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水平井與混合井網產能評價優化系統軟件介紹

一、軟件總體介紹

水平井與混合井網產能評價優化系統(簡稱HWPF)V1.0是一套在充分調研國內外油田水平井先進理論與技術的背景下,以油藏工程理論為基礎,自主研發的針對水平結構井及混合面積井網的產能分析評價和優化的軟件。它能輔助油田開發技術人員針對不同類型的水平井及井網,采用多種方法和模型計算和預測產能,在原有水平井設計的基礎上更加合理的優化水平井的設計參數,為開發方案的編制提供可靠的評價手段。

該軟件幫助油藏工程師對常規儲層和低滲透儲層,以水平井或混合井網為研究對象,方便快捷地對不同井型進行產能分析、井型優化及開發效果的有關經濟評價。如普通直井、斜直井、單一水平井、分支水平井、魚骨狀水平井、階梯水平井、壓裂水平井、分段射孔完井水平井、(壓裂)直井-直井混合井網、(壓裂)水平井-直井混合井網、(分段射孔完井)水平井-直井混合井網、非活塞式水驅油五點井網流線模擬等。


軟件的主要技術優勢:

1)水平井類型豐富,填補了國內外同類產品中的一項空白

該軟件涵蓋了國內外油田已有的水平井類型,如單一水平井、分支水平井、魚骨狀水平井、階梯水平井、壓裂水平井、分段射孔完井水平井。

2)提供多種技術研究方法,為合理的水平井產能預測與優化提供全方位輔助

在充分調研國內外水平井、混合井網相關方法的基礎上,結合國內外最新理論和研究成果以及國內油田開發生產實際,自主創新,在軟件中提供了多種可選的研究方法,如面積井網模塊就有48個模型。

3)成本預算及節能降耗模塊,全方位集成各種經濟評價因素及方法

成本預算中出除了提供常規的內部收益率、凈現值、投資回收期等經濟指標外,同時還能提供土地、人力、電力、鉆采器材費用核算。

4)軟件的使用流程符合國內油田油藏工程師工作習慣

軟件在操作流程設計上,充分調研和考慮了現場油藏工程師的工作習慣和經驗,它不但集成了各種水平井、混合井網分析方法,還獨具匠心地采用了按功能及研究內容設置分類模塊,結構清晰,使油藏工程師的工作更加便捷。

二、軟件模塊主要功能及應用介紹

2.1軟件的模塊配置

序號

模塊

主要功能

結構井

 

1

分支水平井

在地質儲層、流體參數已知的條件下,有針對性的對分支水平井相關參數,如分支條數、分支夾角、分支高度、分支長度等進行優選,并進行該井型的產能預測與優化設計。

2

魚骨狀水平井

有針對性的對魚骨狀水平井相關參數,如魚骨條數、魚骨與主水平井夾角、魚骨高度、魚骨長度、魚骨間距等進行優選,并進行該井型的產能預測與優化設計。

3

階梯水平井

有針對性的對階梯水平井相關參數,如造斜角、造斜段長度、造斜段井筒半徑、上下儲層水平井長度、工作制度等進行優選,并進行該井型的產能預測與優化設計。

4

壓裂水平井

該模塊針對(有限導流)無限導流垂直裂縫水平井,對裂縫相關參數,如,水平井長度、裂縫條數、裂縫長度、裂縫間距、裂縫導流能力等進行優選,可進行該井型的產能預測與優化設計。

可對低滲透儲層帶有(有限導流)無限導流垂直裂縫水平井-直井混合五點、反七點、反九點井網等進行產能、見水時間、極限注采井距的預測與優化。

5

分段射孔完井水平井

針對分段射孔完井水平井,對相關參數,如,水平井長度、射孔段數、射孔長度、射孔間距等優選的基礎上,可進行該井型的產能預測與優化設計。

可對低滲透儲層分段射孔完井水平井-直井混合五點、反七點、反九點井網等進行產能、見水時間、極限注采井距的預測與優化。

面積井網

 

6

混合面積井網

針對低滲透儲層(常規儲層)直井-直井、水平井-直井的五點法、反七點法、反九點法在(考慮低滲透儲層啟動壓力梯度)優選(水平井長度)注采井距的基礎上,可預測混合井網產能與見水時間。并單獨提供低滲透儲層水平井-直井混合井網極限注采井距的子模塊。

對各向異性儲層合理優化各種井網在不同方向上的最佳井距。

7

井網流線模擬

主要是針對一注一采、環形井排、交錯井排,在考慮實驗相滲曲線的基礎上進行非活塞式水驅油的流線模擬。

單井

8

單一水平井

提供各種單一水平井的產能計算方法,在優選合理工作制度及水平井長度的基礎上,利用各種計算方法,如三維圓形封閉地層(1998)、三維矩形封閉地層(Helmy-Wattenbarger 1998)、三維矩形封閉地層(Bubu-Odeh 1989)、二維Joshi(1988)公式、二維Borisov(1964)公式、二維Giger(1984)公式、二維Renard & Dupuy(1990)公式等,進行單一水平井的產能預測。

9

斜直井

提供各種斜直井的產能計算方法,在優選合理工作制度及井筒垂向斜角的基礎上,利用各種計算方法,如Cinco-Lee(1975)、Besson(1990)等,進行合理的產能預測。

10

部分射開水平井

提供各種斜直井的產能計算方法,在優選合理工作制度、射開井段長度及射開井段位置的基礎上,利用各種計算方法,如Streltsova(1979)、Papatzacos(1987)等,進行合理的產能預測。

11

低滲透儲層水平井

針對低滲透儲層的滲流特點,提供直井、水平井的產能預測方法,并提供極限技術井距的優選方案。

成本預算與節能降耗

12

成本預算與節能降耗

 

鉆采器材費用、鉆采工藝成本回歸、土地資源費用核算、電力資源費用核算、人力資源費用核算、經濟效益預測優化

2.2主要模塊界面及應用實例介紹

2.2.1分支水平井模塊

該模塊可以在地質儲層、流體參數已知的條件下,有針對性的對分支水平井相關參數,如分支條數、分支夾角、分支高度、分支長度等進行優選,并進行該井型的產能預測與優化設計。


2  分支水平井產能分析—基礎參數輸入界面



3  分支水平井產能分析—分支水平井設計參數界面


2.2.2 魚骨狀水平井模塊

該模塊可以有針對性的對魚骨狀水平井相關參數,如魚骨條數、魚骨與主水平井夾角、魚骨高度、魚骨長度、魚骨間距等進行優選,并進行該井型的產能預測與優化設計。



4  魚骨狀水平井產能分析—基礎參數輸入界面



5  魚骨狀水平井產能分析—魚骨狀水平井設計參數界面

應用實例一:魚骨狀水平井



圖6  YY油田XX區塊剖面圖 

表1  YY油田XX區塊魚骨狀水平井實測產液量表

分支

角度

o

主井筒

1分支

2分支

3分支

4分支

總產量

(m3/d)

產量

(m3/d)

貢獻率

(%)

產量

(m3/d)

貢獻率

(%)

產量

(m3/d)

貢獻率

(%)

產量

(m3/d)

貢獻率

(%)

產量

(m3/d)

貢獻率

(%)

30

33.2

52.1

6.6

10.4

8.8

13.8

6.4

10.0

8.7

13.6

63.7

45

33.4

51.2

7.0

10.7

8.8

13.5

7.0

10.7

9.0

13.8

65.2

60

33.5

50.7

7.4

11.2

8.8

13.3

7.4

11.2

9.0

13.6

66.1

90

33.5

50.3

7.9

11.9

8.6

12.9

7.9

11.9

8.7

13.1

66.6

表2  軟件計算產液量表

魚骨狀長度

距離地面高度

與主水平井夾角

相鄰魚骨間水平距離

魚骨產量

150

1

30

0

9.1888

150

1

30

120

6.2986

150

1

30

120

6.2986

150

1

30

120

9.1888

魚骨狀長度

距離地面高度

與主水平井夾角

相鄰魚骨間水平距離

魚骨產量

150

1

45

0

9.1359

150

1

45

120

5.9977

150

1

45

120

5.9977

150

1

45

120

9.1359

魚骨狀長度

距離地面高度

與主水平井夾角

相鄰魚骨間水平距離

魚骨產量

150

1

60

0

9.1035

150

1

60

120

4.9358

150

1

60

120

4.9358

150

1

60

120

9.1035

魚骨狀長度

距離地面高度

與主水平井夾角

相鄰魚骨間水平距離

魚骨產量

150

1

90

0

9.1505

150

1

90

120

6.0922

150

1

90

120

6.0922

150

1

90

120

9.1505



圖7  魚骨狀水平井計算產液量與理論產液量誤差圖


2.2.3 壓裂水平井模塊

該模塊針對(有限導流)無限導流垂直裂縫水平井,對裂縫相關參數,如,水平井長度、裂縫條數、裂縫長度、裂縫間距、裂縫導流能力等進行優選,可進行該井型的產能預測與優化設計。同時該模塊還特別針對低滲透、超低滲透儲層含有啟動壓力梯度滲透率低、滲流阻力大的特點,對低滲透儲層帶有(有限導流)無限導流垂直裂縫水平井-直井混合五點、反七點、反九點井網等進行產能、見水時間、極限注采井距的預測與優化。


8  壓裂水平井產能分析—井網及裂縫參數設計界面



應用實例二:壓裂水平井-直井混合五點井網

與XX油田YY區塊超低滲透儲層的22口水平井的實際產液量對比:誤差小于10%。證明了該評價技術的可靠性,說明其精度能夠滿足礦場生產實際的需要。


2.2.4 分段射孔完井水平井

老油田經過二次注水開發,各類油層都已出現不同程度水淹,在利用水平井挖潛剩余油礦場上常采用分段射孔完井工藝。分段完井情況下不能套用已有的針對整段完井而得到的產能公式,必須研究新的產能計算方法。本模塊中帶有計算低滲透儲層混合井網(分段射孔完井水平井-直井的井網計算系統,五點、反七點、反九點)。不僅能夠對單一分段射孔完井水平井進行產能分析、優化,還能夠計算低滲透儲層的混合井網的井網產量、見水時間、極限注采井距。


2.2.5 階梯水平井模塊

本模塊考慮階梯狀水平井造斜段層流可能發生倒灌的情況,有針對性的對階梯水平井相關參數,如造斜角、造斜段長度、造斜段井筒半徑、上下儲層水平井長度、工作制度等進行優選,以給出不同條件下的階梯狀水平井的產能,并進行該井型的產能預測與優化設計,為現場部署階梯狀水平井提供參考依據。



2.2.6 混合面積井網模塊

該模塊針對低滲透儲層(常規儲層)直井-直井、水平井-直井的五點法、反七點法、反九點法在(考慮低滲透儲層啟動壓力梯度)優選(水平井長度)注采井距的基礎上,可預測混合井網產能與見水時間。模塊擴展性強,可根據應用需要對單井井型進行任意組合,并靈活調整井網中各井的參數。同時該模塊單獨提供低滲透儲層水平井-直井混合井網極限注采井距的子模塊。


從影響半徑圖可以看出,隨著注水量的逐漸增大,影響半徑增幅越來越小,當影響半徑到150米以后,注水量的增大對其影響非常微弱。由此可知,考慮啟動壓力梯度下,注入水影響半徑為150m左右。而xx油田這個區塊面積井網的注采井距基本上是在180左右。


通過軟件計算得到的五點井網時其對應的極限井距為150米,反七點井網極限井距為129米,而反九點井網的極限井距為110米。計算結果均在150以內,這與現場所測得的影響半徑的值是非常貼近的。


2.2.7 相滲—流線模擬模塊

該模塊主要是針對一注一采、環形井排、交錯井排,在考慮實驗相滲曲線的基礎上進行非活塞式水驅油的流線模擬。



三、版本及運行環境

軟件目前版本為: V1.0 ,

軟件操作系統:  Win2000/XP/2003/Vista/Win7系統。

軟件硬件環境:CPU在PIII以上,內存128M以上,硬盤剩余空間256M以上。

四、編程語言及版本

軟件編程語言: Visual Basic

編程語言版本:     6.0    








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