用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构的制作方法

本实用新型涉及油气开发领域，特别涉及一种用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构。

背景技术：

目前裂缝性油气藏的原油储量占世界总原油储量的30％以上。裂缝性油气藏与常规油气藏相比具有岩性复杂、岩相变化大的特点。在衰竭式开发裂缝性油气藏的过程中，当地层能量供应出现不足时，通常会采用注水、注气等方法来保持地层压力，以补充地层能量。但是，裂缝性油气藏的基岩、裂缝双重介质结构以及这两者在储集和渗流方面的差异常常会导致在注水、注气开发过程中发生水窜和气窜现象，所以裂缝性油气藏难以获得理想的开发效果。

实践证明，顶部注气开发在某些情况下可以弥补油气藏注水开发的不足，该方法不仅可以提高裂缝性油气藏的采收率，还可以有效地抑制底水锥进。在顶部注气开发裂缝性油气藏的过程中，油气藏中含油部分的海拔会持续下降，如果采用传统的直井开发方式，直井中原来对应于油层的射孔位置会随着含油部分海拔的下降而对应于含气部分，从而会导致发生严重的气窜现象。为了能够继续开发，只能在直井中根据含油部分的位置而不断地重新进行新的射孔与完井或者重新钻井，但上述操作方式会大大提高成本，从而给国家带来巨大的经济负担。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例所要解决的技术问题是提供了一种用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构及，其能够降低在顶部注气开发裂缝性油气藏时发生气窜现象的可能性。

本实用新型实施例的具体技术方案是：

一种用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构，包括：

两分支水平井，所述两分支水平井包括自地面向下延伸的直井段、与所述直井段相连接的第一水平段和第二水平段，所述第一水平段的位置高于所述第二水平段的位置，所述第一水平段和所述第二水平段之间具有预设深度差；

注气井，所述注气井位于所述第一水平段和所述第二水平段的上部范围内；

所述用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构至少具有两种状态，在第一种状态下，所述第一水平段为生产段，所述第二水平段呈封闭状态；在第二种状态下，所述第二水平段为生产段，所述第一水平段呈封闭状态。

在一种优选的实施方式中，所述第一水平段位于目标地层的中部，所述第二水平段位于目标地层的底部。

在一种优选的实施方式中，所述两分支水平井还包括：连接所述直井段和所述第一水平段的第一斜井段、连接所述直井段和所述第二水平段的第二斜井段。

在一种优选的实施方式中，所述预设深度差由油气藏中含油部分的厚度与在开发过程中含油部分下移的距离所决定。

在一种优选的实施方式中，在所述第一水平段和所述第二水平段投影到水平面上时，所述第一水平段和所述第二水平段之间的夹角在0度至30度之间。

在一种优选的实施方式中，所述注气井注入的介质至少包括下列之一：二氧化碳、氮气、天然气、减氧空气。

在一种优选的实施方式中，所述第二水平段的长度大于所述第一水平段的长度。

在一种优选的实施方式中，所述注气井的位置位于油气藏的海拔最高点。

在一种优选的实施方式中，在第一种状态下，所述第一水平段位于油气藏的含油部分的中部，所述第二水平段位于油气藏的含油部分的底部或含水部分的顶部。

在一种优选的实施方式中，在第二种状态下，所述第二水平段位于油气藏的含油部分，所述第一水平段位于油气藏的含气部分或含油部分与含气部分的过渡带。

本实用新型的技术方案具有以下显著有益效果：

与传统的直井注采井网相比，本申请中的用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构不需要随着地层中含油部分海拔的降低而对直井进行不断的射孔与完井操作，并且两分支水平井同时具有第一水平段和第二水平段，其具有井控储量大、能沟通多条裂缝的特点，相比于数量众多的直井，可以节约大量的钻井投资。与常规的直井作为注入井、水平井作为生产井的井网结构相比，本实用新型可以在第一水平段发生气窜之后对其进行关井操作，利用第二水平段继续进行生产，这样可以有效地减少油井中的产气量，并且不需要开钻新的水平井，从而节约了钻井投资。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型实施例中用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中第一水平段生产时的注采剖面图。

图3为本实用新型实施例中第二水平段生产时的注采剖面图。

图4为本实用新型中对于同一油气藏采用不同的井网结构开发下的效果对比图。

以上附图的附图标记：

1、注气井；2、两分支水平井；3、直井段；4、第一斜井段；5、第一水平段；6、第二斜井段；7、第二水平段；8、含气部分；9、含油部分；10、含水部分。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了降低在顶部注气开发裂缝性油气藏时发生气窜现象的可能性，避免在直井继续开发时需要根据含油部分的位置而重新进行新的射孔与完井或者重新钻井而导致的成本提高，在本申请中提出了一种用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构，图1为本实用新型实施例中用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构的结构示意图，如图1所示，该用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构可以包括：两分支水平井2，两分支水平井2包括自地面向下延伸的直井段3、与直井段3相连接的第一水平段5和第二水平段7，第一水平段5的位置高于第二水平段7的位置，第一水平段5和第二水平段7之间具有预设深度差；注气井1，注气井1位于第一水平段5和第二水平段7的上部范围内；用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构至少具有两种状态，在第一种状态下，第一水平段5为生产段，第二水平段7呈封闭状态；在第二种状态下，第二水平段7为生产段，第一水平段5呈封闭状态。

具体而言，第一水平段5位于目标地层的中部，即油气藏处于注气开发初期时原油层所在的位置处，例如可以是含油部分的中部，第二水平段7位于目标地层的底部，即大致在油气藏处于注气开发初期时地层水所在的位置处，例如可以位于油气藏的含油部分的底部或含水部分的顶部。第一水平段5和第二水平段7之间具有预设深度差，该预设深度差由油气藏中含油部分的厚度与在开发过程中含油部分下移的距离所决定。在开发过程中含油部分下移的距离越大，该预设深度差越大，油气藏中含油部分的厚度越大，该预设深度差越大。

第一水平段5和第二水平段7可以在不同的竖直平面内，由于油气藏具有的一定面积性，所以第一水平段5和第二水平段7只需满足位于注气井1海拔的以下高度就可。当然的，为了能使得油气藏中的不同位置处的原油能够分别流入第一水平段5或第二水平段7中，在第一水平段和第二水平段投影到水平面上时，第一水平段5和第二水平段7之间的夹角可以在0度至30度之间，具体情况还需要考虑在实际钻井过程中地层中主要裂缝的分布及地层实际的构造形状等因素。

两分支水平井2中第一水平段5和第二水平段7的长度可以相等，也可以不等。由于注气过程持续进行，原油不断的被富集，因此含油区域不断的处于扩大过程中，当然，其中的含油饱和度也在不断升高，所以，为了取得更高的采油效率，在一种优选的实施方式中，第二水平段7的长度会大于第一水平段5的长度。当然，在某些实施方式中，第二水平段7的长度也可能小于第一水平段5的长度，这需要根据地层中实际的裂缝分布及地层实际的构造形状等因素决定。

为了方便实际钻井，两分支水平井2还包括连接直井段3和第一水平段5的第一斜井段4、连接直井段3和第二水平段7的第二斜井段5。

相比于传统的直井注采系统，其单井控制面积小，注入井和生产井对应的注入量和采出量都较小，为了实现油气藏的有效开发，需要开钻数量众多的直井，该种做法将花费巨额资金。同时，随着油气藏顶部注气开采的持续进行，在地层中含油部分9的海拔会出现下降现象。这样会使得直井中原本对应于含油部分9的射孔孔眼转而对应于含气部分8，进而导致严重的气窜现象。所以在传统系统下，一般只能通过不断地重新射孔、完井或者钻新井的方式继续进行油气藏开发，该种操作开发方式将进一步花费更多的成本，是一种较为不经济的开发方式。

而在本申请提出的用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构中，图2为本实用新型实施例中第一水平段5生产时的注采剖面图，如图2所示，注气井1的位置可以位于油气藏的海拔最高点，该注气井1一般为直井。通过注气井1向油气藏中注入气体介质，该介质可以为二氧化碳、氮气、天然气、减氧空气等等。在气体介质注入的过程中，此时，用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构处于第一种状态下。在第一种状态下，第一水平段5为生产段，该第一水平段5位于油气藏的含油部分9的中部，第二水平段7位于油气藏的含油部分9的底部或含水部分10的顶部。在该状态下，通过第一水平段5对油气藏的含油部分9进行开采，第二水平段7可以处于封闭状态以避免油气藏的含水部分10的水进入两分支水平井2中。随着油气藏注气开采的持续进行，油气藏的顶部不断注气，注入的气体在重力的作用下会在油气藏顶部聚集并逐渐向下运动，因此，油气藏中含气部分8、含油部分9和含水部分10的海拔会逐渐下降，当第一水平段5接触含气部分8，导致第一水平段5开始出现气窜现象时，用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构便转入第二种状态。图3为本实用新型实施例中第二水平段7生产时的注采剖面图，如图3所示，在第二种状态下，第二水平段7为生产段，第二水平段7位于油气藏的含油部分9，第一水平段5位于油气藏的含气部分8或含油部分9与含气部分8的过渡带。在该状态下，通过第二水平段7对油气藏的含油部分9进行开采，第一水平段5可以处于封闭状态以避免油气藏含气部分8的气体进入两分支水平井2中，如此完全避免了在顶部注气开发过程中再发生气窜现象的可能性。

本申请中的用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构可以采用下述开发过程，该过程可以包括以下步骤：首先向注气井中注入气体介质，该气体介质可以为二氧化碳、氮气、天然气、减氧空气等，通过气体介质的注入，使得两分支水平井2中第一水平段5上方油气藏中的原油被气体介质驱替向下移动。然后将两分支水平井2中的第一水平段5开启，第二水平段7封闭，从而通过第一水平段5对油气藏进行开采，此时第二水平段7可能位于油气藏的含水部分10的顶部，因此需要使其处于封闭状态。随着油气藏顶部注气开采的持续进行，地层中含油部分9的海拔会出现下降现象，使得第一水平段5中原本对应于含油部分9的射孔孔眼转而对应于含气部分8，因此，当达到预设条件一时，将两分支水平井中的第一水平段5封闭，以避免气体介质进入第一水平段5，第二水平段7开启，从而通过第二水平段7对油气藏进行开采。预设条件一至少可以包括以下之一：第一水平段5出现气窜现象、油气藏中的含气部分向下运动接触第一水平段5、油气藏中的含油部分向下运动接触到所述第二水平段7等。随着油气藏顶部注气开采的继续进行，地层中含油部分9的海拔继续出现下降现象，最终，含气部分8下降至接触第二水平段7，含油部分9下降至第二水平段7以下，因此，当达到预设条件二时，预设条件二至少可以包括以下之一：第二水平段7出现气窜现象、油气藏中的含气部分8向下运动接触第二水平段7等，停止向注气井1中注入气体介质，并且将两分支水平井中的第二水平段7封闭，进而停止开采。对于裂缝性油气藏，基岩介质为流体的主要储集空间，裂缝介质为主要的渗流通道。室内试验研究表明由于裂缝介质与基岩介质之间的渗透率差异巨大，如采用注水开发，水会沿着裂缝方向迅速流动至生产井从而导致波及面积小，如此，水驱采出程度仅为14.8％左右。在顶部注气开发中，由于气体相比于地层原油具有更低的密度，其可以在重力的作用下在油藏顶部聚集并逐渐向下运移，从而显著增大了油藏的波及体积，因此，注气开发采出程度可以达到41.3％，远远高于水驱采出程度，因此，在本实用新型中选择通过注气井1向油气藏注入气体介质的方式进行开采深层块状裂缝性油气藏。图4为本实用新型中对于同一油气藏采用不同的井网结构开发下的效果对比图，如图4所示，结合油气藏数值模拟实例计算对比了本实用新型中的用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构、直井注采井网结构、直井为注气井水平井为生产井的井网结构三者的开发效果，从图4中可以看出：本实用新型中的用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构的最终采出程度为54.5％，相比于直井注采井网结构、直井为注气井水平井为生产井的井网结构，分别提高了采收率33.1％和13.2％。

本申请中的用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构具有如下有益效果：与传统的直井注采井网相比，本申请中的用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构不需要随着地层中含油部分9海拔的降低而对直井进行不断的射孔与完井操作，并且两分支水平井2同时具有第一水平段5和第二水平段7，其具有井控储量大、能沟通多条裂缝的特点，相比于数量众多的直井，可以节约大量的钻井投资。与常规的直井作为注入井、水平井作为生产井的井网结构相比，本实用新型可以在第一水平段5发生气窜之后对其进行关井操作，利用第二水平段7继续进行生产，这样可以有效地减少油井中的产气量，并且不需要开钻新的水平井，从而既增加了原油产量也节约了钻井投资。本实用新型中的用于气驱开发深层块状裂缝性油藏的井网结构能够实现对地下资源的较高利用，其具有一定的经济意义与环保意义。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

以上所述仅为本实用新型的几个实施方式，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。