优化径向射孔轨迹的新方法与流程

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种优化径向射孔轨迹的新方法。

背景技术：

径向射孔技术是一种油气田增产及完井技术，主要为薄储层，低渗透和边际油藏提供一种经济高效的开采途径；尤其适用于储层单一，渗透率低、产能较低油层的开发。

利用该技术可以径向钻进直径约50毫米长度100米的孔。并且可以根据地层情况，设计成多向多分支径向孔。可以初步控制走向，可以作为完井的一种手段。

但是在现场实施过程中，出现射出目的层，射穿水层的现象，导致油井投产全水，未达到增产的目的。由于目前无法对径向射孔轨迹进行有效监测，寻找一种对射孔轨迹优化设计的方法显得尤为重要。为此我们发明了一种新的优化径向射孔轨迹的新方法，解决了以上技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种综合井身轨迹、地层参数、射孔方位等因素，保证径向射孔完井顺利实施，同时也可以对实施径向射孔井段提前实施井身轨迹优化的优化径向射孔轨迹的新方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：优化径向射孔轨迹的新方法，该优化径向射孔轨迹的新方法包括：步骤1，建立无限大地层模型；步骤2，在地层模型中建立储层模型；步骤3，在储层模型中建立井轨迹模型；步骤4，在井轨迹的基础上建立径向射孔轨迹模型；步骤5，根据空间数学模型优化径向射孔方位与长度。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，建立无限大地层三维模型，x、y、z方向，模型平行于水平方向，其中x方向为地层走向方向，z方向为水平面垂直方向，y方向在水平面与x垂直方向。

在步骤2中，对储层进行简化，认为储层构造变化一致，忽略储层厚度变化，根据储层倾角，厚度建立储层模型。

在步骤3中，假设油井进入地层井斜方位不变，根据井斜，井方位建立井轨迹模型。

在步骤4中，假设径向射孔方向与井深轨迹垂直，径向射孔方向直线延伸，根据射孔位置，射孔方位建立射孔轨迹模型。

在步骤5中，根据空间位置角度关系，推导出径向射孔在储层中的长度与各变量的关系：

其中，α——倾角，

σ——倾向，

β——井斜角，

δ——井斜方位角，

θ——射孔方位角，

m——射孔点距上顶层高度，

l——目的层中射孔长度。

在步骤5中，把目的井的各种参数通过式1测算径向射孔在储层中的极限距离，优化射孔方位，矫正井身轨迹，避开水层和水淹层，防止层间以及层内高含水层的干扰，使目的层中射孔长度达到设计要求，同时对需要径向射孔井提前进行井身轨迹优化，使径向完井效果达到最佳。

本发明中的优化径向射孔轨迹的新方法，考虑了储层倾角、倾向，井身轨迹，射孔深度、方位等参数，构建空间立体模型，分析影响射孔轨迹的重要因素，建立一套优化射孔设计的有效方法。该方法为适用优化径向射孔轨迹的计算方法，以解决射孔轨迹在地层中无法监测的问题，保证射孔轨迹一直在储层中，避开高含水层，防止层间干扰，提高径向射孔开发效果，增大泄油面积，达到增产的目的。同时对即将实施径向射孔的井，提前优化储层段的井身轨迹。

附图说明

图1为本发明的优化径向射孔轨迹的新方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明的一具体实施例中径向射孔空间以及平面示意图；

图3为本发明的一具体实施例中反向屋脊式断块油藏不同井身轨迹对射孔影响示意图；

图4为本发明的一具体实施例中包含主要因素的空间关系模型图；

图5为本发明的一具体实施例中日度生产曲线图；

图6为本发明的一具体实施例中斜井径向钻井示意图；

图7为本发明的一具体实施例中斜井组井网图；

图8为本发明的一具体实施例中斜井测井图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的优化径向射孔轨迹的新方法的流程图。

在步骤101，建立无限大地层模型。

建立无限大地层三维模型，x、y、z方向，其中x方向为地层走向方向，z方向为水平面垂直方向，y方向在水平面与x垂直方向。

在步骤102，在地层模型中建立储层模型。

对储层进行简化，认为储层构造变化一致，忽略储层厚度变化，根据储层倾角，厚度建立储层模型。

在步骤103，在储层模型中建立井轨迹模型。

假设油井进入地层井斜方位不变，根据井斜，井方位建立井轨迹模型。

在步骤104，在井轨迹的基础上建立径向射孔轨迹模型。

假设径向射孔方向与井深轨迹垂直，径向射孔方向直线延伸，根据射孔位置，射孔方位建立射孔轨迹模型。

在步骤105，根据空间数学模型优化径向射孔方位与长度。

根据空间位置角度关系，推导出径向射孔在储层中的长度与各变量的关系：

其中，倾角：α，倾向：σ，井斜角：β，井斜方位角：δ，射孔方位角：θ，射孔点距上顶层高度：m，目的层中射孔长度：l

把目的井的各种参数通过(式1)测算径向射孔在储层中的极限距离，优化射孔方位，矫正井身轨迹，避开水层和水淹层，防止层间以及层内高含水层的干扰，使目的层中射孔长度达到设计要求，从而实现改变地层的渗流通道，增大泄油面积的目的。同时对需要径向射孔井提前进行井身轨迹优化，使径向完井效果达到最佳。

在图2中可以看出，在井身轨迹与油层存在夹角时，径向射孔的射孔距离在油层中是有极限长度的；

在图3中，通过对反向屋脊断块油藏中不同井身轨迹油井射孔长度的的研究发现，顺屋脊垂直油层的井极限长度的最长；其次是顺屋脊井和直井；井身轨迹逆断层的井最差。

在图4中，将不同储层、油水井、射孔等不同参数的关系放在空间模型中，推导发现影响射孔轨迹的重要参数。

图5-图8为本发明的一具体实施例中在矿场应用效果验证图，依据该方法，优化射孔参数，径向射孔完井取得的好的效果，证明了该方法的正确性和实用性。

本发明通过创建各参数的空间关系模型，推导了一套优化射孔长度、射孔方位的公式方法，并将这一方法应用到现场的实施中。与以前径向射孔未进行优化相比，用该方法对射孔参数优化后，目的性强，射孔准确性得到提升，避免层间干扰，降低了径向射孔的风险。该方法应用于胜利油田油水井径向射孔完井过程中，在河86-斜65、河159-斜27井等3口井中应用均取得显著效果，成功使得射孔轨迹控制在目的层中，避开高含水层，增大原井眼的泄流半径和面积，降低油流阻力，达到增产效果。