一、软件总体介绍
水平井与混合井网产能评价优化系统（简称HWPF）V1.0是一套在充分调研国内外油田水平井先进理论与技术的背景下，以油藏工程理论为基础，自主研发的针对水平结构井及混合面积井网的产能分析评价和优化的软件。它能辅助油田开发技术人员针对不同类型的水平井及井网，采用多种方法和模型计算和预测产能，在原有水平井设计的基础上更加合理的优化水平井的设计参数，为开发方案的编制提供可靠的评价手段。
该软件帮助油藏工程师对常规储层和低渗透储层，以水平井或混合井网为研究对象，方便快捷地对不同井型进行产能分析、井型优化及开发效果的有关经济评价。如普通直井、斜直井、单一水平井、分支水平井、鱼骨状水平井、阶梯水平井、压裂水平井、分段射孔完井水平井、（压裂）直井-直井混合井网、（压裂）水平井-直井混合井网、（分段射孔完井）水平井-直井混合井网、非活塞式水驱油五点井网流线模拟等。
软件的主要技术优势：
1）水平井类型丰富，填补了国内外同类产品中的一项空白
该软件涵盖了国内外油田已有的水平井类型，如单一水平井、分支水平井、鱼骨状水平井、阶梯水平井、压裂水平井、分段射孔完井水平井。
2）提供多种技术研究方法，为合理的水平井产能预测与优化提供全方位辅助
在充分调研国内外水平井、混合井网相关方法的基础上，结合国内外最新理论和研究成果以及国内油田开发生产实际，自主创新，在软件中提供了多种可选的研究方法，如面积井网模块就有48个模型。
3）成本预算及节能降耗模块，全方位集成各种经济评价因素及方法
成本预算中出除了提供常规的内部收益率、净现值、投资回收期等经济指标外，同时还能提供土地、人力、电力、钻采器材费用核算。
4）软件的使用流程符合国内油田油藏工程师工作习惯
软件在操作流程设计上，充分调研和考虑了现场油藏工程师的工作习惯和经验，它不但集成了各种水平井、混合井网分析方法，还独具匠心地采用了按功能及研究内容设置分类模块，结构清晰，使油藏工程师的工作更加便捷。
二、软件模块主要功能及应用介绍
2.1软件的模块配置
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序号 |
模块 |
主要功能 |
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结构井
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1 |
分支水平井 |
在地质储层、流体参数已知的条件下，有针对性的对分支水平井相关参数，如分支条数、分支夹角、分支高度、分支长度等进行优选，并进行该井型的产能预测与优化设计。 |
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2 |
鱼骨状水平井 |
有针对性的对鱼骨状水平井相关参数，如鱼骨条数、鱼骨与主水平井夹角、鱼骨高度、鱼骨长度、鱼骨间距等进行优选，并进行该井型的产能预测与优化设计。 |
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3 |
阶梯水平井 |
有针对性的对阶梯水平井相关参数，如造斜角、造斜段长度、造斜段井筒半径、上下储层水平井长度、工作制度等进行优选，并进行该井型的产能预测与优化设计。 |
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4 |
压裂水平井 |
该模块针对（有限导流）无限导流垂直裂缝水平井，对裂缝相关参数，如，水平井长度、裂缝条数、裂缝长度、裂缝间距、裂缝导流能力等进行优选，可进行该井型的产能预测与优化设计。 可对低渗透储层带有（有限导流）无限导流垂直裂缝水平井-直井混合五点、反七点、反九点井网等进行产能、见水时间、极限注采井距的预测与优化。 |
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5 |
分段射孔完井水平井 |
针对分段射孔完井水平井，对相关参数，如，水平井长度、射孔段数、射孔长度、射孔间距等优选的基础上，可进行该井型的产能预测与优化设计。 可对低渗透储层分段射孔完井水平井-直井混合五点、反七点、反九点井网等进行产能、见水时间、极限注采井距的预测与优化。 |
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面积井网
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6 |
混合面积井网 |
针对低渗透储层（常规储层）直井-直井、水平井-直井的五点法、反七点法、反九点法在（考虑低渗透储层启动压力梯度）优选（水平井长度）注采井距的基础上，可预测混合井网产能与见水时间。并单独提供低渗透储层水平井-直井混合井网极限注采井距的子模块。 对各向异性储层合理优化各种井网在不同方向上的******井距。 |
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7 |
井网流线模拟 |
主要是针对一注一采、环形井排、交错井排，在考虑实验相渗曲线的基础上进行非活塞式水驱油的流线模拟。 |
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单井 |
8 |
单一水平井 |
提供各种单一水平井的产能计算方法，在优选合理工作制度及水平井长度的基础上，利用各种计算方法，如三维圆形封闭地层(1998)、三维矩形封闭地层(Helmy-Wattenbarger 1998)、三维矩形封闭地层(Bubu-Odeh 1989)、二维Joshi(1988)公式、二维Borisov(1964)公式、二维Giger(1984)公式、二维Renard & Dupuy(1990)公式等，进行单一水平井的产能预测。 |
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9 |
斜直井 |
提供各种斜直井的产能计算方法，在优选合理工作制度及井筒垂向斜角的基础上，利用各种计算方法，如Cinco-Lee(1975)、Besson(1990)等，进行合理的产能预测。 |
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10 |
部分射开水平井 |
提供各种斜直井的产能计算方法，在优选合理工作制度、射开井段长度及射开井段位置的基础上，利用各种计算方法，如Streltsova(1979)、Papatzacos(1987)等，进行合理的产能预测。 |
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11 |
低渗透储层水平井 |
针对低渗透储层的渗流特点，提供直井、水平井的产能预测方法，并提供极限技术井距的优选方案。 |
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|
成本预算与节能降耗 |
12 |
成本预算与节能降耗
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钻采器材费用、钻采工艺成本回归、土地资源费用核算、电力资源费用核算、人力资源费用核算、经济效益预测优化 |
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2.2主要模块界面及应用实例介绍
2.2.1分支水平井模块
该模块可以在地质储层、流体参数已知的条件下，有针对性的对分支水平井相关参数，如分支条数、分支夹角、分支高度、分支长度等进行优选，并进行该井型的产能预测与优化设计。
图2 分支水平井产能分析—基础参数输入界面
图3 分支水平井产能分析—分支水平井设计参数界面
2.2.2 鱼骨状水平井模块
该模块可以有针对性的对鱼骨状水平井相关参数，如鱼骨条数、鱼骨与主水平井夹角、鱼骨高度、鱼骨长度、鱼骨间距等进行优选，并进行该井型的产能预测与优化设计。
图4 鱼骨状水平井产能分析—基础参数输入界面
图5 鱼骨状水平井产能分析—鱼骨状水平井设计参数界面
应用实例一：鱼骨状水平井
图6 YY油田XX区块剖面图
表1 YY油田XX区块鱼骨状水平井实测产液量表
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分支 角度 （º） |
主井筒 |
1分支 |
2分支 |
3分支 |
4分支 |
总产量 (m3/d) |
|||||
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产量 (m3/d) |
贡献率 (%) |
产量 (m3/d) |
贡献率 (%) |
产量 (m3/d) |
贡献率 (%) |
产量 (m3/d) |
贡献率 (%) |
产量 (m3/d) |
贡献率 (%) |
||
|
30 |
33.2 |
52.1 |
6.6 |
10.4 |
8.8 |
13.8 |
6.4 |
10.0 |
8.7 |
13.6 |
63.7 |
|
45 |
33.4 |
51.2 |
7.0 |
10.7 |
8.8 |
13.5 |
7.0 |
10.7 |
9.0 |
13.8 |
65.2 |
|
60 |
33.5 |
50.7 |
7.4 |
11.2 |
8.8 |
13.3 |
7.4 |
11.2 |
9.0 |
13.6 |
66.1 |
|
90 |
33.5 |
50.3 |
7.9 |
11.9 |
8.6 |
12.9 |
7.9 |
11.9 |
8.7 |
13.1 |
66.6 |
表2 软件计算产液量表
|
鱼骨状长度 |
距离地面高度 |
与主水平井夹角 |
相邻鱼骨间水平距离 |
鱼骨产量 |
|
150 |
1 |
30 |
0 |
9.1888 |
|
150 |
1 |
30 |
120 |
6.2986 |
|
150 |
1 |
30 |
120 |
6.2986 |
|
150 |
1 |
30 |
120 |
9.1888 |
|
鱼骨状长度 |
距离地面高度 |
与主水平井夹角 |
相邻鱼骨间水平距离 |
鱼骨产量 |
|
150 |
1 |
45 |
0 |
9.1359 |
|
150 |
1 |
45 |
120 |
5.9977 |
|
150 |
1 |
45 |
120 |
5.9977 |
|
150 |
1 |
45 |
120 |
9.1359 |
|
鱼骨状长度 |
距离地面高度 |
与主水平井夹角 |
相邻鱼骨间水平距离 |
鱼骨产量 |
|
150 |
1 |
60 |
0 |
9.1035 |
|
150 |
1 |
60 |
120 |
4.9358 |
|
150 |
1 |
60 |
120 |
4.9358 |
|
150 |
1 |
60 |
120 |
9.1035 |
|
鱼骨状长度 |
距离地面高度 |
与主水平井夹角 |
相邻鱼骨间水平距离 |
鱼骨产量 |
|
150 |
1 |
90 |
0 |
9.1505 |
|
150 |
1 |
90 |
120 |
6.0922 |
|
150 |
1 |
90 |
120 |
6.0922 |
|
150 |
1 |
90 |
120 |
9.1505 |
图7 鱼骨状水平井计算产液量与理论产液量误差图
2.2.3 压裂水平井模块
该模块针对（有限导流）无限导流垂直裂缝水平井，对裂缝相关参数，如，水平井长度、裂缝条数、裂缝长度、裂缝间距、裂缝导流能力等进行优选，可进行该井型的产能预测与优化设计。同时该模块还特别针对低渗透、超低渗透储层含有启动压力梯度渗透率低、渗流阻力大的特点，对低渗透储层带有（有限导流）无限导流垂直裂缝水平井-直井混合五点、反七点、反九点井网等进行产能、见水时间、极限注采井距的预测与优化。
图8 压裂水平井产能分析—井网及裂缝参数设计界面
应用实例二：压裂水平井-直井混合五点井网
与XX油田YY区块超低渗透储层的22口水平井的实际产液量对比：误差小于10%。证明了该评价技术的可靠性，说明其精度能够满足矿场生产实际的需要。
2.2.4 分段射孔完井水平井
老油田经过二次注水开发，各类油层都已出现不同程度水淹，在利用水平井挖潜剩余油矿场上常采用分段射孔完井工艺。分段完井情况下不能套用已有的针对整段完井而得到的产能公式，必须研究新的产能计算方法。本模块中带有计算低渗透储层混合井网（分段射孔完井水平井-直井的井网计算系统，五点、反七点、反九点）。不仅能够对单一分段射孔完井水平井进行产能分析、优化，还能够计算低渗透储层的混合井网的井网产量、见水时间、极限注采井距。
2.2.5 阶梯水平井模块
本模块考虑阶梯状水平井造斜段层流可能发生倒灌的情况，有针对性的对阶梯水平井相关参数，如造斜角、造斜段长度、造斜段井筒半径、上下储层水平井长度、工作制度等进行优选，以给出不同条件下的阶梯状水平井的产能，并进行该井型的产能预测与优化设计，为现场部署阶梯状水平井提供参考依据。
2.2.6 混合面积井网模块
该模块针对低渗透储层（常规储层）直井-直井、水平井-直井的五点法、反七点法、反九点法在（考虑低渗透储层启动压力梯度）优选（水平井长度）注采井距的基础上，可预测混合井网产能与见水时间。模块扩展性强，可根据应用需要对单井井型进行任意组合，并灵活调整井网中各井的参数。同时该模块单独提供低渗透储层水平井-直井混合井网极限注采井距的子模块。
从影响半径图可以看出，随着注水量的逐渐增大，影响半径增幅越来越小，当影响半径到150米以后，注水量的增大对其影响非常微弱。由此可知，考虑启动压力梯度下，注入水影响半径为150m左右。而xx油田这个区块面积井网的注采井距基本上是在180左右。
通过软件计算得到的五点井网时其对应的极限井距为150米，反七点井网极限井距为129米，而反九点井网的极限井距为110米。计算结果均在150以内，这与现场所测得的影响半径的值是非常贴近的。
2.2.7 相渗—流线模拟模块
该模块主要是针对一注一采、环形井排、交错井排，在考虑实验相渗曲线的基础上进行非活塞式水驱油的流线模拟。
三、版本及运行环境
软件目前版本为： V1.0 ,
软件操作系统： Win2000/XP/2003/Vista/Win7系统。
软件硬件环境：CPU在PIII以上，内存128M以上，硬盘剩余空间256M以上。
四、编程语言及版本
软件编程语言： Visual Basic
编程语言版本： 6.0
