层内注采完善的前提下确定相邻油井的射 孔层段，此时油井的射孔层段中一般含有少量表内储层，如图4所示。运种模式下，油井同 时采出表内层和表外层的储量，但是由于表内层物性好、水洗程度高，有相当一部分注入水 将从表外层进入表内层，因而一方面影响了表外层的驱替效果，另一方面供油能力不足的 特高含水表内层将导致部分注入水低效或无效循环。可见虽然"W水定油"模式下的油井 射开了表内储层，但开发效果会比油定水"差一些。
[0066] 两种模式的不同主要在于油水井是否射开表内储层，现场应用时需要根据表外、 表内储层空间分布特征部署井网，为了科学的选择合理的独立开发模式，设计了相关物理 模拟评价两者的开发效果。
[0067] 3. 3开发效果对比实验
[006引为了评价"W油定水"和"W水定油"两种表外储层独立开发模式的效果，开展了 岩屯、尺度的物理模拟实验。
[0069] 3. 3. 1物理模型及实验设计
[0070] 采用长30畑1、宽4. 5畑1、高6cm的多层人造诱铸长方体岩屯、作为物理模型，如图5a 和图化所示人造岩屯、包括4部分：模拟表外储层的低渗砂岩（渗透率lOmD)、模拟表内储层 的高渗砂岩（渗透率260血)、模拟人工压裂裂缝的超高渗砂岩条带（渗透率5000血）和模 拟隔夹层的泥岩条带（渗透率0.01血）。饱和岩屯、所用的模拟地层水的矿化度为6778mg/ L模拟油为大庆油田第四采油厂原油与煤油混合配置、45°C时黏度约为7mPa·S，驱替所用 的模拟大庆地层污水的矿化度为3700mg/L。基于前人对特低渗砂岩油藏水驱油物理模拟相 似准则的研究与归纳，物理模型的设计应满足几何相似、运动相似和动力相似，同时还应该 满足非线性渗流特征相似，油藏原型与设计的物理模型参数对比及相似系数如表1所示。
[0071] 表1油藏原型与物理模型参数对比及相似系数
[0072]
[0073] 3. 3. 2实验结果分析
[0074] 图6是油定水"和水定油"两个模型水驱采出程度的实验对比结果，可见 前者最终采出程度为64. 92%，优于后者的54. 02%，也就是说，"W油定水"模式下表外储层 独立开发的采收率明显大于水定油"模式。运是因为当从含有高渗砂岩的一侧注入、从 带有多条超高渗条带的低渗砂岩一侧采出时，采出端纵向波及效率高、动用更加均衡，所W 最终采出程度较大。相比之下，水定油"模式下采出端依然存在严重的层间矛盾。
[0075] 四、根据压裂工艺、地层和流体物性资料，建立表外储层独立开发的产能评价模 型，提出相应的技术界限。
[0076] 设计了表外储层独立开发的两种模式之后，在实际部署水驱开发井网时还需要明 确具体的技术界限，如合理的注采井距、表外储层厚度等。为此ΚΞ次加密常用的五点井网 为例，开展了产能评价和技术界限的研究。
[0077] 4. 1分层压裂直井产能快速评价模型
[0078] 通过分析长垣卿萨杏油田微地震监测资料发现，由于油层内地应力的平面非均质 性，人工压裂后将形成楠圆形的水平裂缝。目前计算面积井网产能主要通过数值模拟方法， 解析方法则适用于仅考虑单相流动时的产能计算，现有的商业数值模拟软件还未能综合考 虑水平压裂缝和非线性渗流特征，因此需要建立新的产能评价模型。
[0079] 4. 1. 1假设条件及模型建立
[0080] 由于表外储层单层厚度很薄，并且各表外储层之间隔夹层分布稳定，特低渗多孔 介质中非线性渗流特征明显，因此忽略单个表外储层内的纵向流动W及各油层之间的干扰 和窜流，忽虑油水两相流体之间的界面效应，简化非活塞驱替过程为等饱和度下降过程，采 用启动压力梯度等效非线性渗流特征，提出了考虑油水两相、启动压力梯度和水平裂缝的 表外储层产能快速计算模型。
[0081]首先采用等效渗透率模型将水平裂缝等效为高度为储层厚度的楠圆柱体，将单层 内压开水平裂缝后引发的渗流场划分为两部分：外部远端地层到水平裂缝的径向流动区域 和水平裂缝内等效后的楠圆流动区域。结合刘月田等给出的各向异性圆形地层渗流的解 析解，推导得单井楠圆水平裂缝诱发的渗流场内径向流动区域和楠圆流动区域的压力方程 (式1、2)，基于储层内的物质平衡关系和多井压降叠加原理推导得表外储层压开水平裂缝 后的五点井网的产能计算公式。
[0084] 那么，五点井网内水驱过程的渗流阻力可划分为两部分：
[0085] ①部径向流动区域的渗流阻力可表示为：
[0088] ②平裂缝等效后楠圆流动区域内的渗流阻力可表示为两部分：
[0091] 五点井网内表外储层的直井的产油量为：
[0092]
[0093] 由于表内储层无需考虑非线性渗流问题，因此其五点井网内的产油量可用下式计 算： (4)
[0094]
[0095] 将油井射开的多个表外、表内储层的产油量进行叠加，得到分层压裂直井的总产 量：
[009引
巧）
[0097] 井网结构、地层、压裂裂缝等参数确定后，主要的变量是水井注入压力、注入量、油 井的井底流压W及油、水相对渗透率。那么，基于物质平衡关系计算不同时间的储层平均含 油饱和度，某一时间段内含油饱和度的变化等于运段时间内采出的油量占油藏孔隙体积的 比值，然后可根据新计算的含油饱和度，结合相对渗透率曲线选取新的油、水相对渗透率， 再计算下一时间段的产油量等。
[0098] 4. 1. 2模型验证
[0099] 根据大庆采油四厂杏六中区东部表外储层独立开发试验区内已投产的 X5-41-S737井实测资料，对产能模型的计算结果进行验证。从图7中可W看到，本文模型的 计算结果与实测日产油量之间误差较小，递减趋势基本吻合，因此模型可靠性强，可用于指 导表外储层独立开发技术界限制定和方案设计。
[0100] 4. 2表外储层独立开发技术界限
[0101] 根据长垣杏北油田萨葡油层、压裂裂缝和流体的基本参数，W及表内、表外储层的 油水相对渗透率曲线计算表外层独立开发时分层压裂直井的产能，分析五点井网内的技术 极限井距、表外储层经济极限厚度W及采收率与不同表外层所占厚度比例的关系。
[0102] 4. 2. 1技术极限井距和经济极限厚度
[0103] 从图8中可W看到：压裂后极限技术井距达到228米。当表外储层厚度为6m、注采 井距150m、投产初期含水率小于50%时，产油量大于2t/d。从图9中可W看到：初始产油量 随表外储层厚度的增大而增大；当表外储层厚度增大到10米、投产初期含水率为50%时， 初始产油量可W达到3. 5t/d，而当表外储层厚度缩减至2米时，初始产油量均低于1. 5t/d， 未达到卿萨杏油田新井经济界限。
[0104] 4. 2. 2采收率与不同表外储层所占厚度比例的关系
[0105]针对水定油"和油定水"模式，分析了表外储层厚度占总射孔厚度的比例与 采收率的关系。从图10中可W看到：随着表外储层厚度比例的增大，采收率先下降然后保 持平稳，最后又快速上升。造成运种现象的原因是：表外储层受非线性渗流特征的影响，不 仅产油量比表内储层低，含水率上升也相对缓慢。当表外储层厚度占比小于60%时，表内储 层占主导地位，注入水主要沿表内储层迅速突进致使油井很快达到极限含水率98%，而此 时表外储层采出程度仍然较低，进而导致整体采收率较低。