專利名稱：一種魚骨井井型結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于油藏開發(fā)領(lǐng)域，涉及塊狀或厚層狀油藏的開發(fā)，尤其是一種適用 于塊狀油藏開發(fā)的最大油藏接觸(MRC (Maximum Reservoir Contact))井型聯(lián)合技術(shù)，具體 為一種魚骨井井型結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
直井作為油藏開發(fā)的主要井型普遍應(yīng)用于各類油藏中，它具有認識和控制儲層、 減少部署風險，鉆井周期短、易于操作和調(diào)整的優(yōu)點。同時可用于注水早期試驗及后期上返 采油。油藏早期勘探階段和油藏評價階段均采用直井開發(fā)。布井主要考慮平面井網(wǎng)設(shè)計，如 正方形或三角形井網(wǎng)。目前的這些直井面積井網(wǎng)對于薄層油藏比較適合，屬于二維井網(wǎng)結(jié) 構(gòu)設(shè)計。然而這種井網(wǎng)設(shè)計對于塊狀油藏多層開采時，存在以下缺陷與水平井井網(wǎng)相比， 油藏縱向差異導致油層動用程度低，而且所需井數(shù)多；油井初期產(chǎn)量低、且產(chǎn)量遞減快；油 藏建產(chǎn)速度慢；采油速度低和注水效果差等。對于裂縫性油藏還存在裂縫鉆遇率低、井場選 擇困難的問題。遼河油田的牛心坨潛山油藏，采用直井開發(fā)，直井底部注水的開發(fā)方式。選 取深度在采油井生產(chǎn)井段之下層位注水，由于直井完鉆深度不同，同時儲層發(fā)育程度不均， 無法形成統(tǒng)一的油水界面，造成近井水淹、遠井注水不見效。水平井技術(shù)已成為世界石油工業(yè)發(fā)展的主要熱點之一，目前已應(yīng)用于邊底水斷塊 油藏、裂縫性油氣藏、整裝高含水油藏、薄互層油藏、砂礫巖油藏、低滲透油藏等。廣泛應(yīng)用 于老油田挖潛、新區(qū)產(chǎn)能建設(shè)。在高含水老油田第二、三次采油階段，挖掘剩余油潛力，和經(jīng) 濟有效開發(fā)薄差儲層，提高采收率方面起著舉足輕重的作用。利用水平井開采薄油層，較直 井可改善儲量動用狀況，滲流能力和開發(fā)效果。隨著鉆井技術(shù)尤其是地質(zhì)導向技術(shù)的發(fā)展， 水平井設(shè)計由厚層向薄油層、薄互層轉(zhuǎn)移。在厚油層水平井篩選陣地越來越少的情況下，薄 油層水平井的成功打開了一片新領(lǐng)域。超薄油層水平井鉆井技術(shù)的突破，使薄砂層油藏的 開發(fā)成為現(xiàn)實。魚骨井鉆井技術(shù)是在水平井鉆井技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是指在水平井水平段的 左右兩側(cè)或單側(cè)再鉆進兩個或兩個以上分支井眼的一種鉆井新技術(shù)。分支井技術(shù)起源于20 世紀50年代，第一批分支井開始于前蘇聯(lián)的俄羅斯和烏克蘭地區(qū)，第二批分支井于1968年 開鉆于前蘇聯(lián)的西伯利亞地區(qū)。直到1995年以后，隨著水平井完井技術(shù)的發(fā)展和三維地震 技術(shù)的普及，魚骨井技術(shù)才得到了迅速的發(fā)展。該項技術(shù)與常規(guī)水平井相比，魚骨井有助 于制定合理的開發(fā)方案，以較低的成本有效開發(fā)多產(chǎn)層油藏，形狀不規(guī)則油藏，低滲、稠油、 薄層、枯竭油藏及裂縫油藏等。但是，由于目前井型優(yōu)化設(shè)計在同一油藏中僅局限于平面二維空間的單一型研 究，多井型的空間優(yōu)化和排列方式尚無先例可尋，直井、單一水平井或魚骨井已經(jīng)難以解決 塊狀油藏開采的實際問題，如何運用多井型匹配及立體井網(wǎng)結(jié)構(gòu)的空間展布，合理有效的 開發(fā)油藏亟待解決。
實用新型內(nèi)容為克服以上缺點，解決厚層或塊狀油藏開采存在的實際問題，在現(xiàn)有文獻研究的 僅是直井與水平井組合的井網(wǎng)形式，而缺少對由MRC井開發(fā)部署的研究基礎(chǔ)上，本專利提 出了一種塊狀或厚層狀油藏井型結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)，該技術(shù)基于最大油藏接觸(MRC(MaXimum Reservoir Contact))的理念，提出在同一油藏中的最大油藏接觸(MRC)井型聯(lián)合開發(fā)的 設(shè)計，并且對魚骨井井型結(jié)構(gòu)中的位置、水平段長度、魚骨分支數(shù)、魚骨分支長度、魚骨分支 夾角等參數(shù)進行進一步研究。依據(jù)本實用新型的技術(shù)方案，提供一種魚骨井井型結(jié)構(gòu)，其中魚骨井分布在油藏 最底層，且處于同一水平面內(nèi)，每口魚骨井的分支數(shù)為2 5根；魚骨井的每個分支長度相 同或不同，每個分支長度為150米 400米；魚骨井的魚骨分支與魚骨井主干管之間的角度 為 10° 50°。優(yōu)選地，油藏最底層內(nèi)有多口魚骨井，每口魚骨井的分支數(shù)為3 ；每個分支長度為 168米或210米或280米或400米；分支角度可以為15°或25°或35°或45°。使用本實用新型所述的技術(shù)方案，解決了現(xiàn)有技術(shù)中直井面積井網(wǎng)開采，縱向差 異導致油層動用程度低，而且所需井數(shù)多；單層水平井開采油層，油氣儲量動用程度低；直 井或單層水平井井網(wǎng)注水，水驅(qū)波及系數(shù)低的問題。

圖1為不同水平段長的日產(chǎn)油和含水率對比曲線示意圖；圖2為魚骨井井型結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為魚骨井不同分支角度和水平井的油藏最終采收率對比曲線；圖4為魚骨井不同分支數(shù)和水平井的油藏最終采收率對比曲線；圖5為魚骨井不同分支長度和水平井的油藏最終采收率對比曲線。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對依據(jù)本實用新型所述最大油藏接觸(MRC)井型結(jié)構(gòu)進行詳細說 明。1、最大油藏接觸(MRC)井型結(jié)構(gòu)最大油藏接觸井型結(jié)構(gòu)，其除直井之外，包括水平井、大斜度水平井和魚骨井，直 井與大斜度水平井和魚骨井連通，大斜度水平井鉆穿不同層段裂縫，多口分層布置的大斜 度水平井、水平井均被設(shè)置在塊狀或厚層狀油藏的內(nèi)部，并且每層井中包含多排水平井或 大斜度水平井，相鄰排中的水平井或大斜度水平井井平面平行交錯布置，相鄰層中的水平 井或大斜度水平井井縱向交錯布置；多口魚骨井分布在最底層油藏中且在平面內(nèi)成多排狀 分布，相鄰排中的各井平面平行交錯布置，且處于同一水平面內(nèi)；多口大斜度水平井和魚骨 井構(gòu)成平面平錯、縱向疊置交錯的立體井網(wǎng)結(jié)構(gòu)。本實用新型的井型結(jié)構(gòu)基于多種井型的組合和不同開發(fā)階段的井型優(yōu)化，主要包 括以下步驟(一 )在勘探和油藏評價階段，為減小開發(fā)風險，油藏采用直井開發(fā)用于認識和控 制油層。布井主要考慮屬于二維井網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的平面井網(wǎng)設(shè)計；直井同時用于注水早期試
4驗及后期上返采油；(二)在油藏開發(fā)初期，利用天然能量開發(fā)，油藏采用水平井、包括大斜度水平井 在油藏主體部位，提高裂縫鉆遇率和油層鉆遇厚度，增加油層動用程度和油井產(chǎn)量；弱化平 面矛盾、克服層間矛盾，提高采油速度和采收率；(三)根據(jù)油藏自身條件，適時進行人工能量補充，油藏采用魚骨井作注水井型， 布置在油藏最底層。魚骨井一方面可以進一步提高裂縫鉆遇率，油井產(chǎn)量進一步提高。第 二方面，油藏從直井的點狀注水增加水平井的線狀注水，進而擴大到魚骨井的面積注水，增 加水驅(qū)波及體積，提高注水速度和注水強度。第三方面，由于注水強度加大，儲層熱裂縫效 應(yīng)增強，改善注水效果。其中，采用多口直井與大斜度水平井和魚骨井連通。大斜度水平井鉆穿不同層段 裂縫，多口分層布置的水平井、包括大斜度水平井，每層水平井均被設(shè)置在塊狀或厚層狀油 藏的內(nèi)部，并且每層井中包含多排水平井或大斜度水平井，相鄰排中的各井平面平行交錯 布置，相鄰層中的各井縱向交錯疊置。多口魚骨井分布在最底層油藏中，平面成多排狀分 布，相鄰排中的各井平面平行交錯布置，且處于同一水平面內(nèi)。多口水平井、包括大斜度水 平井和魚骨井構(gòu)成平面交錯、縱向疊置交錯的立體井網(wǎng)結(jié)構(gòu)。2.水平井及魚骨井結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化(1)水平井水平段合理長度研究水平井水平段長分別選取600米、800米和1000米，給定注采壓差10兆帕時模擬
開采30年。不同水平段長的日產(chǎn)油和含水率對比曲線，如圖1所示。圖1中，橢圓形代表標注區(qū)域，1代表一組日產(chǎn)油曲線，2代表一組含水率曲線。水平段長1000米的水平井日產(chǎn)油明顯高于800米，600米的最小，而含水率變化 則是水平段長600米的水平井上升最慢，其次為800米，1000米上升最快。油藏開采30年 后，800米水平井的采收率比600米高8. 42%, 1000米水平井的采收率比800米水平井高 1.4%。因為水平段越長，受水平段摩阻水頭損失等、邊界影響越嚴重，當水平段超過800 米，繼續(xù)增加水平段長，采收率增加不明顯。在立體注采井網(wǎng)情況下，隨水平段增加，原油產(chǎn) 量與采收率增加的幅度逐漸減小。從油藏滲流和開發(fā)角度考慮，水平井段長度應(yīng)盡量加大； 但同時應(yīng)考慮到鉆井費用和工藝水平的限制，水平井段取800米左右為宜。(2)魚骨井合理分支角度研究根據(jù)實際油藏參數(shù)，假定魚骨井分支數(shù)為3，每個分支長度為280米。實驗不同的 分支角度，分別為15°、25°、35°及45°，給定注采壓差10兆帕模擬開采30年，見魚骨井 井型結(jié)構(gòu)示意圖2。圖2中1代表魚骨井主井筒，長度為1，2代表魚骨井分支，長度為11，12代表魚骨井分支間距；13代表魚骨井主井筒與分支端點的距離；θ代表魚骨井 主井筒與分支的夾角；a代表魚骨井井排距，A代表魚骨井入口點；B代表魚骨井端點。魚骨井不同分支角度的油藏最終采收率對比曲線，如圖3。圖3中，長方形柱子代表魚骨井不同分支角度的油藏最終采收率，分支角分別可 以為 15°、25°、35° 和 45°。[0036]魚骨井的分支延伸到生產(chǎn)井下方，與水平注水井相比，從線注狀水擴大到面狀注 水，增大了注水面積，面狀注水更利于形成底水均衡托進的注水開發(fā)模式。分支角度成 15° 45°，均可控制整個底面，故開發(fā)效果相差不大。分支角度25°時開發(fā)效果最好，其 次是15°。因為15°角時，分支與主干段之間的干擾效應(yīng)較25°時明顯。分支角度35°和 45°時，相鄰的注水井之間相互干擾，影響注水效果，其開發(fā)效果比分支角度15°與25° 時略差。且分支角度增加，鉆井技術(shù)難度和鉆井成本也會相應(yīng)增加，故魚骨井合理分支角 度應(yīng)取15° 25°。(3)魚骨井合理分支數(shù)與合理分支長度研究保持分支總長不變的情況根據(jù)實際油藏參數(shù)，魚骨井分支角度和總分支長度一定，實驗不同的分支數(shù)與分 支長度，分別為2分支、3分支、4分支和5分支，給定注采壓差10兆帕模擬開采30年。魚骨井不同分支數(shù)和水平井的油藏最終采收率對比曲線，如圖4。圖4中，長方形柱子代表魚骨井不同分支數(shù)和水平井的油藏最終采收率，分支數(shù) 分別可以為2分支、3分支、4分支和5分支。魚骨井注水的采收率好于水平井注水，因為魚骨井為面狀注水，且注采井距小于 水平井注水，生產(chǎn)井可以更快的將油藏中的油采出。在油藏非均質(zhì)嚴重、注采井間存在低滲 透帶時，采用魚骨井注水開發(fā)，保證開發(fā)效果。但相同分支總長情況下，分支越多，相應(yīng)的鉆 井費用越高，故采用3分支魚骨井注水。保持分支數(shù)不變的情況魚骨井分支角度和分支數(shù)一定，實驗不同的分支長度，分別為168米、210米、280 米和400米，給定注采壓差10兆帕，模擬開采30年。魚骨井不同分支長和水平井的油藏最終采收率對比曲線，如圖5。圖5中，圖4中，長方形柱子代表魚骨井不同分支長和水平井的油藏最終采收率， 分支長分別為168米、210米、280米和400米。魚骨井注水的采收率好于水平井注水，因為魚骨井為面狀注水，且注采井距小于 水平井注水，生產(chǎn)井可以更快的將油藏中的油采出。魚骨井分支280米開發(fā)效果最好。因 為分支長280米時，魚骨井注水分支剛好延伸到生產(chǎn)井正下方，注水井可以控制整個底面； 分支長168米和210米，注水井控制面積相對較??；而分支長400米時，相鄰注水井的分支 之間存在相互干擾，也會影響注水開發(fā)效果。故采用3分支魚骨井注水時，分支長度280米 為宜。工業(yè)實用性應(yīng)用本實用新型的技術(shù)方案，可以有效地提高油井產(chǎn)量和油藏采收率。MRC技術(shù)是從井型優(yōu)選到井參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，在興隆臺潛山油藏進行了成功 的試驗應(yīng)用。以變質(zhì)巖為主、穿插分布有巖漿巖的興隆臺太古界潛山油藏，埋藏深度 在-2355 -4500米，含油幅度超過2000米，是被北部的高角度正斷層和南部多條逆斷層 夾持、具有復雜內(nèi)幕構(gòu)造的油藏。研究中，根據(jù)巖性和油層分布特征、壓力和生產(chǎn)特點等確 定了縱向上油層的分帶性，結(jié)合人工注水開發(fā)方式的考慮，提出了 MRC井網(wǎng)在縱向上和平 面上的設(shè)計。針對直井、水平井包括大斜度水平井和魚骨井的特點，提出在油藏不同開發(fā)階 段、不同位置優(yōu)選井型，以降低開發(fā)風險、適應(yīng)開發(fā)方式、取得高峰產(chǎn)量和更長穩(wěn)產(chǎn)時間的
6方法。并優(yōu)選后的MRC井水平段的長度、魚骨井的分支夾角、分支數(shù)、分支長度進行了研究。 部署的76 口 MRC試驗井，其中有33 口井已經(jīng)投入生產(chǎn)。試驗投產(chǎn)后，油藏采油速度提高了 28倍，平均的單井初期日產(chǎn)油量80. 5噸/天，是直井產(chǎn)量的3. 0倍，其中魚骨井初期產(chǎn)量達 97噸/天，是直井產(chǎn)量的3. 6倍，鉆井的費用僅增加了 68%，而操作費用節(jié)省了 75%。更重要的是，興隆臺潛山勘探和油藏評價階段一直采用直井，在豐富資料錄取手 段、擴大油藏認識范圍、降低勘探風險等方面起到了積極作用。然而，隨著對油藏認識程度 的加深，對于儲層厚度超過2000米、非均質(zhì)性較強、裂縫以高角度縫為主的油藏，繼續(xù)采用 直井開發(fā)將存在下面幾方面問題(1)井數(shù)多、鉆井進尺大、投資高?？紤]到直井要采用壓裂投產(chǎn)，射孔段長度一般 控制在50米以內(nèi)，并且預留上返生產(chǎn)的余地部署直井，預計可以部署221 口，是MRC井數(shù)的 2. 6倍，對應(yīng)鉆井進尺直井是MRC井的2. 1倍(上層直井不鉆到下層，以節(jié)約進尺)。(2)單井控制儲量低，直井平均只有14. 3萬噸，而MRC井平均達到60萬噸。(3)裂縫鉆遇率低、采油速度低。潛山裂縫以中高角度網(wǎng)狀縫為主，根據(jù)理論計算，相同裂縫密度、裂縫開度、鉆遇 相同長度油層時，直井鉆遇裂縫的條數(shù)只有MRC井的三分之一，產(chǎn)量也相應(yīng)較低。統(tǒng)計試采 的9 口直井，平均初期日產(chǎn)油26. 9噸/天，而且產(chǎn)量下降快、鉆井周期長，所以油藏采油速 度一直較低。而MRC井提高了裂縫鉆遇率和油層厚度，原油產(chǎn)量高，平均初期日產(chǎn)油88. 8 噸/天。(4)產(chǎn)量遞減快。油藏不存在原生氣頂，即使存在底水在-4500米以下，天然能量 不充足，直井產(chǎn)油量快速遞減。平均年遞減率高達70.2% /年，而MRC井穩(wěn)定試驗生產(chǎn)的 15 口井中只有1 口井出現(xiàn)遞減，年遞減率為25. 4%/年，遠好于直井。使用最大油藏接觸(MRC)井型開采方法及井型結(jié)構(gòu)能夠很好地解決上述問題。并 且解決了現(xiàn)有技術(shù)中直井面積井網(wǎng)開采，縱向差異導致油層動用程度低，而且所需井數(shù)多； 單層水平井開采油層，油氣儲量動用程度低；直井或單層水平井井網(wǎng)注水，水驅(qū)波及系數(shù)低 的問題；提高了油藏采油速度和采收率，同時降低了開發(fā)成本。如上述，已經(jīng)清楚詳細地描述了本發(fā)明提出的技術(shù)方案。盡管本發(fā)明的優(yōu)選實施 例詳細描述并解釋了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員可以理解，在不背離所附權(quán)利要 求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細節(jié)中做出多種修改。
權(quán)利要求一種魚骨井井型結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述魚骨井分布在油藏最底層，且處于同一水平面內(nèi)，每口魚骨井的分支數(shù)為2～5根；魚骨井的每個分支長度相同或不同，每個分支長度為150米～400米；魚骨井的魚骨分支與魚骨井主干管之間的角度為10°～50°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的魚骨井井型結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述魚骨井的分支數(shù)為3根。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的魚骨井井型結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述魚骨井的魚骨分支長 度為168米或210米或280米或400米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的魚骨井井型結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述魚骨井的魚骨分支角 度為15°或25°或35°或45°。
專利摘要提供一種魚骨井井型結(jié)構(gòu)，其中魚骨井分布在油藏最底層，且處于同一水平面內(nèi)，每口魚骨井的分支數(shù)為2～5根；魚骨井的每個分支長度相同或不同，每個分支長度為150米～400米；魚骨井的魚骨分支與魚骨井主干管之間的角度為10°～50°。本技術(shù)方案解決了現(xiàn)有技術(shù)中多數(shù)油藏采用直井為主開發(fā)，油井產(chǎn)量普遍較低，遞減快，開發(fā)效果不理想的問題。
文檔編號E21B43/30GK201763308SQ20102016909
公開日2011年3月16日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者于天忠, 劉其成, 張方禮, 徐萍, 許寧, 閆軍生 申請人:徐萍