水平井产能预测方法及动态分析

水平井产能预测及动态分析研究前言水平井技术作为老油田调整挖潜提高采收率、新油田产能建设实现少井高效开发的一项重要技术，于90年在我局开始应用，经过“八五”科技攻关和“九五”、“十五”期间的不断发展完善，已形成了一套比较成熟的配套技术系列并得到了广泛的推广应用。为准确地预测水平井的产能和进行水平井动态分析，本专题就这两个方面进行了详细的研究。二、水平井动态分析一、胜利油区水平井发展概况及现状一、水平井产能预测研究提纲三、下一步发展趋势通过渗流力学理论推导得到，适应不同类型油藏水平井产能计算，是一种半定量方法。水平井产能预测发展历程借鉴同类型油藏开发经验对水平井产能进行预测，准确度低。一、水平井产能预测研究特点：考虑全面、预测准确！预测准确,可较准确的计算水平井产能。类比法公式法数值模拟法一、水平井产能预测研究（一）类比法如在复杂断块油田中新设计辛151-平7井，其水平段长度200m、原油地下粘度66mPa•s、孔隙度30%、有效厚度15m、原油地下密度0.84g/cm3、水平与垂直渗透率比值1.5，通过聚类计算将其归到第二类中，由此可以预测出其可采储量4万吨左右、初始日产30-40t/d左右；2002年3月投产,实际初期日产37t，不同完井方式不同油藏类型不同泄油体考虑摩擦阻力多分支水平井一、水平井产能预测研究（二）公式法wehehhhrhrLrLhLBLKJ2/ln2/2/11ln//8.54220GigerBorisovwehhhrhLhLrBhKJ2/ln//4ln/8.5420whhrhLhLLaaBhKJ2/ln/2//2ln/8.542220JoshiRenard&Dupuyr2h(h/L)ln+xcoshoBhh542.8KhJw1-应用条件：裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动.应用条件：裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动应用条件：裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动应用条件:裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动不同完井方式下水平井产能预测1、理性裸眼水平井产能预测不同完井方式下水平井产能预测1、理性裸眼水平井产能预测参数数值油藏参数水平向渗透率(μm2)3.694原油粘度(mPas)187.870原油体积系1.015储层厚度(m)20.7井眼半径(m)0.1079水平井长度(m)250泄流半径(m)169水平井产能(m3/day·MPa)Giger198Borisov170R&D169Joshi157为考虑实际水平井眼的偏心距以及储层的各向异性的影响，对Joshi公式进行了改进，得到如下产能预测公式。2/2/ln2//2ln/8.54222220whhrhhLhLLaaBhKJ应用条件:考虑偏心距和各向异性，裸眼井、等厚、无限大油藏、单相流动。不同完井方式下水平井产能预测1、理性裸眼水平井产能预测β---储层各向异性系数，＝K/Khvδ---水平井眼偏心距，m1、自然产能的预测；2、研究偏心距对产能的影响，也就是水平井在地层中不同位置对产能的影响；3、研究水平井段长度对产能的影响。hPShdSrhhLhLLaaBhhKhPJw2/222ln2/222ln/8.5420应用条件:射孔完井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动不同完井方式下水平井产能预测2、射孔完井方式的产能预测Shd：为裸眼水平井的钻井损害表皮系数Shp---射孔水平井的射孔损害表皮系数ShphdwLhhSSSSrhhLhLaaBhKJ2/2/ln2/ln/8.542222220应用条件绕丝管完井，等厚、均质、无限大油藏、单相流动不同完井方式下水平井产能预测3、绕丝筛管完井方式的产能预测SS为套管内自然充填砂层的表皮系数Shd为水平井的钻井损害表皮系数；GhphdwLhhGSSSrhhLhLaaBhKJ2/2/ln2/ln/8.542222220008.542BqPLKKSGvhG030202201310127.11008.9qAKLBqALEBPGGGG应用条件:套管预充填砾石筛管完井，等厚、均质、无限大油藏、单相流动不同完井方式下水平井产能预测4、砾石充填完井方式的产能预测GhphdwLhhGSSSrhhLhLaaBhKJ2/2/ln2/ln/8.542222220008.542BqPLKKSvhG0223202022220213011310202112011310127.11008.910127.11008.9qAKLBqALBEqAKLBqALBEPGGGGGG应用条件金属纤维筛管完井，等厚、均质、无限大油藏、单相流动不同完井方式下水平井产能预测5、金属纤维筛管完井方式的产能预测完井方式理想裸眼完井套管射孔完井管内井下砾石充填完井管内下绕丝筛管完井管内金属纤维筛管完井完井参数无污染,井眼半径0.1079米钻井污染带渗透率为1200md,污染带半径0.4米.7英寸套管,孔密24孔/米,孔深为0.35米,孔径为12mm,90度相位5英寸绕丝筛管,地层砂粒度中值0.42mm.其它同左5英寸绕丝筛管,地层砂粒度中值0.42mm.其它同左外筛管直径为5英寸,内筛管直径为3.5英寸.地层砂粒度中值0.42mm.。其它同左产能m3/d/MPa84.1865.9560.7459.9554.17产量(方/天)168.36131.90121.48119.90108.34产能比1.0000.78340.72150.71240.6435应用实例不同完井方式下水平井产能预测参数数值水平向渗透率(μm2)3.6垂向渗透率(μm2)2.5原油粘度(mPas)360原油体积系1.01储层厚度(m)25井眼半径(m)0.1079水平井长度(m)250原油密度(g/ml)0.995偏心距0生产压差（MPa）2.0由于存在地层损害和射孔损害，使得射孔完井的产能比天然产能低21.66％；井下砾石充填后其产能又比射孔完井低7.9％；管内绕丝筛管完井比射孔完井低9.06％；管内预充填砾石筛管完井中，由于双层筛管的影响，使其产能比射孔完井低17.86％。不同完井方式不同油藏类型不同泄油体考虑摩擦阻力多分支水平井一、水平井产能预测研究（二）公式法考虑了6种典型情况：•1、封闭外边界油藏水平井产能预测•2、定压外边界油藏水平井产能预测•3、底水油藏水平井产能预测•4、气顶油藏水平井产能预测•5、边水油藏水平井产能预测•6、溶解气驱油藏水平井预测不同油藏类型水平井产能预测不同油藏类型水平井产能预测PRAwllwferlelZZhtgrhBPPLKKQ2Zln4ln)/()(543w底水油藏应用条件:排式水平井，顶部为封闭边界，底部为底水;不同油藏类型水平井产能预测RPAwwllwferlelZZrhZhLhhbBPPLKKQ2sin/ln2)/()(543边水油藏应用条件:1)水平井位于油藏中央位置，距纵切面上左右两个边部距离b相等，且b;h;油藏上下都是封闭边界，只在边部有水驱动;2)或用于水平生产井和注水井交替排列的无穷井列情况，注采井相互对应。322max)1()1(1RwfRwfRwfooppppppqq溶解气驱油藏RPAwllwfrlelZZhhtgrhBPPeLKKQ2)Z(ln4ln)/()(2w气顶油藏不同油藏类型水平井产能预测wwpArLrhPRZln)56()41(ln11865.106.220000094.0/2028.00.00170.0018500043125.008872.0022875.00.0096296009866.061875.00006675.005.0RywdsdspppKKrhKDhnKhPR2、附加阻力因子1、局部穿透因子不同油藏类型水平井产能预测05.1ln41ln12zxwxyzKKrhLbPbLyFbLyFbLFKKLhbPyxxy444421480023248423156.1222002bLbLbybyahKKKbPyzxyxyyxyzPRPPPZ为说明油藏类型对产能预测的影响，以桩斜136－P1井为例，该水平井为一底水油藏的水平井。右图为不考虑井筒压降条件下，不同公式计算水平井产量初产情况。说明公式是合理的、正确的。不同油藏类型水平井产能预测不同类型油藏产能计算与实际对比公式计算实际日产（t/d）日产（t/d）临2-平23底水17.515.215梁38-平3边水34.329.018辛109-平2封闭外边界38.433.515井号油藏类型误差（%）不同油藏类型水平井产能预测不同完井方式不同油藏类型不同泄油体考虑摩擦阻力多分支水平井一、水平井产能预测研究（二）公式法应用条件：箱形油藏，封闭边界，裸眼完井箱形泄油体示意图不同泄油体下水平井产能预测1、箱形泄油体条件下的产能预测应用条件：油层厚度远远小于水平井长度，且泄油体为一回转椭圆体的薄油层，油层各向同性，油井处于油层中部。而对于各向异性的地层，假设水平方向的渗透率是相同的，可采用以下公式计算:不同泄油体下水平井产能预测2、回转椭圆体薄油层的产能公式不同泄油体下水平井产能预测3、无限大平板泄油体的产能公式4、圆柱泄油体的产能公式不同完井方式不同油藏类型不同泄油体考虑摩擦阻力多分支水平井一、水平井产能预测研究（二）公式法假设条件：（1）沿井长单位长度采油指数相等；（2）仅考虑摩擦引起的压力损失；水平井示意图考虑井筒摩阻条件下水平井产能预测1、水平井井筒模型)()(xppJxqwihh（1）油藏内流动的数学模型。沿水平井任意位置的井产量（2）井筒内压降awwxqDDdxxdp252)(84316.0)(（3）井筒体积流量平衡)()(xqdxxdqhw考虑井筒摩阻条件下水平井产能预测2、耦合模型（1）水平井井筒内为层流xcJwhwwhpecJxq)(水平井产量)()(22xqcJdxxqdwwhw（2）水平井井筒内为紊流水平井产量awwhwxqcJdxxqd222)()(1231322123)(xcJpcJxqwhwhw基本方程基本方程)2320(Re)10(Re5考虑井筒摩阻条件下水平井产能预测3、不同流动条件下计算方法井筒内产量变化:井筒流量从井筒指端到根端呈不断增加的趋势。91011121314150100200300400500600700水平井段位置，x(m)pwf(MPa)压力随水平井段位置变化图pwf=13.5MPapwf=11.5MPapwf=9.5MPa井筒内压力变化:井筒指端压力变化较小，根端压力变化大。主要是越靠近根端，主流质量流量越大，摩擦引起的压力损失和从油藏流入井筒引起的压力损失越大。0204060801001201401601800100200300400500600700水平井段位置，x（m)产量Q（m^3/d)9.5MPa11.5