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1、石油勘探与开发942005年10月PETROLEUMEXPLORATIONANDDEVELOPMENTVol.32No.5文章编号:1000-0747(2005)05-0094-07丛式水平井钻井平台规划1211葛云华,鄢爱民,高永荣,唐雪平(1.中国石油勘探开发研究院;2.辽河石油勘探局工程技术研究院)基金项目:中国石油勘探开发研究院“委内瑞拉MPE-3区块油田开发方案”项目(D&O/2002/01)摘要:为了解决油田(区块)丛式水平井钻井平台大小、数量和位置等的规划问题,研究了丛式水平井技术条件下平台的大小、数量和位置与油田地面工程建设投资和油气井建井投资之间的内在规律。结果表明,油
2、田(区块)丛式水平井钻井平台大小、数量和位置等的规划问题可以通过建立以油田建设总投资(地面工程建设投资与油气井建井投资之和)最小为目标的混合整型非线性规划模型来求解。应用这一方法,在委内瑞拉奥里乳化油MPE-3区块丛式水平井钻井平台规划中,结合当地地面工程建设费用和建井工程费用,得出均布井网条件下的最优平台模式是12井式,区块最优平台设置数量是27个平台,其中21个平台为12井式,6个平台为18井式,单平台的最大钻井数量为18口井。计算实例表明,采用这种数学规划模型及其求解方法来解决油田(区块)丛式井平台设置问题是可行的。图4表3参18关键词:平台优化;丛式水平井;油田开发方案;钻井;委
3、内瑞拉;MPE-3区块中图分类号:TE243文献标识码:A用。一般区块内规划设置的平台数量越多,区块内地1问题的提出面建造费用就越高,但由于每个平台上钻井的井数少,丛式水平井技术具有投资少,见效快,便于集中管井身长度小,钻、完井难度小,钻、完井费用就越少;反理等优点,是提高油田采收率和采油速率的经济有效之,设置的平台数越少,区块内地面建造费用就越少,[1-3]手段。采用丛式水平井技术,面临的问题之一便是但由于每个平台上钻的井数多,水平位移大,井身长度钻井平台的部署优化问题。许多学者根据海上平台建大,钻、完井施工难度大,钻、完井费用就要增高。它们设和钻井工艺特点,对平台的优化问题进行了深入
4、研之间存在一个最优的平台数量(包括它的大小和位[4,5]究。中国石油勘探开发研究院钻井工艺研究所在置),与总投资费用(地面建造投资和地下钻、完井投资承担国家“七五”重点科技攻关项目的研究中,曾就陆费用之和)的最小值相对应(见图1)。上油田丛式定向井开发方式下的平台规划问题进行了[6]深入研究与探讨。对于以丛式水平井开发方式为主的油田区块的平台优化问题的研究,尚没有涉及到。[7-11]随着水平井钻井技术的发展与完善,丛式水平井技术在重油、稠油和低渗透油藏的油田开发中被广泛采[12-14]用。本文就丛式水平井技术条件下平台的规划问题进行探讨。2平台设置规划模型的建立图1地面建设费用和钻、完井
5、费用与平台设置数量的关系当一个区块的地下水平井井网确定之后,通常所2.1地面建设费用模型的建立面临的主要问题是:部署多少个平台,每个平台钻多少2.1.1平台和井场路建设费用口井,平台应建在什么位置等使得油田建设总投资最平台的基础建设费用与区块内设置的平台数量和少。大小有关。设置的平台数量越少,每个平台上钻的井在油田建设投资中,与采用丛式井开发方式有关越多,单井平均占地越少,总平台建造费用将越少,反的投资费用主要有两个方面:一是涉及地面建设的各之亦反。设分配到j号平台上的井数为nj,则以单排个项目(包括:平台或井场和井场路的建设费用,钻机井口布局的每个平台的建造费用为:搬安费用,油气集输、
6、计量管线及其设备的建设费用等);二是涉及地下油井建造的项目,主要是钻、完井费Cp1j=up0[a1+b1(nj-1)](1)2005年10月葛云华等:丛式水平井钻井平台规划95当分配到某一平台内的地下井位位于平台的两侧时,组,管线到阀组,阀组到联合站的管线等3项费用。一般将平台内井口分两排布局。以双排井口布局的每2.1.3.1阀组费用个平台的建造费用为:平台内设置的阀组与该平台内集输的井数有关。Cp1j=up0{a2+b2[max(n1j,n2j)-1]}(2)平台内阀组的建设费用一般根据该平台上的井数,选择安装相匹配的阀组系列。集输井数越多,需要安装通向平台的井场道路的建设与区块内设置
7、的平台的阀组的头数越多,阀组费用越高。各个平台内的阀数有关。平台数量越多,需要修建的井场路越长。井组费用可表达为:场道路的优化可利用图论中求最小树原理求出最短井′Cg1j=fg(nj+nj)(9)场道路路径方案,计算井场路长度。设区块内井场道路长度与区块内所设置的平台数量np的函数关系为l2.1.3.2井口到阀组管线费用(np),则井场路的建设费用可表达为:从井口到阀组的管线包括输油管线、掺稀管线,在热采方式下还应包括注热管线。为方
