Question

水平井与直井产能的对比

Answer 1

9.6.1 水平井与直井产能指数的对比

根据采油指数的概念来定义压力平方形式下的采气指数：

图9.16 不同地层硫沉积下的IPR关系曲线

高含硫气藏工程理论与方法

直井在稳定生产条件下的产气量计算公式为：

高含硫气藏工程理论与方法

水平井在稳定生产条件下的产气量的计算公式为：

高含硫气藏工程理论与方法

直井和水平井生产采气指数分别为：

高含硫气藏工程理论与方法

因此，水平井与相应直井的产能指数比为：

高含硫气藏工程理论与方法

根据该区实际储层条件，拟定一口生产井，进行水平井与直井产能指数对比，从理论上就影响水平井产能的几个主要因素分别进行讨论。

（1）气层厚度及水平段长度的影响

由图9.17看出，在相同的流体性质和储层性质条件下，水平井相对于直井的产能比与储层厚度成反比，即随着储层厚度的增加，水平井相对于直井的增产优势在减小。因此，从经济角度考虑，需要确定一个合适的储层厚度范围来决定是否采用水平井开采。通常情况下，水平井适合开采薄层气藏。随着水平井段长度的增加，水平井与直井产能指数比增加，这主要是由于水平井井段越长，排泄面积越大的结果，这也是水平井产能比垂直井产能高的重要原因。

图9.17 不同厚度长度下水平井对直井的产能比

图9.18 不同各向异性系数下水平井对直井的产能比

（2）各向异性的影响

很多气藏的储层都表现为各向异性，即水平和垂直方向渗透率不相等。研究表明，气藏渗透率的各向异性会影响水平井的产能。

不同各向异性系数下水平井与直井的产能指数比关系曲线如图9.18所示。由图9.18看出，随着各向异性比的增加，水平井相对于直井产能比减小，这是由于各向异性比的增加是因为气藏垂直渗透率减小，而气藏垂直方向渗透率减小必然导致垂直方向渗流阻力增大，从而使得水平井产能降低。相反，随着气藏垂直方向渗透率增大，各向异性比随之减小，水平井产能增加，气藏垂直方向渗透率越大，水平井产能相应越高。因此，水平井适合用于开发垂直方向渗透率大的气藏，尤其是垂直裂缝比较发育的气藏。

（3）地层损害的影响

由于水平井段较长，钻井和完井过程对水平井造成的损害可能比垂直气井的损害更大，这样会严重影响水平井的产能。关系曲线如图9.19所示，在水平井长度一定的情况下，随地层损害程度的增加（即污染系数的增大），水平井的产能随之减小。

图9.19 不同地层损害下水平井对直井的产能比

9.6.2 水平井与直井的产能比

水平井的无阻流量计算公式为：

高含硫气藏工程理论与方法

式中系数：

高含硫气藏工程理论与方法

直井的无阻流量计算公式为：

高含硫气藏工程理论与方法

式中系数：

高含硫气藏工程理论与方法

根据该区实际储层情况，拟定参数，对水平井和直井的无阻流量进行计算分析对比。图9.20是不同水平井长度下，水平井和直井无阻流量的对比图。随着水平井长度的增加，水平井的无阻流量是随之增加的，但直井的无阻流量是不变的。如果用直井的无阻流量计算理论及公式来计算水平井，必将会出现较大的偏差。

图9.20 水平井长度对不同井型无阻流量的影响

图9.21为不同储层厚度情况下，直井和水平井无阻流量的变化趋势图。可以看出，随着储层厚度的增加，水平井和直井的无阻流量是随之增加的。与直井增加的幅度相比，水平井增加的幅度更大。

图9.22为不同储层渗透率情况下水平井和直井无阻流量的对比图。随着储层渗透率的增加，水平井和直井的无阻流量都是随之增加的。相比于直井而言，水平井增加的幅度更大。

从以上的分析发现，如果用直井的产能计算方法直接用到水平井上，必然会导致水平井产能评价偏小。

图9.21 储层厚度对不同井型无阻流量的影响

图9.22 储层渗透率对不同井型无阻流量的影响