田認識不足，不可能提出一個完全適應地層非均質性的不均勻井網，因此，往往采用一

33、個相對均勻的或者是井距與排距比較接近的井網反而是明智的選擇。這樣做的好處在于，對油層非均質性了解不深時的非均勻井網很可能比均勻井網有更大的盲目性；此外，通過一個均勻井網獲得的地質資料和據此繪制的圖件，能夠比較如實的反映油層客觀面貌，可以消除由于井網密度的差異，而造成對油層特點在認識上的偏差。,井距設計,一般來說，開發(fā)初期采用比較規(guī)則而均勻的井網是明智的，有不均勻也只能是總原則的不均勻和個別地帶的不均勻。隨著油田開發(fā)的逐步進行，對油層的認

34、識逐步清楚，為了獲得高產穩(wěn)產的開發(fā)效果和更高的采收率，應當對顯示出與油藏地質條件適應性差的井網做必要的調整。這樣，原來比較均勻的井網就會變成為一個不均勻、不規(guī)則但卻更加合理的井網。這是油田開發(fā)過程的必然選擇，也是比較正確符合客觀規(guī)律的選擇。,井距設計,3、一次井網與多次井網問題一次井網是指開發(fā)井設計一次到位，后期雖有調整，但只是局部意義上的調整。多次井網是指在油田開發(fā)面積上進行多次的全面井網部署(或全面的調整)，即原設計井網較稀、在開

35、發(fā)過程中視情況分階段全面調整加密。這兩種做法都有其合理性：一次井網鉆井、油建條件好，投資省，經濟效益好，但風險大；多次井網更加適應油藏地質條件，開發(fā)指標尤其采收率會更高，風險小，但投資和工作條件要困難一些。一般來說，對油層比較單一、油藏地質情況比較清楚的油田，采取一次到位的井網部署比較有利。對油層較多，油藏情況復雜，油層平面、剖面差異較大，認識不很清楚的油田，很難做到一次井網不出大問題，這就很難避免后來的井網調整；為避免后來調整的困難，

36、就應該在早期布井時留有余地，采取多次井網部署。,井距設計,由此可見，一次井網是比較理想的，但要實現(xiàn)預期的目標其條件是嚴格的。多次井網的選擇是常見的，世界上多數油田都要經過一次至幾次的井網調整，才能達到滿意的開發(fā)效果。并且，近幾十年油田開發(fā)技術、工藝飛速發(fā)展，先進的技術、工藝不斷涌現(xiàn)，要想通過一次井網就解決整個油田的最終開發(fā)，就更加不容易做到。因此，比較明智的選擇是，立足于多次井網設計，但要努力爭取用兩次或一次井網加上局部的后期調整來解決

37、整個油田的開發(fā)問題。,井距設計,4．確定井網密度的依據合理的井網密度(或合理的注采井距)應當滿足以下四個條件：一是要有較高的水驅控制程度；二是要兼顧差油層的滲流特點；三是要保證一定的單井控制儲量；四是要有較高的經濟效益。其目的在于保證一定的采油速度和較高的采收率與經濟效益。,井距設計,對于合理井網密度的選擇，許多學者進行了長期的研究并提出了各自的意見。但由于世界上的油氣田千差萬別，即使都是砂巖油田，其影響因素也是多方面的和復雜

38、的，由此導致這個問題具有很大的不確定性。我們在這里介紹幾種比較流行的意見。,井距設計,(1)季雅舍夫(前蘇聯(lián))公式前蘇聯(lián)季雅舍夫等在研究了羅馬什金油田阿茲納卡耶沃區(qū)的試井資料以后，提出該區(qū)的驅油半徑( )與有效滲透率( )的關系為： 依據該油田該區(qū)的油層有效滲透率，其注采井距最大不應超過500m。,,,,井距設計,(2)北京石油勘探開發(fā)科學研究院公式北京石油勘探開發(fā)科學研究院將井網密度、采收率和經濟投入、產出相

39、聯(lián)系，推導出計算最佳經濟井網密度(指產出投入比最大時的井網密度)和經濟極限井網密度(即經濟效益為0時的井網密度)的方法。其簡要計算公式如下：,井距設計,,,,井距設計,：井網指數 ； ：最佳經濟井網密度 ； ：原油地質儲量 ； ：可采儲量采油速度 ：投資回收期 ； ：驅油效率； ：原油商品率 ； ：油價 ； ：原油成本價 ； ：含油面積； ：單井鉆井投資 ；