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1、·50·第19卷第5期大庆石油地质与开发P1G1O1D1D12000年10月文章编号:100023754(2000)0520050203低渗透油田压裂注水采油整体优化方法1123闫建文,王群嶷,张士诚(11大庆油田有限责任公司采油工艺研究所,黑龙江大庆163453;21石油大学,北京100081)摘要:利用带有013～018mm人工裂缝的三维两相油藏数值模拟模型、经济评价模型和整体优化软件,°°对五点法和反九点法井网中人工裂缝与井排夹角为0和45的油藏开采进行动态模拟。根据油藏参数和开发要求实现对井网、压裂、注入、采出参数的整体优化,进行多因素、多目标、多方案的优化决策。压裂、注水、采油整体优
2、化方法在大庆朝阳沟油田长42210区块应用,取得了较好的效果。关键词:整体压裂;注水;采油;数值模拟;优化设计;软件中图分类号:TE348文献标识码:A低渗透油田合理开发方案的确定,需要人工裂缝参数(缝长、方位、导流能力)、注入参数(井底压力、井口压力)和采出参数(井底流压)与地层的最佳匹配。本文通过整体优化方法来探索确定合理开发方案的有效途径。1低渗透油田合理开发整体优化方法图1五点法井网裂缝图2五点法井网裂缝的原理处于有利方位处于不利方位根据低渗透油田的生产特点和人工裂缝的渗流特征,在电解模型和平面物理模型实验的基础上,建立油藏与裂缝耦合的物理和数学模型,由人工裂缝和油藏之间的接触面满足压
3、力相等和流量相等的原则,建立裂缝和油藏之间的内边界条件,通过五点法和反九点法井网单元的简化,根据对称原理得到油藏的计算单元和外边界条件。五点法井网分为裂缝处于有利和不利2种方位,反九点法井网分为裂缝和井排之间夹角为0°和45°。图3裂缝与反九点法图4裂缝与反九点法°°111物理模型井网井排成0角井网井排成45角(1)五点法井网,裂缝方位处于有利方位(图由于注水开发油田需要保持油层压力且低渗透油1)和不利方位(图2),根据井网单元对称性和渗流藏含气量少,所以只考虑三维油水两相的流动,并假场流线封闭的特点,可取单元的1/4来代替整个单元设:油层水平,渗透率各向异性,压缩系数保持不来模拟。变,油藏流
4、体的粘度保持常数,忽略重力和毛管力的(2)反九点法井网,裂缝方位与驱替方向成0°和影响,油藏内部压力梯度很小。°(图3,图4)。45由于水力裂缝的宽度很小,研究水力裂缝时建立收稿日期:2000207226作者简介:闫建文(1967-),男,河北正定人,工程师,现从事采油工程研究工作。3从事本项研究工作的还有大庆油田有限责任公司采油工艺研究所的谢朝阳,于浩波,薛凤云,罗美娥。2000年10月闫建文等:低渗透油田压裂注水采油整体优化方法·51·两维两相模型,并假设:裂缝垂直、均质、各向同un}时,设wi(0≤wi≤1,i=1,2,⋯,n)为其性、形状为长方体,裂缝微可压缩,裂缝中的流动为对应指标的
5、权重,且满意度有h(u1)≥h(u2)≥达西渗流,不考虑裂缝随时间延长的失效性,不考虑⋯≥h(un)为单调序列,此时评价值(μ)为流体在缝宽方向上的流动,只考虑缝长和缝高2个方μ=∫h(U)·w(U)dU(3)向的流动。用上式算出的评价值的大小,直接表征了该方案油藏与裂缝耦合的数学连接模型为的优劣。QR=QF式中QR———油藏与裂缝之间的交换量;QF———裂2整体优化多目标方案设计缝与油井之间的交换量。利用正交试验优化设计整体优化方案,以减少数112数学模型值模拟次数。在低渗透油田整体优化方案设计中,如(1)确定评价指标体系果裂缝方位一定时,影响优化结果的主要因素有:井指标体系应选用最具有评价
6、意义的指标作为依网类型、井距大小、注采井裂缝长度、导流能力、生据。各项指标构成评价指标集:Xi=(i=1,2,⋯,产压差和注水压差。根据生产实际,每个参数取5个n),对于整体优化,评价的指标有:第30天的产变化值,采用6因子5水平的正交表设计整体优化方量,第三年的产量,最大采油速度,最终采收率,无案。水采收期,无水采收率,注水体积倍数,净现值,最大投资利润率,投资回收期,共10个(即n=10)。3整体优化软件(2)确定理想方案及各方案的满意度在单变量优化的基础上进行方案的整体优化设所谓理想方案就是一个设想的最佳方案,它的各计。单变量优化研究井网类型、井网密度、注采井缝个指标值都达到各候选方案中
7、的最好值。用Ci(i=长比、水力裂缝导流能力、注水压差、生产压差等因1,2,⋯,n)表示理想方案的指标参数。素变化对油藏开发效果的影响程度,做敏感性分析并若U={u1,u2,⋯,um}是一个油气田的m优化出最佳值;以不同经济指标为依据整体方案经济个开发方案,其中uk={uk1,uk2,⋯,ukn}。那么评价及多目标非线性的整体方案模糊决策为手段的整方案uk的第i个指标相对于理想方案的满意度由体优化
