1、第卷第期年月石油钻探技术 ， ， 收稿日期：；改回日期：基金项目：国家“”项目“稠油油藏混气表面活性剂驱”（编号：）部分研究内容作者简介：蒋平（），男，山东东营人，年毕业于石油大学（华东）石油工程专业，年获得油气田开发工程专业硕士学位，在读博士研究生，主要从事油田化学与提高采收率方向的研究工作。联系电话：（）试井与开采底水油藏射孔优化设计蒋平张贵才葛际江张琪孙铭勤（中国石油大学（华东）石油工程学院，山东东营）摘要：为了优化底水油藏的生产参数，研究了不同产量时射孔长度的优化方法。采用球面流和径向流相结合的模型推导了临界产量和无水采油量的计算公式，分别以临界产量和无水采油量为标准，对胜利油田桩西区
2、块底水油藏上口油井的射孔长度进行了优化设计，优化结果表明，对于底水油藏应首先按照临界产量对射孔长度进行优化设计，如果得到的最大临界产量不符合实际生产的要求，就应按照无水采油量进行射孔优化设计。研究表明，当油井产量超过临界产量后，以临界产量为标准得到的优化射孔长度会减小油井的无水采油量。关键词：底水油气藏；射孔；优化设计；油井产量；底水锥进；胜利油田中图分类号： 文献标识码： 文章编号：（）在开采底水油藏时，在垂向势梯度的作用下，油水接触面会发生变形，在沿井轴方向势梯度达到最大值时，接触界面形成喇叭状，这种现象即为底水锥进。如果油井产量超过临界产量，底水会一直突破到射孔段，油井含水率会迅速上升，
3、在油井开采初期就对射孔段进行优化设计可以有效提高油井的无水采油量。使用模型模拟了水锥存在时的压力分布情况，并采用试算法计算了临界产量；等人详细分析了不同压力梯度下的临界产量的计算方法。李传亮对临界产量公式进行了修正；朱圣举给出了带隔板底水油藏油井见水时间的预测公式；程林松等人给出了数值模拟方法计算水锥高度的步骤。虽然各种计算方法各有长处，但没有充分考虑射孔段长度对底水锥进参数的影响，以至于无法对射孔长度进行优化设计，虽然在计算底水锥进参数时，对射孔段长度进行了优化设计，但其目的是为了获得最大的临界产量。而在研究中发现，当产量超过临界产量后，以临界产量为依据得到的最优射孔长度并不能保证油井具有最
4、大的无水采油量，而且一般油井的产量很少会小于临界产量，所以选择更为合理的标准对射孔长度进行优化，对于获得更大的经济效益具有重要的意义。 底水锥进模型笔者借鉴前人建立了底水锥进模型，认为射孔段上部的渗流是平面径向流，射孔段下部是径向流和半球面流的结合，即远处地层向近井地带的渗流为径向流，而近井地带向井底的渗流是半球面流（如图所示）。按照这一模型，在理论推导中作如下假设：）地层为均质地层并且具有各向同性；）忽略毛管力和表皮效应的影响；）假设油层底部的原始油水界面为恒压边界。图 径向流与球面流示意 按照临界产量优化射孔长度对于底水油藏，如果计算得到的临界产量可以满足开发者在一定时期内收回成本以及盈利
5、的要求，那么油井的实际产量应该略小于临界产量，这样不仅可以获得较长的无水采油期和无水采油量，而且有利于提高底水油藏的最终采收率。所以在开采底水油藏前应先以临界产量为标准对射孔段长度进行优化，以确定能否得到较大的临界产量。根据前面模型以及假设条件得到计算临界产量的表达式：狇犵（犺犔狉）（犺犔）犓狉（犺犔）犺犔狉（）（）式中，狇为半球面流中油的产量，；为地层条件下的水油密度差，；犺为油层厚度，；犔为射孔长度，；狉为油井半径，；狉为油井供给半径，；为油的地下粘度，；犓为油相渗透率，。狇狇犔狉（犺犔）犺犔狉（犺犔）狉狉烅烄烆烍烌烎（）式中，狇为临界产量，。临界产量对射孔长度求导得：狇犔犵犓（犺犔）（犺
6、犔）狉（犺犔）狉（犺犔）狉（犺犔）犺犔狉（）狇犔狇犔犔狉（犺犔）犺犔狉（犺犔）狉狉烅烄烆烍烌烎狇犺狉（犺犔）犔（犺犔）狉（犺犔）狉狉（）令狇犔就可求得以临界产量为标准的最优射孔长度。 按照无水采油量优化射孔长度对于大部分油井，即使对射孔长度进行优化后，得到的最大临界产量也很难满足开发者的要求，所以就应以最大无水采油量为标准对射孔段进行优化设计，在前面模型的基础上得到了见水时间以及无水采油量的表达式：犜（犺犔）狇犔狉（犺犔）犺犔狉（犺犔）狉狉烅烄烆烍烌烎（）犙（犺犔）犔狉（犺犔）犺犔狉（犺犔）狉狉烅烄烆烍烌烎（）式中，犜为见水时间，；狇为油井产量，；犙为无水采油量，；为孔隙度，小数。无水采油量对
7、射孔长度求导得：犙犔（犺犔）犔狉（犺犔）犺犔狉（犺犔）狉狉烅烄烆烍烌烎（犺犔）犺狉（犺犔）犔（犺犔）狉狉狉（）令犙犔就可以得到以最大无水采油量为目的的最优射孔段长度。 应用实例胜利油田桩西区块是典型的底水驱动油藏，采用以上两种方法对这一区块中典型的口油井进行了射孔长度优化设计，并比较两种射孔优化方法的不同。表是口油井的基本生产参数；表是油井在按照临界产量对射孔长度进行优化设计后的生产情况预测，着重对比了优化后临界产量的变化情况，以及当产量超过临界产量后的无水采油量的变化情况；表是油井按照无水采油量对射孔长度进行优化后的生产情况预测。表 油井基本生产参数井号油层厚度射孔段长度实际产量平均，束缚，
8、地下由表可看出：）虽然优化后得到的临界产量大于采用原射孔长度时的临界产量，但是由于临界产量太小，所以实际意义并不大；）按照临界产量优化得到的射孔段长度都大于实际的射孔段长度；）按照临界产量对射孔长度进行优化后，当产量超过临界产量后油井的无水采油量都有所减小；）按照无水采油量得到的优化射孔段长度大都小于实际的射孔段长度，而无水采油量明显大于实第卷第期蒋平等：底水油藏射孔优化设计际无水采油量。表 按照临界产量优化射孔井号实际射厚临界产量实际产量实际无水采油量优化后的射开厚度优化后的临界产量优化后的无水采油量表 按照无水采油量优化射孔井号实际射厚实际产量实际无水采油量优化后的射开厚度优化后的无水采油
9、量 结论）底水油藏进行射孔长度优化设计时，如油井的临界产量较小，依据最大临界产量进行射孔长度优化没有实际意义。）以临界产量和无水采油量为标准对油井进行射孔优化设计，结果差别较大。）在开采底水油藏前先以临界产量为标准进行优化设计，如果得到的临界产量过小，再以无水采油量为标准进行优化设计，以提高油井的无水采收率。）从无水采油量的表达式可以看出，油井的无水采油量与产量无关，当产量控制在一定范围内时，这一关系是成立的。所以在开采底水油藏时，如果油井以大于临界产量的速度开采时，可以适当地提高产量，这样虽然缩短了无水采油期，但对无水采油量的影响并不大，从而提高了油田的经济效益。参考文献，李传亮修正临界产量
10、公式石油勘探与开发，（）：朱圣举带隔板底水油藏油井见水时间预报公式的改进大庆石油地质与开发，（）：程林松，郎兆新，张丽华底水驱油藏水平井锥进的油藏工程研究石油大学学报（自然科学版），（）：蒋平，张贵才，葛际江，等采用供给边界压力预测底水突破前水锥参数油气地质与采收率，（）：审稿刘慧卿犘犲狉犳狅狉犪狋犻狅狀犗狆狋犻犿犻狕犪狋犻狅狀犳狅狉犅狅狋狋狅犿犠犪狋犲狉犚犲狊犲狉狏狅犻狉犑犻犪狀犵犘犻狀犵 犣犺犪狀犵犌狌犻犮犪犻 犌犲犑犻犼犻犪狀犵 犣犺犪狀犵犙犻 犛狌狀犕犻狀犵狇犻狀（犆狅犾犾犲犵犲狅犳犘犲狋狉狅犾犲狌犿犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犆犺犻狀犪犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犘犲狋狉狅犾犲狌犿（犎狌犪犱
11、狅狀犵），犇狅狀犵狔犻狀犵，犛犺犪狀犱狅狀犵，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：，（），犓犲狔狑狅狉犱狊：；檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷我国在南海北部成功钻获“可燃冰”天然气水合物存在于海底或陆地冻土带内，是由天然气与水在高压低温条件下结晶形成的固态笼状化合物。纯净的天然气水合物呈白色，形似冰雪，可以像固体酒精一样直接被点燃，因此，又被形象地称为“可燃冰”，是公认的人类世纪可接替利用的新型洁净能源。天然气水合物可以释放出的天然气。今年月日，我国在南海北部成功钻获了天然气水合物实物样品“可燃冰”，证实了我国南海北部蕴藏有丰富的天然气水合物资源，标志着我国天然气水合物调查研究水平一举步入世界先进行列。据初步预测，南海北部陆坡天然气水合物远景资源量达上百亿吨油当量。石油钻探技术年月
