井网结构及井网部署方法与流程

1.本发明涉及油气开采技术领域，尤其涉及一种井网结构及井网部署方法。


背景技术：

2.水合物是一种非常规的、清洁的天然气资源，其分布面广、资源量大，具有极大的开发价值。同时天然气水合物与常规油气资源的成藏在时空上存在密切联系，在一定条件下可以共生成藏，如中国珠江口盆地白云深水区、墨西哥湾斜坡、加拿大博福特-麦肯齐盆地等地。针对天然气水合物的理化性质以及所在的地质条件，目前所提出的开采方法都很难进行大规模的商业化开采。
3.针对天然气水合物与常规油气资源共生成藏问题，cn112392445a公开了一种水合物藏与常规油气藏联合开采系统及方法，其通过设计一套系统进行水合物藏与常规油气藏联合开采。然而，上述系统仅仅考虑开采问题，而没有考虑开采行为是否能够获得经济收益，由于单独开发水合物藏或深部油气藏，可能均没有经济收益，故现有技术缺乏配套的装置和井网部署方法。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提出一种井网结构及井网部署方法，基于特殊的井网结构，并推出对应的预先决策方案，主要解决单独开发水合物藏或深部油气藏有可能没有经济收益的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明第一方面提出一种井网结构，包括至少四口生产井和一口注入井，其中，所述生产井包括油管，以及套设在所述油管外部的隔热管，所述油管的表面设置油气藏射孔，所述油气藏射孔穿过所述隔热管后与外界连通，所述隔热管的表面设置水合物藏射孔，所述水合物藏射孔与外界连通，所述水合物藏射孔位于所述油气藏射孔的上方，所述油管和所述隔热管之间设置一个环形的封隔器，且所述封隔器位于所述油气藏射孔和所述水合物藏射孔之间。
6.在一些实施方式中，还包括设置在所述水合物藏射孔开口端的第一压控开关。
7.在一些实施方式中，还包括设置在所述油气藏射孔开口端的第二压控开关。
8.在一些实施方式中，所述注入井与所述油气藏射孔和所述水合物藏射孔连通。
9.本发明第二方面提出一种井网部署方法，用于上述的井网结构，包括以下步骤：计算油气藏和水合物藏联合开采的经济效益、油气藏单独开采的经济效益，以及和水合物藏单独开采的经济效益，并确定所述生产井和所述注入井的作业情况。
10.在一些实施方式中，所述生产井的作业情况根据以下步骤确定：定义所述生产井的经济效益w、w1、w
11
、w2和w
21
；
11.w＝a1*(m
1-n1)+a2*(m
2-n2)-(s1+s2+s3+s4)(1)；
12.w1＝a1*(m
1-n1)-(s1+s3)(2)；
13.w
11
＝a1*(m
1-n1)-s3(3)；
14.w2＝a2*(m
2-n2)-(s1+s2+s4)(4)；
15.w
21
＝a2*(m
2-n2)-(s2+s4)(5)；
16.式中，a1为水合物藏一口生产井的可采储量，a2为深部油藏一口生产井的可采储量，m1为天然气价格，m2为原油价格，n1为天然气的生产与储运成本，n2为原油的生产与储运成本，s1为泥线钻进至水合物藏的钻井成本，s2为从水合物藏深度钻进至深部油藏的钻井成本，s3为水合物藏的完井成本，s4为深部气藏的完井成本；
17.当w》0、w1》0且w
21
》0，为当前生产井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；
18.当w》0、w1》0且w
21
《0，为当前生产井对应的水合物藏部署钻完井作业；
19.当w》0、w1《0、w2》0且w
11
》0，为当前生产井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；
20.当w》0、w1《0、w2》0且w
11
《0，为当前生产井对应的深部油藏部署钻完井作业；
21.当w》0、w1《0、w2《0，为当前生产井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；
22.当w《0且w1》0，为当前生产井对应的水合物藏部署钻完井作业；
23.当w《0、w1《0、w2》0，为当前生产井对应的深部油藏部署钻完井作业；
24.当w《0、w1《0、w2《0，当前生产井不进行钻完井作业。
25.在一些实施方式中，所述注入井的作业情况根据以下步骤确定：定义所述注入井的经济效益v、v1、v
11
、v2和v
21
；
26.v＝b1*(m
1-n1)+b2*(m
2-n2)-(s1+s2+s3+s4+c1*q+c2*q)(6)；
[0027]v1
＝b1*(m
1-n1)-(s1+s3+c1*q)(7)；
[0028]v11
＝b1*(m
1-n1)-(s3+c1*q)(8)；
[0029]v2
＝b2*(m
2-n2)-(s1+s2+s4+c2*q)(9)；
[0030]v21
＝b2*(m
2-n2)-(s2+s4+c2*q)(10)；
[0031]
式中，b1为增加一口注入井时注入c1方热水时水合物藏增加的可采储量；b2为增加一口注入井时注入c2方热水时深部气藏增加的可采储量；c1为一口注入井需要向水合物藏注入的热水体积；c2为一口注入井需要向深部油藏注入的热水体积；m1为天然气价格，m2为原油价格，n1为天然气的生产与储运成本，n2为原油的生产与储运成本，s1为泥线钻进至水合物藏的钻井成本，s2为从水合物藏深度钻进至深部油藏的钻井成本，s3为水合物藏的完井成本，s4为深部气藏的完井成本；
[0032]
当v》0、v1》0且v
21
》0，为当前注入井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；
[0033]
当v》0、v1》0且v
21
《0，为当前注入井对应的水合物藏部署钻完井作业；
[0034]
当v》0、v1《0、v2》0且v
11
》0，为当前注入井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；
[0035]
当v》0、v1《0、v2》0且v
11
《0，为当前注入井对应的深部油藏部署钻完井作业；
[0036]
当v》0、v1《0、v2《0，为当前注入井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；
[0037]
当v《0且v1》0，为当前注入井对应的水合物藏部署钻完井作业；
[0038]
当v《0、v1《0、v2》0，为当前注入井对应的深部油藏部署钻完井作业；
[0039]
当v《0、v1《0、v2《0，当前注入井不进行钻完井作业。
[0040]
本发明的有益效果为：水合物藏和深部油气藏可以公用生产井、注入井等设施，节约钻井、完井等成本，降低成本提高效益，并且，通过分析油气藏和水合物藏的单独开采或
联合开采时的经济效果，从而获得最优的作业方案。
附图说明
[0041]
图1为本发明实施例一公开的井网结构的结构示意图；
[0042]
图2为本发明实施例一公开的生产井的结构示意图；
[0043]
图3为本发明实施例二公开的生产井作业决策的示意图；
[0044]
图4为本发明实施例二公开的注入井作业决策的示意图。
具体实施方式
[0045]
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
[0046]
实施例一
[0047]
如图1、2所示，本实施例提出了一种井网结构，包括至少四口生产井1和一口注入井9，其中，生产井1包括油管6，以及套设在油管6外部的隔热管7，油管6的表面设置油气藏射孔3，油气藏射孔3穿过隔热管7后与外界连通，隔热管7的表面设置水合物藏射孔2，水合物藏射孔2与外界连通，水合物藏射孔2位于油气藏射孔3的上方，油管6和隔热管7之间设置一个环形的封隔器8，且封隔器8位于油气藏射孔3和水合物藏射孔2之间。
[0048]
在本实施例中，设计了一种联合开采的井网，通过共享生产井等设施，能够大幅降低钻完井成本，最终实现水合物藏和深部油气藏的商业化开采。与此同时，实施例二公开的井网部署方法仅适用于本实施例所述的井网结构，具体方案见实施例二。
[0049]
可选的，还包括设置在水合物藏射孔2开口端的第一压控开关4。
[0050]
可选的，还包括设置在油气藏射孔3开口端的第二压控开关5。
[0051]
可选的，注入井9与油气藏射孔3和水合物藏射孔2连通。
[0052]
以下比本实施例中所出现的结构进行描述：
[0053]
生产井1：可同时开采水合物藏和深部油气藏的井。
[0054]
水合物藏射孔2：建立通道，便于水合物藏中流体的注入或采出。
[0055]
深部油气藏射孔3：建立通道，便于深部油气藏中流体的注入或采出。
[0056]
第一压控开关4：用于控制水合物藏射孔段的流体注入或流出。
[0057]
第二压控开关5：用于控制深部油气藏射孔段的流体注入或流出。
[0058]
油管6：建立海上平台和深部油气藏之间的通道，便于深部油气藏中的流体流出和注入。
[0059]
外部隔热管7：和油管之间的环空是海上平台与水合物藏之间的通道，便于水合物藏中的流体流出和注入。
[0060]
封隔器8：位于油管和外部隔热管之间，防止水合物藏和深部油气藏之间的流体窜流。
[0061]
注入井9：可同时向水合物藏和深部油气藏注入热水或化学剂等流体的井。
[0062]
实施例二
[0063]
本实施例提出了一种井网部署方法，用于实施例一所述的井网结构，通过分析油气藏和水合物藏的单独开采或联合开采时的经济效果，从而获得最优的作业方案。
[0064]
该方法包括以下步骤：计算油气藏和水合物藏联合开采的经济效益、油气藏单独开采的经济效益，以及和水合物藏单独开采的经济效益，并确定生产井和注入井的作业情况。
[0065]
具体的，生产井的作业情况根据以下步骤确定：定义生产井的经济效益w、w1、w
11
、w2和w
21
；
[0066]
w＝a1*(m
1-n1)+a2*(m
2-n2)-(s1+s2+s3+s4)(1)；
[0067]
w1＝a1*(m
1-n1)-(s1+s3)(2)；
[0068]w11
＝a1*(m
1-n1)-s3(3)；
[0069]
w2＝a2*(m
2-n2)-(s1+s2+s4)(4)；
[0070]w21
＝a2*(m
2-n2)-(s2+s4)(5)；
[0071]
式中，a1为水合物藏一口生产井的可采储量(单位：方)，a2为深部油藏一口生产井的可采储量(单位：吨)，m1为天然气价格(单位：元/方)，m2为原油价格(单位：元/吨)，n1为天然气的生产与储运成本(单位：元/方)，n2为原油的生产与储运成本(单位：元/吨)，s1为泥线钻进至水合物藏的钻井成本(单位：元)，s2为从水合物藏深度钻进至深部油藏的钻井成本(单位：元)，s3为水合物藏的完井成本(单位：元)，s4为深部气藏的完井成本(单位：元)；
[0072]
如图3所示，当w》0、w1》0且w
21
》0，此时水合物藏和深部油藏均钻完井，具有最佳的经济效益，因此为当前生产井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；
[0073]
当w》0、w1》0且w
21
《0，表明仅水合物藏钻完井具有最佳的经济效益，此时深部油藏开采的收益无法覆盖其钻完井成本，因此为当前生产井对应的水合物藏部署钻完井作业；
[0074]
当w》0、w1《0、w2》0且w
11
》0，表明水合物藏和深部油藏均钻完井，具有最佳的经济效益，因此为当前生产井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；
[0075]
当w》0、w1《0、w2》0且w
11
《0，表明仅深部油藏钻完井具有最佳的经济效益，此时水合物藏开采的收益无法覆盖其完井成本，因此为当前生产井对应的深部油藏部署钻完井作业；
[0076]
当w》0、w1《0、w2《0，表明水合物藏和深部油藏单独开发均没有经济效益，但是公用生产设施联合开采具有经济价值，因此水合物藏和深部油藏均钻完井，因此为当前生产井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；
[0077]
当w《0且w1》0，表明仅水合物藏钻完井具有最佳的经济效益，此时深部油藏开采的收益无法覆盖其钻完井成本，因此为当前生产井对应的水合物藏部署钻完井作业；
[0078]
当w《0、w1《0、w2》0，表明仅深部油藏钻完井具有最佳的经济效益，此时水合物藏开采的收益无法覆盖其完井成本，因此为当前生产井对应的深部油藏部署钻完井作业；
[0079]
当w《0、w1《0、w2《0，此处设生产井没有经济效益，因此当前生产井不进行钻完井作业。
[0080]
具体的，注入井的作业情况根据以下步骤确定：定义注入井的经济效益v、v1、v
11
、v2和v
21
；
[0081]
v＝b1*(m
1-n1)+b2*(m
2-n2)-(s1+s2+s3+s4+c1*q+c2*q)(6)；
[0082]v1
＝b1*(m
1-n1)-(s1+s3+c1*q)(7)；
[0083]v11
＝b1*(m
1-n1)-(s3+c1*q)(8)；
[0084]v2
＝b2*(m
2-n2)-(s1+s2+s4+c2*q)(9)；
[0085]v21
＝b2*(m
2-n2)-(s2+s4+c2*q)(10)；
[0086]
式中，b1为增加一口注入井时注入c1方热水时水合物藏增加的可采储量(单位：方)；b2为增加一口注入井时注入c2方热水时深部气藏增加的可采储量(单位：吨)；c1为一口注入井需要向水合物藏注入的热水体积(单位：方)；c2为一口注入井需要向深部油藏注入的热水体积(单位：方)；m1为天然气价格(单位：元/方)，m2为原油价格(单位：元/吨)，n1为天然气的生产与储运成本(单位：元/方)，n2为原油的生产与储运成本(单位：元/吨)，s1为泥线钻进至水合物藏的钻井成本(单位：元)，s2为从水合物藏深度钻进至深部油藏的钻井成本(单位：元)，s3为水合物藏的完井成本(单位：元)，s4为深部气藏的完井成本(单位：元)；
[0087]
如图4所示，当v》0、v1》0且v
21
》0，为当前注入井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；
[0088]
当v》0、v1》0且v
21
《0，为当前注入井对应的水合物藏部署钻完井作业；
[0089]
当v》0、v1《0、v2》0且v
11
》0，为当前注入井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；
[0090]
当v》0、v1《0、v2》0且v
11
《0，为当前注入井对应的深部油藏部署钻完井作业；
[0091]
当v》0、v1《0、v2《0，为当前注入井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；
[0092]
当v《0且v1》0，为当前注入井对应的水合物藏部署钻完井作业；
[0093]
当v《0、v1《0、v2》0，为当前注入井对应的深部油藏部署钻完井作业；
[0094]
当v《0、v1《0、v2《0，当前注入井不进行钻完井作业。
[0095]
以上注入井的钻完井作业策略请参考上述的生产井的钻完井作业策略。
[0096]
举例说明：
[0097]
南海存在某水合物藏与深部油气藏的共生成藏系统，该系统中深部油气藏位于水合物藏的正下方，可以采用上下共采的立体化开发模式；经数值模拟软件的计算发现，某口生产井a井的在水合物藏中的可采储量为1
×
109方天然气；在深部油藏中的可采储量为1
×
106吨；天然气价格为2.2元/方；原油价格4000元/吨；假设天然气的生产与储运成本为1.2元/方；原油的生产与储运成本为2000元/吨；由泥线钻进至水合物藏的钻井成本为1
×
109元；水合物藏钻进至深部油藏的钻井成本1
×
109元；水合物藏的完井成本2
×
107元；深部气藏的完井成本1
×
107元；
[0098]
结果分析：水合物藏单独开发的经济收益为w1＝1
×
10
9-1
×
10
9-2
×
107《0，不具备经济效益；
[0099]
深部油气藏单独开发的经济收益为w2＝1
×
106×
2000-1
×
10
9-1
×
10
9-1
×
107《0，同样不具备经济效益；
[0100]
但是联合开采时，w＝1
×
109+1
×
106×
2000-1
×
10
9-1
×
10
9-1
×
10
7-2
×
107》0，具备了经济效益；因此水合物藏和深部油藏均钻完井。
[0101]
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种井网结构，其特征在于，包括至少四口生产井和一口注入井，其中，所述生产井包括油管，以及套设在所述油管外部的隔热管，所述油管的表面设置油气藏射孔，所述油气藏射孔穿过所述隔热管后与外界连通，所述环空层水合物藏射孔，所述隔热管的表面设置水合物藏射孔，所述水合物藏射孔与外界连通，所述水合物藏射孔位于所述油气藏射孔的上方，所述油管和所述隔热管之间设置一个环形的封隔器，且所述封隔器位于所述油气藏射孔和所述水合物藏射孔之间。2.如权利要求1所述的井网结构，其特征在于，还包括设置在所述水合物藏射孔开口端的第一压控开关。3.如权利要求1所述的井网结构，其特征在于，还包括设置在所述油气藏射孔开口端的第二压控开关。4.如权利要求1所述的井网结构，其特征在于，所述注入井与所述油气藏射孔和所述水合物藏射孔连通。5.一种井网部署方法，用于权利要求1-4任一项所述的井网结构，其特征在于，包括以下步骤：计算油气藏和水合物藏联合开采的经济效益、油气藏单独开采的经济效益，以及和水合物藏单独开采的经济效益，并确定所述生产井和所述注入井的作业情况。6.如权利要求5所述的井网部署方法，其特征在于，所述生产井的作业情况根据以下步骤确定：定义所述生产井的经济效益w、w1、w
11
、w2和w
21
；w＝a1*(m
1-n1)+a2*(m
2-n2)-(s1+s2+s3+s4)
ꢀꢀ
(1)；w1＝a1*(m
1-n1)-(s1+s3)
ꢀꢀ
(2)；w
11
＝a1*(m
1-n1)-s3ꢀꢀ
(3)；w2＝a2*(m
2-n2)-(s1+s2+s4)
ꢀꢀ
(4)；w
21
＝a2*(m
2-n2)-(s2+s4)
ꢀꢀ
(5)；式中，a1为水合物藏一口生产井的可采储量，a2为深部油藏一口生产井的可采储量，m1为天然气价格，m2为原油价格，n1为天然气的生产与储运成本，n2为原油的生产与储运成本，s1为泥线钻进至水合物藏的钻井成本，s2为从水合物藏深度钻进至深部油藏的钻井成本，s3为水合物藏的完井成本，s4为深部气藏的完井成本；当w>0、w1>0且w
21
>0，为当前生产井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；当w>0、w1>0且w
21
<0，为当前生产井对应的水合物藏部署钻完井作业；当w>0、w1<0、w2>0且w
11
>0，为当前生产井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；当w>0、w1<0、w2>0且w
11
<0，为当前生产井对应的深部油藏部署钻完井作业；当w>0、w1<0、w2<0，为当前生产井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；当w<0且w1>0，为当前生产井对应的水合物藏部署钻完井作业；当w<0、w1<0、w2>0，为当前生产井对应的深部油藏部署钻完井作业；当w<0、w1<0、w2<0，当前生产井不进行钻完井作业。7.如权利要求5所述的井网部署方法，其特征在于，所述注入井的作业情况根据以下步骤确定：定义所述注入井的经济效益v、v1、v
11
、v2和v
21
；v＝b1*(m
1-n1)+b2*(m
2-n2)-(s1+s2+s3+s4+c1*q+c2*q)(6)；v1＝b1*(m
1-n1)-(s1+s3+c1*q)(7)；v
11
＝b1*(m
1-n1)-(s3+c1*q)(8)；
v2＝b2*(m
2-n2)-(s1+s2+s4+c2*q)(9)；v
21
＝b2*(m
2-n2)-(s2+s4+c2*q)(10)；式中，b1为增加一口注入井时注入c1方热水时水合物藏增加的可采储量；b2为增加一口注入井时注入c2方热水时深部气藏增加的可采储量；c1为一口注入井需要向水合物藏注入的热水体积；c2为一口注入井需要向深部油藏注入的热水体积；m1为天然气价格，m2为原油价格，n1为天然气的生产与储运成本，n2为原油的生产与储运成本，s1为泥线钻进至水合物藏的钻井成本，s2为从水合物藏深度钻进至深部油藏的钻井成本，s3为水合物藏的完井成本，s4为深部气藏的完井成本；当v>0、v1>0且v
21
>0，为当前注入井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；当v>0、v1>0且v
21
<0，为当前注入井对应的水合物藏部署钻完井作业；当v>0、v1<0、v2>0且v
11
>0，为当前注入井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；当v>0、v1<0、v2>0且v
11
<0，为当前注入井对应的深部油藏部署钻完井作业；当v>0、v1<0、v2<0，为当前注入井对应的水合物藏和深部油藏部署钻完井作业；当v<0且v1>0，为当前注入井对应的水合物藏部署钻完井作业；当v<0、v1<0、v2>0，为当前注入井对应的深部油藏部署钻完井作业；当v<0、v1<0、v2<0，当前注入井不进行钻完井作业。

技术总结
本发明公开一种井网结构及井网部署方法，包括至少四口生产井和一口注入井，其中，生产井包括油管，以及套设在油管外部的隔热管，油管的表面设置油气藏射孔，油气藏射孔穿过隔热管后与外界连通，隔热管的表面设置水合物藏射孔，水合物藏射孔与外界连通，水合物藏射孔位于油气藏射孔的上方，油管和隔热管之间设置一个环形的封隔器，且封隔器位于油气藏射孔和水合物藏射孔之间，通过计算生产井和注入井联合开采的经济效益、生产井单独开采的经济效益，以及注入井单独开采的经济效益，并确定生产井和注入井的作业情况。本发明的有益效果是：水合物藏和深部油气藏可以公用生产井、注入井，节约钻完井等成本。节约钻完井等成本。节约钻完井等成本。


技术研发人员：李贤 陆红锋 余路 耿澜涛 毛文静
受保护的技术使用者：广州海洋地质调查局
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/8/9