三种常用面积注水井网的比较与选择
油气田开发方案设计2012年秋 第二阶段在线作业答案
第1题流体非均质影响油田开发效果最明显的物理化学性质有：粘度、密度、胶质-沥青含量、含蜡量、含气量。
您的答案：正确题目分数：0.5此题得分：0.5批注：考查流体非均质的实质第2题面积注水是切割注水的极限形式。
您的答案：正确题目分数：0.5此题得分：0.5批注：考查对面积注水的理解第3题非均质分为介质非均质和流体非均质。
您的答案：正确题目分数：0.5此题得分：0.5批注：考查非均质的分类第4题宏观非均质包括孔间、孔道和表面非均质。
您的答案：错误题目分数：0.5此题得分：0.5批注：考查非均质的宏观和微观划分第5题层内非均质研究层与层之间油层性质、油层物性、原油性质等各方面的非均质。
您的答案：错误题目分数：0.5此题得分：0.5批注：考查层间、层内非均质的区别第6题分层系数指某一层段内砂层的层数，以平均井钻遇砂层个数表示。
您的答案：正确题目分数：0.5此题得分：0.5批注：考查分层系数的概念第7题层间非均质性是指一个单砂体在垂向上的储渗性质变化。
您的答案：错误题目分数：0.5此题得分：0.5批注：考查层间非均质的概念第8题层内非均质性一般表现为层内纵向上的粒度、渗透率的变化。
您的答案：正确题目分数：0.5此题得分：0.5批注：考查层内非均质的实质第9题对于裂缝比较发育，基质渗透能力比较弱的油藏，注水井的吸水能力与采油井的产液能力不相当，可采用反九点法注采井网。
您的答案：错误题目分数：0.5此题得分：0.5批注：考查不同注采井网的适应性第10题点状注水是切割注水的极限形式。
您的答案：错误题目分数：0.5此题得分：0.5批注：考查对点状注水的理解第11题面积井网的“正”是指注水井位于井组中心，采油井围绕四周的井网。
您的答案：错误题目分数：0.5此题得分：0.5批注：考查正反注采井网的区别第12题裂缝性油藏布井时应平行裂缝方向布井，即井排方向要平行于裂缝方向，排间井位交错部署。
您的答案：正确题目分数：0.5此题得分：0.5批注：考查裂缝性油藏的布井要求第13题菱形反九点法注采井网更适合于裂缝发育、压裂规模较大的油藏。
油田注水开发效果评价方法-20131122
甲型水驱曲线——累积产水量与累积产油量关系曲线
人工水驱油藏全面开发并进入稳定生产以后，含水达到一定程度（通常要求达到 50%以上）并逐步上升时，在单对数坐标纸上以累积注水量的对数为纵坐标，以累 积产油量为横坐标，二者关系是一条直线，关系表达式为：
log W P A B N P
对上式变化后，得到不同含水率 fw时的累积产油量Np的关系：
水驱采收率的预测-水驱特征曲线
注水开发油田累计产油量、累计产水量和累计产 液量之间的关系曲线称为水驱特征曲线，也叫驱 替特征曲线。利用水驱特征曲线的分析，可以预 测该油田的可采储量、采收率、动态储量、综合 含水等开发指标。 必要条件：全面注水开发并进入稳定生产以后， 含水达到一定程度（50％） 油层非均质越严重，油水粘度比越大，直线段出 现和结束的含水阶段都高，油层单一，均质，油 水粘度比小的油田直线段出现和结束时的含水一 般较低。 水驱特征曲线可归纳为甲型、乙型、丙型和丁型。 如何用曲线求得水驱采收率？
NP 1 A(1 f w ) B
当含水率为极限含水率fwl时，到可
采储量NR ，从而得到采收率：
RE
1
A(1 f w l ) BN
丁型水驱曲线——累积液油比与累积产水量关系曲线
在直角坐标系中，以累积液油比为纵坐标，以累计产水量为横坐标，当水驱过程达
到一定程度时，二者关系是一条直线。关系表达式为：
LP / N P A BWP
式中：LP——累积产液量，104m3 。N P——累积产油，104t
对上式变化后，得到不同含水率 fw时的累积产油量Np的关系：
RE 1 (1 A)(1 f w l ) / f wl
井网部署布井方式
c 在不利的流度比以下（大于1的流度比），驱替的不稳 定过程对五点和七点注水系统的波及系数的影响小于对 交错式，直线式及九点井网注水系统对波及系数的影响。
无量纲累积注水量Vi/Vd
图 3-6
图 3-7
图 3-8
图3-9
这四幅图是对各种井网在不同无量纲累积注水 量Vi/Vd时，流度比与面积波及系数的关系。 从图看出，见水后继续注水面积波及系数均可 继续增大，但随着注入倍数的增加，其驱替效 率也越来越低。如在五点系统，当流度比为1 时，注入倍数从0.3增到0.4时，面积波及系数 可提高10.5%,而注入倍数从0.9增到1.0时，面 积波及系数只提高1%。
1排
2排
3排
每口油井受六口注水 井影响 每口注水井控制三口 油井 注采比2：1 高强度注水
4排 5排
正 七 点 法
1排
2排 3排 4排 5排
每口油井受三口注水 井影响 每口注水井控制六口 油井 注采比1：2
正 四 点 法
注采井数比： 注/采= (n-3)/2 表3-1 各 面 积 注 水 井 网 特 征
第三章
油田开发部署
主
要
内 容
油田注水有关概念
3.1.73 注水利用注水设备把质量合乎要求的水从注水井注人油层，以保持油层压力，这个过程称为注水。
3. 1. 74 注水时机指油田开始注水的最佳时间。
一般要根据油田天然能量大小，油田地质特征，国家对石油的需求，以及满足最大经济效益等状况来决定。
3.1.75 超前注水指在采油井技产前就开始注水，使地层压力高于原始地层压力，建立起有效驱替系统的一种注水方式。
这种注水方式可在裂缝性油田开发中使用。
3. 1. 76早期注水指油田投入开发初期就进行注水，使油层压力保持在原始压力附近，以实现保持压力开发的一种注水方式。
3. 1. 77中期注水指介于早期与晚期之间，即当地层压力降到饱和压力以下，气油比上升到最大值之前注水。
3.1.78 晚期注水先利用天然能量采油，当驱袖能量显著不足，油层压力降至饱和压力之下，油藏驱动方式转变为溶解气驱时再进行注水叫晚期注水。
晚期注水作为二次采油方法加以应用，具有投资少、见效快、无水油量多、有利于提高采收率等优点，是目前许多产油国家常用的油田开发方式。
3.1.79 水障法注水带气顶油田，为避免油气互窜，在油气边界附近钻一圈注水井，注入水在气顶与油区之间形成水障，使气区与油区分别进行开采，这种注水方式叫水障法注水。
3. 1. 80 注水方式指注水井在油田上的分布位置及注水井与采油井的比例关系和排列形式。
注水方式的选择直接影响油田的采油速度、稳产年、水驱效果以及最终采收率。
3.1.81 边外注水、边缘注水与边内注水注水井按一定的形式布在油田边界以外含水区内进行注水叫边外注水(缘外注水)( 图3 . 4 )。
注水井按一定形式布在油田边界线上或油水过渡带内进行注水叫边缘注水(缘上注水)( 图3 . 5 )。
注水井布在油田含油面积内进行注水叫边内注水。
边内注水按注水井与采油井的排列关系分为行列切割注水与面积注水两大类。
3.1.82 行列切割注水利用注水井排把油田切割成若干区块，分区进行注水开发，两排注水井之间夹三排、五排等采油井，这种布井形式叫行列切割注水(图3 . 6 ) 。
注水方式
面积注水
概念： • 注水井和生产井按一定的几何形状和密度均匀地布置在整个开发区上 • 四点法、五点法、七点法等 ➢n点法： • 以油井为中心，周围的几口注水井两两相连，构成一个注采单元，单元
内总井数为n，便为n点系统。
面积注水
面积注水
面积注水
点状注水
• 当含油面积小（如小型断块油田）， • 油层的分布又不规则， • 难于布置规则的面积注水井网时， • 可采用不规则的点状注水方式。 • 根据油层分布情况选择合适的井作为注水井，使周围的数口井受
到注水效果。
边缘注水
• 缘外注水 • 缘上注水 • 内注水
切割注水
概念： • 利用注水井排将油藏 • 切割成为较小单元， • 每个切割区可以看成 • 一个开发单元，分区 • 进行开发和调整。
切割注水
纵切割、横切割、环形切割、分区切割 •等 适用条件： • 油层大面积稳定分布 • 连通性好 • 注水井排上能够形成完整的切割水线 • 油层具有一定的流动系数
注水方式
2020年4月
流程
方式
• 边缘注水 • 切割注水 • 面积注水 • 点状注水
边缘注水
概念：把注水井按一定的方式布置在油水过渡带附近进行注水。 适用条件： • 油田面积不大、构造完整、油层稳定 • 边部与内部连通性好 • 油藏原始油水界面清晰 • 注水井吸水能力好、确保压力传递 • 使油田得到良好的注水效果
井网井距设计
开发井网类型
• 1．衰竭式开发的井网类型 • 对于不需补充能量进行开发的油藏，只能依靠原 始能量进行衰竭式开采，不需要设计注入井，所 有的钻井都用于采油，因此勿需考虑注采井点的 配置，其井网设计比较简单。它一般采用两种井 网类型： • ①方形井网：全部钻井采用正方形井网等间距布 置(图4-4-1)。 • ②交错井网：全部钻井采用三角形井网等间距布 置(图4-4-2)。
开发井网类型
• 国内外有少量小油藏曾采用边缘注水井网开发， 但效果大多不好，这些油藏在开发的中后期大都 采取了井网调整的补救措施：在油藏内部适当增 加点状注水井点，以解决油藏中心部位的采油井 长期难于注水见效的平面矛盾。例如我国内蒙的 阿北安山岩油藏(含油面积4．5km2)，于1989年 投入开发，初期采用边缘注水井网进行开发，之 后于1991年5月逐步增加内部注水井点，逐渐调 整为边外加内部点状注水井网，开发效果大为改 观。
图4-4-1方形井网示意图 (左) 图4-4-2交错井网示意图(右)
开发井网类型
• 如果某油藏具相当程度的渗透率方向性， 需要井网布置做适当考虑时，可将上述井 网在渗透率最大的方向上做适当拉长或在 渗透率最小的方向上做适当缩小，呈矩形 井网或不等边的交错井网即可。
开发井网类型
• 2．注水开发井网类型 • 需要注水或注入其它介质实施驱替开发的油藏， 就需要考虑注采井点的平面配置，因而其井网设 计就比较复杂多样，这就存在一个注采井网类型 问题。常说的开发井网类型，就是指这种注采井 网的配置类型。以注水为例(注其它介质类似)， 其井网布置也称为注水方式。国内外油田的注采 井网或注水方式可以划分为三种类型：边缘注水、 边内切割注水和面积注水。
图4-4-12 九点井网调整为五点井网 示意图
K6-井网和注水方式
井网和注水方式
2、井网与注水方式
• 注水方式
•
定义：注水井在油藏中所处部位和注水井与生产井之间比例及排列
关系。
•
1. 边缘注水
•
定义： 把注水井按一定形式布置在油水过渡带附近进行注水。
边缘注水分为三类：缘外注水、缘上注水和缘内注水。
• 适用条件：
•
（1）油田面积不大，中小型，油藏构造比较完整；
•
保护油层及流体性质。 提高驱替效率，降低生产成本。 便于开发调整。
注水也有缺点： 使油藏见水早，生产成本升高。
！为什么采用注水的方式：
1）一般都有可供利用的水资源，稳定性好。 2）注水是相对容易的，设备比较简单，因为在注水井中的水柱本身就 具有一定的水压， 3）水在油层中的波及能力较高， 4）水在驱油方面是有效的。
油藏工程原理与方法
第一章 油藏工程设计基础
第6讲 井网和注水方式
井网和注水方式
油田注水的原因：
补充保持地层的能量，补充能量，提高开采速度。 中国90%以上的油田需要注水开发，这与具体的沉积环境有关。天然能量充 足的只有1.3亿吨占2-3%，97%的需要注水开发。此外天然能量局限性大，发 挥不稳定，初期快，后期慢，采油速度小，采油效率低。
井网和注水方式
3、中期注水
• 特点： • (1)随注水压力恢复，地层压力略低于饱和压力，形成水驱混气油方
式；
• (2)注水后，地层压力恢复到饱和压力以上，可获得较高产量。
• 优点：初期投资少，经济效益好；可保持较长稳产期，不影响最终采收 率。
• 适用：地饱压差较大、天然能量相对较大的油田。
井网和注水方式
• 4、注水时机的确定
•
1. 油田天然能量大小
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● 犀渺ｊｊＩ 第ｌ３卷第１期 １９９４年３月
声多 ／ 竹 大庆石油地质与开发 Ｐ．Ｇ．Ｏ．Ｄ．Ｄ． Ｖｏ１．１ ３。Ｎｏ．１
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型 Ｉｆ．－；，＿ｒ７·
并周系统问题是油田开发中的一个重要问题，随着早期注水方式的广泛应用，井阿系统 的选择越来越受到人们的重视。 油田开发的理论研究和实践表明，油田开发效果除了与储层及原油物性有关外，在很大 程度上还受到开发油田时所采用的井阿系统的影响。
、 不同井网系统的注采强度 以一口采油井为中心，周围按一定几何形状部署几口注水井，组成一个面积井网注采单 元，若单元内总井数为Ⅳ，则称为Ⅳ点注水井阿或Ⅳ点井阿系统。 对于Ⅳ点井网系统，用分析方法可以得到注采井数比Ⅳ一（１１２）（Ⅳ一３），对于反Ⅳ 点井阿系统，注采井数比 ＝２／（Ⅳ一３）。 ． 采油井井阿密度是指油田单位面积上所布的采油井数。不同井网系统的注采井数比与井
网密度见表１。 ． 表１ 不同井网系统的注采强度数据
注杀井数比 油井单井 油水井平均 油井并嘲 油水并总 注水系缱 ＿！Ｌｆ× （＿！Ｌｆ） 控制面积 单井控制面积 密 度 井嘲密度
１Ｏ‘ ２×ｌ０‘ Ｏ３８５×１０‘
四点 １：２ ÷ｄＳ－ｘ１０。。ｄ｜ ×１０ 了 ／ ／ ｚ －
ＩＯ● １０ ０，５×ｌＯ‘ 五点 ２×ｌＯ‘ １０一 肋
０ ２５×１０ｅ 反九点 １ ｌ ３ Ｘｌｏ一 ， ｌＯ一￥ｌｌＩ １０‘ １０
如以注采井数比和采油井井网密度的乘积表示井网系统的注采强度，显然，该值越大，表 明井阿系统的注水能力和采油能力越强。可见，注采强度是衡量井网系统强化程度的一项重
择 选 与 较 比 的 网 井 水 注 积 面 用 常 种 二 井水 点注 五的 增 ７藏 （ 明油 网 指透 井 渗 元 点低 单 特特 水与 注透 增 院 的渗 完 统低 统 研 系于 系 发 网用 网 开 井适 井 探 积， 劫 面式 式 局 用方 方 理 常水 入 管 种注 注 油 三种 石 １一 度 庆 析的 速 大 分化 油 地强 采 鸵最 系中 同 较同 井 文井 积 本积 面 面 要是 词度
兢 。胚强 Ｈ 徘微主
维普资讯 http://www.cqvip.com ３６ 大庆石油地质与开发 Ｐ．Ｇ．Ｏ．Ｄ．Ｄ． 第１３卷 要指标。由表１可见，五点井网系统的注采强度最大。 二、 不同井网系统的注水波及系数 井网系统中油水井间的平面几何关系对注入水波及系数影响很大。从平面上来看，注水 和采油均在井点上进行，在均匀井网内，连接注水井和采油井间的直线，是两井间的最短流 线，在该直线上压力梯度最大，注入水在平面上将首先沿着这条直线推进到采油井，以后才 沿其它流线逐渐波及到油层的其它部位。因此，当采油井见水时，在注水井与采油井间只有 部分储层面积为水所扫及。 对于均匀油层，不同井网系统的注水波及系数可用下述关系式加以确定： 五点井网系统 Ｋ 一０．７１８Ｅ 四点井网系统 Ｋ 一０．７４３Ｅ 反九点井网系统 Ｋ 一０．５２５Ｅ Ｅ一［（１＋脚）／（２ ）］
一号黑 ㈩
式中 ——水油流度比； ——前缘平均含水饱和度； Ｋ。、Ｋ ——油相和水相渗 透率；ｓ ——束缚水饱和度。 （１）式表明，井网系统的注水波及系数主要决定于水油流度比，水油流度比越大，井网 面积扫及效率越低，当流度比一定时，五点与四点井网的注水波及系数相近，反九点井网最 低。 反九点井网系统注水波及系数低，主要原困是边井和角井井距相差√２倍，当边井见水 时，水线前沿距角井还有相当大的距离。 对于平面连续性较差的油层，注水波及系数受到井网系统的显著影响。井距越小，注水 波及系数越大。而在三种常用面积井网中又以五点系统为最高。
三、 不同井网系统的水驱控制程度 水驱控制程度的大小直接影响油藏的水驱采收率。通过不同井网系统的统计分析，得到 了如下的水驱控制程度关系式，即
一１～√ ｅｘｐ（一ＫＣ （２） 式中吖——注采井数比； ——井距，１７１； ——井网系统单井控制面积与井距平方之间 的换算系数（四点井网系统 —Ｏ．８６６，五点和反九点井网系统 一１）； Ｋ——已知的常数； ｃ——砂体面积，ｍ。。 （２）式表明：井网水驱控制程度取决于注水系统、井距大小和砂体分布面积。 · 井距愈小，砂体分布面积愈大，井网水驱控制程度愈高（井距大小还受到开发经济指标 制约）。因此，在井距和砂体分布面积一定的条件下，五点井网系统具有较高水驱控制程度。
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第１期 三种常用面积注水井网的比较与选择 ３７ 犀 剿
＊ 匠
＃距， 圈１朝阳沟、榆树林、龙虎泡油田试验区 井冈水驱控制程度
图１是用朝阳淘和榆树林油田生产试验区砂 体分布资料，应用计算机统计的不同井网系 统的水驱控制程度图。 可以看出，随着注采井数比和井网密度 的增加，水驱控制程度亦相应增加。在相同 井距下，五点和四点注水系统的井网水驱控 制程度都高于反九点。采用９Ｘ１０‘ｍ ／井的 井阿密度，五点井阿系统的井网水驱控制程 度达到８Ｏ 。
四、 不同井网系统的采油速度 在单元井阿中，在注采平衡的条件下，可 以推导出如下的关采式： Ｔｌ 。Ｍ … 口万 ７ ＿＿面 ０３）
式中 ——采油速度，小数；， ——注水强度，ｒｎ ／（ｄ ｍ）； ——油井井网密度，口／ ｋｍ ；Ｍ——注采井数比；Ａ——单储系数，１Ｏ ｔ／（ｋｍ ．ｍ）；Ｂ／，－——原油体积挟算系数； ，——油井含水率，小数；Ｔ——采油井年生产天数，ｄ。 由（３）式看出；影响井网单元采油速度的主要因素是井阿系统的注采强度 Ｍ。在相同 含水率、相同注水强度条件下，五点井网系统的采油速度最高，四点井网系统次之，反九点 井同系统最低。因此，对于低渗透非均质严重的油藏，采用五点井同系统将会得到较高的采 油速度。 应用国内１５个低渗透油藏的开发资料，通过多元分析后得到下述采油速度关系式： Ｖｏ一２．２７５５—１．４７６Ｘ１０＿ Ｎ一９．４９７Ｘ１０－２ 一４．７３Ｘ１０ ，１ｏ （４） ｌ 式中 ——开发前五年平均采油速度，小数｝ Ⅳ——单井控制储量，１０‘ｔ／井ｉ ——
注采井数比； ——油井井阿密度，ｍ ／井。 复相关系数Ｒ一０．８７，剩余标准差 ＝０．１９。 由（４）式可以看出，随井阿密度和注采井数比的增加，油藏的采油速度增加。 表２为两组流度不同的低渗透油藏实际开发资料，其中一组油藏的流度较高，另一组油藏 的流度较低，而采油速度却截然相反。分析表明，流度高而采油速度低的油藏，注采井数比和井 舟密度都较小；而流度低采油速度高的油藏，则具有较高注采井数比和井网密度 表２
统计 有效 空气 注采 平 均 袖藏 厚度 渗透率 原袖帖度 赢 度 单井储量 井数比 井网密度 采油速度
（ Ｐ ｓ） ｍ ／（ｍＰａ·ｓ）］ （１０‘ｃ） ＜１０‘ ／井） （十 Ｃｍ） （ ｍ ） ＜无园次） （ ）
４．３×１ｏ一２ ．８３ ６ ０３×１０— １；３．９９ ｌ７，７ ８，５ ８．８５×１０ ｌ６ ｌ １．２７Ｘ１０— １Ｉ ２ ９２ ｌ＿ ９
应用数值模拟计算也可以看出，注采井数比大的方案，即强化注水系统，其采油速度和 采收率等指标都优于注采井数比小的方案。说明对于低渗透油藏采用强化注水系统，有利于
●
维普资讯 http://www.cqvip.com ３８ 大庆石油地质与开发 Ｐ．Ｇ．Ｏ．Ｄ．Ｄ． 第ｌ３卷 提高油藏最终开发效集。 五、 井网系统调整的灵活性 井网调整的灵活性是井网系统选择的重要依据之一。在开发设计阶段，当设计者还未详 尽地了解井掌握油藏的地质特征时，首先设计一套可以灵活调整的井网系统，可避免开发中 出现决策性的失误。 １．反九点井网系统 当采用反九点井网系统进行注水开发时，如果开发过程中发现，注入水沿角井方向推进 较快，说明储层中定向渗透性或裂缝沿角井方向分布，应当适时转注角井，将反九点注水系 统转化为五点注水系统。如果发现水沿边井方向突进较快，则转注边井，将反九点系统转化 为直线排状注水系统。通过这种转化可以扩大注水波及系数，提高注水开发效果。对于裂缝 性油藏，在裂缝未搞清楚的情况下，初期选择反九点系统，在调整上具有较大的灵活性。 ２．五点井网系统
Ｃ 如果已选用五点井网系统进行注水开发，开发 过程中发现油井水淹较快，说明注采井间存在定向 渗透性或裂缝。此时可把原来的四角注水井关闭，把 中心的一口采油井转注 与相邻的四口采油井构成 Ｄ 新的五点井网系统（图２）。转化后的井网注水方向 与裂缝走向成４５。夹角。这种转化的实质是将小五 点改成大五点井网系统，如果原井网井距为ａ，转化 后井距则为／２ ｎ。显然这种转化可以大大增加注 水波及系数，然而，由于井距增大，对于平面分布 囤Ｚ小五点转化为大五点井同糸统 不连续的油层，井网水驱控制程度会有所降低。 （ＡＢＣＤ为小五点，Ａ’Ｂ＇Ｃ＇Ｄ’为大五点） ３．四点井网系统 四点井网系统，一口采油井周围同时存在三个来水方向，无论那一方向上存在定向渗透 性或裂缝，由于油水井同时分布在该方向上，因此，开发过程中很难根据注水动态进行灵活 调整，这是四点井网系统的主要缺点。 结论 （１）五点井网系统的注采强度、注水波及系数和井网控制程度都明显优于其它两种井网 系统，是开发低渗透油藏最理想的一种注水系统。 （２）大庆长垣外围油藏，例如榆树林和朝阳沟油田，多为特低渗透油藏。储层渗透能力 低，砂体平面连续性差，开发这类油藏，应当采取比较强化的井网系统，即在经济允许的条 件下适当缩小井距或增加注采井数比，以提高井网的水驱控制程度。或以反九点井网为基础， 根据地下油层的具体情况，采用不规则的注水方式，使主要油层注采完善，受到水驱，不必 局限于规范的反九点注水方式。 ． （３）如果油藏存在定向渗透性或裂缝，先选用反九点井网进行开发，一旦搞清定向渗透 性或裂缝后，就应适时将其转化为五点或直线排状井网，以最大限度地提高油田注水开发效 果。 ’ （车文收到日期１９９３年４月６日） 编辑孙桂荣
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