图3-3 不同井网类型20年采出程度与含水率关系 图3-4 不同类型井网20年采出程度对比
表3-2 不同井网单井日产油及采油速率表
生产时间/a 单井日产油/t 采油速率/%
近圆形反九点 正方形反九点 菱形反九点 矩形反五点 近圆形反九点 正方形反九点 菱形反九点 矩形反五点
1 2.12 2.4 2.89 3.01 1.12 1.23 1.33 1.42
5 1.13 2.07 2.46 2.86 0.98 1.03 1.27 1.3
10 0.87 1.13 1.87 2.13 0.56 0.69 0.78 0.81
15 0.76 0.89 1.16 1.68 0.38 0.46 0.53 0.54
20 0.65 0.73 0.97 1.32 0.25 0.33 0.39 0.37
3.3低渗透油田注水开发合理井网研究
多数低渗透油藏天然裂缝比较发育，渗透率各向异性明显，加上储集层基质渗透率低，注水开发所需驱动压力梯度较大，因此多采用面积注水方式开发；进入20世纪90年代后，大部分采用将井排方向与裂缝方向错开45°的正方形反九点注采井网开发，如吉林的新民油田、头台油田和胜利油区的大芦湖油田等，安塞油田也采用这种注采井网开发[10]。但实践表明，这种井网局限性很大:①井距和排距差异不大(二者之比为2∶1)，造成角井见效、见水快，边井见效慢或难于见到注水效果，平面上方向性矛盾依然突出。根据现场资料统计，安塞油田坪桥区和王窑区注水开发4a后，沿裂缝见水方向的油井平均地层压力分别为11.33MPa和10.91MPa，均高于原始地层压力(分别高3.02MPa和1.78MPa)，而井网侧向边井的平均地层压力分别为6.21MPa和6.44MPa，都低于原始地层压力(分别低2.1MPa和2.69MPa)，沿裂缝见水方向的油井平均含水与侧向边井相比，坪桥区和王窑区分别高6.4%和28.2%。新民油田由于天然裂缝比较发育，方向性见水更为突出，注水开发5a，沿裂缝方向和垂直于裂缝方向的油井压力相差4.62MPa，前者有15%的油井水淹，平均含水比后者高20%。②压裂规模受到限制。为避免角井过早水淹，人工裂缝长度一般控制在裂缝方向注采井距的30%以内，不能充分实施大型压裂以提高油井产能和注水井注水能力。
针对低渗透油藏基本开发特点和坪桥区目前注采井网存在的问题，结合现场试验提供的思路[11]，提出菱形反九点井网以及矩形五点井网。坪桥区目前的正方形反九点井网井排方向与裂缝走向错开45°，井距250m，角井转注形成排状注水后，排距与井距之比为1∶2(见图3-5a)。由于低渗透油藏沿裂缝方向的渗透率和传导能力明显大于其它方向基质，因此垂直于裂缝方向压扁正方形反九点井网，成为菱形反九点井网，缩短垂直于裂缝方向的注采井排距，相对扩大沿裂缝方向的注采井距，角井转注形成排状注水后，排距与井距之比为1∶4(见图3-5b)。菱形反九点角井转注后即形成矩形五点井网(见图3-5c)，井排距与菱形反九点井网相同。这3种井网密度相同(16口/Km2)，油井裂缝穿透率均为30%，注水井不压裂(依靠天然裂缝注水)。
以下根据数值模拟结果对3种井网进行对比评价。在进行数值模拟时，3种井网单元均根据实际测试数据拟合产能和注入能力。由于基质和裂缝的强烈渗透率级差的影响，3种井网类型虽然井网密度相同，但注水开发效果却有所不同(见表3-3、图3-6)。规则的正方形反九点井网容易造成沿裂缝方向角井见水快，过早水淹，而裂缝两侧的边井受效程度差，开采效果最差；菱形反九点井网相对有效地改善了平面上各油井均匀受效程度，延缓了角井水淹时间，同时使边井的受效程度加大，比正方形反九点井网更适合于开发特低渗透油藏。但这两种井网都存在很大的局限性:不能很好解决角井水窜问题；生产井尤其是角井不能实施大规模压裂，在提高单井产能方面受到限制；注水井压裂规模也受到限制，不能有效改善吸水能力低的情况。
图3-5 注水开发井网单元示意图
表3-3 不同井网单井日产油和采油速率数据表
时间(a) 单井日产油(t) 采油速率(%)
正方形反九点 菱形反九点 矩形五点 正方形反九点 菱形反九点 矩形五点
1 3.00 3.00 4.80 1.31 1.38 1.51
5 2.30 2.76 4.08 1.11 1.31 1.33
10 1.41 1.43 2.57 0.68 0.69 0.83
15 0.98 1.02 1.54 0.47 0.49 0.50
20 0.72 0.77 1.11 0.34 0.37 0.36
图3-6 含水率与采出程度及采出程度与时间关系曲线
矩形五点井网注采比大于反九点井网，注水强度大，并且沿裂缝线状注水，即井排与裂缝走向一致，这样既避免了油、水井发生水窜，又可扩大压裂规模，提高油井产能和注水井注水能力，因此有很大优越性。在井网密度和压裂规模(一般压裂规模)相同的情况下，矩形五点井网采出程度最高，第20年采出程度比菱形反九点井网高1%，比正方形反九点井网高2%。
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