浅析水平井开发技术要点

李伟男

摘要：水平井开发技术目前大范围应用于国内外油田开发中，水平井采油比直井相比具有优势，产能通常是直井的3-5倍。但是，水平井开发相比直井也更复杂，也存在很多问题和难点。比如包括:底水油藏水平井最优垂向位置问题;水平井段长度最优选择问题;影响水平井产能决定因素等问题。本文针对水平井开发中油藏工程中存在的影响因素进行了分析，并提出了相应的解决措施。

关键词：水平井；油藏工程；开发技术要点

一、对水平井产能造成影响的因素

1．水平井段的长度以及油藏的厚度

水平井采油比直井相比具有优势，其产能通常是直井的3-5倍。在对厚油层的钻水平井过程中，由于厚度的不断增加，以及水平井段的长度越来越大，使得产量也会随之增大。根据水平井产能公式，随着厚度和水平井段的增加,水平井的产能是上升的（图1）。当油藏的厚度一样时，水平井与直井之间的比值由于油段不断增大而变得越来越大，这说明从增产的角度来分析,相对于直井而,水平井长度给定时,油藏厚度越小,水平井与直井的产率比越大。

图1.水平井产能与有效厚度及水平段长度关系图

因此，薄油层较厚油层而言更适合用水平井开发。对于河流相及三角洲相沉积的砂岩油藏而言,多为薄油层。采取水平井开发是比较可行的选择。不过对薄油层而言,对油藏描述的精度及随钻入窗跟踪要求更高,来降低钻井风险

2．储层水平渗透率

水平井的米采油指数，其随着水平段的油层水平渗透率的增加，采油指数也会有相应的提升。但是不同水平方向的渗透率以及垂直方向的渗透率是存在差异的。因此，在开发的过程中，需要对其垂直方向的渗透率进行控制。需要保证其能够利用专业水平井开采方式，使得经济效益更加明显。因此要分析储层渗透能力，对水平井的生效率进行合理的计算及控制，使其水平渗透率能够得到控制。

3.地层损害造成的影响

在对水平井进行钻井过程中，所需要的时间相对较长，因此在钻井过程中，钻井液以及内部钻井面积会变得越来越大，如果其他条件一样，在对水平井进行施工过程中，对储层的内表面会造成比较大的伤害，进而对产能也会造成比较大的影响。对于一些低渗性储层而言，一旦储层受到非常严重的影响，对产能会造成严重的影响。因此这时候对应用水平井开发低渗透油藏，就会失去经济效益。

二、底水油藏水平井的纵向位置优化

底水油藏水平井的临界产量以及见水时间会直接影响底水油藏纵向位置的合理性。与此同时，油层的厚度、黏度、油水渗透率以及油水密度会直接影响油井的产量。通常而言，水平井段和油水界面的距离比较远时，其临界的产量会相应地增加。但是实际情况证明，水平井与油藏顶的距离越近，底水油藏在渗流过程中所遇到的阻力就会更大。所以，在对水平井段的最佳位置进行确定时，要综合考虑油藏开采的效果。将水平井水平段的纵向位置上升能有效地提升见水时间，但是选择这样的位置不利于提高油井产量。在确定其最佳位置时要结合临界产量与见水时间，在考虑这两个因素的基础上，最终得到有关曲线图。当水平井无因次位置处于0.8～0.9的位置时，可以将采油量的大小清晰的反应出来，当数值更大时，说明其采油效果更好。另一方面，当水平与垂向渗透率比例不同时，采油的开发效果也会存在着差异性，当垂向渗透率更大时，采油效果更好。不同水平和垂向渗透率比例各个曲线变化趋势相同，由此可见，水平与垂向渗透率比不会对水井段最佳垂向位置产生影响。底水油藏水平井的最佳垂向位置为水平段距油水界面距离一般为油层厚度的80%～90%。

三、水平井段最优长度

通过对当前比较常见的Borisov公式或者是Joshi公式进行分析可以发现，随着水平段长度发生改变，使得石油的产量也随着发生改变，并且随着水平井段长度变化，逐渐以线性方式改变，或者是接近线性改变方式。但是在对有警示及开采过程中可以发现，当水平井段的长度达到某一个长度时候，如果单纯的对水平井段的长度进行延长，很难继续提升石油的产量，并且也会将成本增加，在技术方面以及具体管理方面也会存在非常大的困难。从这个角度上看，对于已经确定的油藏，为了确保开采量最好，应该对水平井的长度进行很好的确定。通常情况下，当油藏是已经确定的，如果水平井的长度已经大于400m，要想产量继续增加就会出现非常大的困难，因此，应该将水平井的长度控制在200~400m。以用最合适的投资，达到最大的产能和经济效益。

图2.水平井产能与水平段长度关系图

结语：

(1)底水油藏水平井段距油水界面的距离为油藏总含油厚度的80～90％时,水平井可达到最优产能。(2)水平井段的长度要考虑惯性阻力的问题,对于底水油藏而言,水平井段的最优长度为200～400m。(3)厚油层中钻水平井可获得高的绝对产能,随着厚度和水平井段的增加,水平井的绝对产能是上升的。但相对直井而言,水平井长度给定时,油藏厚度越小,水平井与直井的产率比越大。钻水平井可获得更大的产量增量倍数。即薄油层更适合水平井开发。(4)垂向渗透率的提高有利于底水油藏水平井产量的提高。当垂向渗透率过小时,水平井不能表现出明显的经济效益。

参考文献：

[1]张春妍.水平井开发中的油藏工程技术分析[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(10):179-180.

[2]王万里,王丽垣.水平井开发中的油藏工程技术要点[J].化工设计通讯,2019,45(04):254.

[3]郭宏.浅析水平井开发中的油藏工程技术要点[J].石化技术,2018,25(09):182.