底水氣藏大斜度井優(yōu)化設計論文
時間:2022-04-13 03:20:50
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1大斜度井模型的建立
模型采用笛卡爾網(wǎng)格系統(tǒng),I方向兩端網(wǎng)格步長為300m,中間網(wǎng)格步長為100m,J方向網(wǎng)格步長為200m,K方向網(wǎng)格步長為5m,總共31層,模型總網(wǎng)格數(shù)為19×7×31=4123。在氣藏底部采用Fetchovich水體模擬底水,中部布置大斜度井,井斜角為80°。同時,為判斷模型壓降參數(shù)設置是否正確,對研究區(qū)大斜度井進行實際測壓資料歷史擬合,即選擇該井處于穩(wěn)定生產(chǎn)期的測壓數(shù)據(jù)進行擬合,其誤差小于5%,吻合效果較好。
2單參數(shù)對大斜度井開發(fā)效果的影響
為準確分析各參數(shù)對底水氣藏水淹規(guī)律及采出程度的影響,利用數(shù)值模擬多段井模型研究了井筒內(nèi)的能量損失。井筒直徑為89mm,示蹤劑質(zhì)量濃度為1.0mg/L,采用示蹤劑追蹤精確模擬底水見水時間。多段井模型將井筒劈分為多個段,每段拓撲結構保持原井軌跡,且擁有獨立的壓力、流體密度和相速度??紤]井筒內(nèi)的能量損失,包括摩擦阻力損失、加速度損失及水靜力學壓降損失,進而可對井筒內(nèi)的流體進行詳細描述。采用上述模型以某一測試產(chǎn)量模擬生產(chǎn),通過對每個射孔網(wǎng)格流壓和流量的統(tǒng)計,可定量描述大斜度井不同長度的壓力變化和氣量差異。對于底水氣藏而言,若開發(fā)過程中底水逐漸上升,氣井避水高度和產(chǎn)量設計不合理,將導致過早見水,進而降低無水采出程度。目前,氣藏底水錐進研究中,見水時間通常采用經(jīng)驗公式法或利用含水率來間接確定,這樣會存在一定的誤差。因此,筆者提出利用示蹤劑追蹤的方法來確定氣井產(chǎn)出底水的準確時間,在底水中加入不同的示蹤劑,通過模擬判斷氣井產(chǎn)水的來源,進而確定底水錐進的時間,為相關指標的優(yōu)化提供依據(jù)。
2.1大斜度井的斜井段長度
為對比不同斜井段長度對底水氣藏水淹規(guī)律的影響,模擬研究大斜度井的斜井段長度分別為200m,400m,600m和800m,斜井趾端避水高度為60m,生產(chǎn)制度為穩(wěn)定生產(chǎn)(55萬m3/d)情況下的水淹規(guī)律及開發(fā)效果。數(shù)值模擬結果表明:隨著斜井井段長度的增加,見水時間和無水采出程度均隨之增加,但增幅逐漸減小,預測期末采出程度也逐漸增大;當長度超過600m后,增長速度放緩,受長度增加的影響變?nèi)酢?/p>
2.2斜井段趾端避水高度
為對比不同斜井段避水高度對底水氣藏水淹規(guī)律的影響,模擬研究大斜度井的趾端避水高度分別為30m,40m,50m和60m,斜井段長度為600m,生產(chǎn)制度為穩(wěn)定生產(chǎn)(55萬m3/d)情況下的水淹規(guī)律及開發(fā)效果。數(shù)值模擬結果表明:隨著斜井井段避水高度的增加,見水時間和無水采出程度均隨之增加,且增幅逐漸變大,預測期末采出程度逐漸減?。划斝本伪芩叨瘸^40m時,對采出程度的影響變大。
3復合參數(shù)對大斜度井開發(fā)效果影響
單參數(shù)對大斜度井開發(fā)效果的影響在油氣田開發(fā)方案優(yōu)化中常常被采用,該方法通過固定部分參數(shù),逐個對其余參數(shù)進行優(yōu)化,當參數(shù)之間沒有交互作用時,得出的結論是正確的。在實際生產(chǎn)中,不同參數(shù)的取值互相影響,即開發(fā)指標之間存在交互作用。因此,采用多次單參數(shù)優(yōu)化往往只能得到局部最優(yōu)結果。復合參數(shù)對大斜度井開發(fā)效果的影響是指斜井段長度、斜井段趾端避水高度和合理產(chǎn)量的綜合作用。若對各參數(shù)不同水平組合進行模擬,全面實驗則需要模擬較多方案,雖然能得到全局最優(yōu)結果,但在網(wǎng)格精細劃分或者參數(shù)較多的情況下,將會耗費大量的機時,甚至難以實現(xiàn)。為此提出將正交設計極差分析法與數(shù)值模擬方案相結合,根據(jù)正交準則挑選典型代表點,并設計正交表,以提高方案的合理性,減少工作量。
4結論
(1)多段井描述技術將井筒劈分為多個段,每段拓撲結構保持原井軌跡,可實現(xiàn)對大斜度井井筒損失的模擬,以及準確表征斜井段上的壓力變化和氣量差異??拷仓憾?,壓力相對較高,靠近跟端壓降變化較大。
(2)在實際生產(chǎn)中,各參數(shù)對開發(fā)效果的影響往往是綜合作用的結果,極差分析法可作為優(yōu)化開發(fā)指標的輔助手段,實現(xiàn)開發(fā)指標的全局最優(yōu)。
(3)在底水氣藏開發(fā)過程中,若要延緩見水時間,提高無水期采出程度,應優(yōu)先確定合理的斜井段趾端避水高度;若從預測期末采出程度考慮,應優(yōu)先確定合理的產(chǎn)量和斜井段長度。
作者:張宇鐘海全李永臣郭春秋史海東單位:大慶油田有限責任公司西南石油大學中國石油煤層氣有限責任公司
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