不同分支角度鱼骨井油水运动规律.pdf

第41卷第1期2024年3月25日油田化学Oilfield ChemistryVol.41 No.125 Mar，2024http：/文章编号：1000-4092（2024）01-061-10不同分支角度鱼骨井油水运动规律*闫成双，赵凤兰，黄世军，孙浩月，李金仓，杨晨曦，苏哲烨（中国石油大学（北京）石油工程学院，北京 102249）摘要：相对于直井和水平井，鱼骨井具有单井控制储量高、油藏接触面积大等优势，但开发过程中往往需注水来即时补充地层能量。分支井井身结构复杂，现场常采用直井或水平井作为注水井构建不规则的注采井网，而实际生产过程中存在分支井含水上升快、产油量下降快和注水量调配难等问题，亟需开展不同注采方式和不同井型下的油水运动特征研究。利用二维可视化模型、红色染色煤油和黑墨水，通过物理模拟实验研究不同分支角度（3090）鱼骨井一注一采井组在不同注采井型下的油水运动特征，并用数值模拟结果进行验证。结果表明，水平井注水时，油水前缘向分支处偏移更大，油水前缘的推进效果更为均匀；直井注水时，油水前缘推进较为缓慢，但水淹状态时的波及面积更大。直井注水时，分支角度为45的鱼骨井采出程度（61.10%）最高；水平井注水时，分支角度为30的鱼骨井采出程度（57.97%）最高，水淹状态时剩余油分布最少。当分支角度小于30时，水平井的注水效果好；当分支角度大于45时，直井的注水效果好。对比物理模拟实验和数值模拟实验的油水运动场图和采出程度，结果较为吻合，实验结果与适用油藏特征的匹配性较高。研究结果对实际的油田鱼骨井注采井网部署和参数优化等提供了一定的理论指导和参考依据。关键词：鱼骨井；分支角度；油水运动特征；可视化物理模拟；剩余油分布文献标识码：ADOI：10.19346/ki.1000-4092.2024.01.009中图分类号：TE341开放科学（资源服务）标识码（OSID）：*收稿日期：2023-05-29；修回日期：2023-09-14；录用日期：2023-10-11。基金项目：中国石油科技项目重大项目“鄂尔多斯盆地致密油-页岩油油藏工程方法及关键技术研究”（项目编号ZLZX2020-02-04）。作者简介：闫成双（1998），男，工程师，中国石油大学（北京）油气田开发工程专业硕士研究生（2023），从事钻井提速提效等工作，E-mail：。赵凤兰（1973），女，副教授，本文通讯联系人，中国石油大学（北京）油气井工程专业博士（2003），从事提高采收率与采油化学相关的科研和教学工作，通讯地址：102249 北京市昌平区府学路18号中国石油大学（北京）石油工程学院，E-mail：。0前言中国大部分的原油为水驱开采，这些原油大多分散在陆相沉积油藏中。经过多年注水，陆相沉积油藏的油水接触关系极其复杂，这为继续开采剩余油和提高采收率带来了更多困难。由于原直井轨迹受到储层空间限制，产量急剧下降，导致剩余油难以继续挖潜1-4，而鱼骨型分支井技术能克服这一难题。国内外的应用实践已经证明鱼骨井能开采老油田中存在的剩余油5-6。在低渗透油田和一些特殊油藏的开发过程中，将鱼骨井技术和实际油藏地层特征相结合，增大了井筒与储层的接触面积，提高了储层的泄油面积，以此来达到提高油藏最终采收率的目的7。鱼骨井是稠油、常规薄层油藏和致密油提高采收率的有效技术3，8-10。与水平井注入相比，鱼骨井可以增加井控面积，形成平面驱，使注入水缓慢均匀地向生产井推进11。在薄油页岩地层中，由于多分支井的换热面积较大，因此开发效果好于常规直井和水平井，在计算实例中，分支数为5、分支角度60、分支长度40 m的多分支井的生产性能最好12。Fipke等13-14讨论了在稠油油藏中使用鱼骨井的概念，认为鱼骨井是提高拟稠油油藏采收率的一种更实用的方法。部分学者研究了鱼骨井的动态，通过油田化学2024年http：/将各向异性储层等效转化为各向同性储层，分析了不同各向异性水平下井筒构型参数的变化规律 2，15。Zhou等16对某海上油田鱼骨井进行了研究，指出鱼骨井网可扩大油气配气范围。Manshad等17发现，与常规水平井相比，鱼骨结构使产量提高了393%，而钻井成本仅增加了130%。虽然与直井相比，多分支水平井的钻井成本较高，但其稳定的高产能可以弥补钻井成本18。鱼骨井井眼参数对产能的影响较大19-20。生产井见水时间与分支长度、分支角度和分支数呈正相关21。Lux等22研究了分支角度和分支数量对采收率的影响。Cai等23发现水平井段数为最重要的影响因素，主井段长度和分支井段长度为次要影响因素，主井段与分支井段夹角的影响最小；此外，还制定了水平井和分支井的选择规则和标准24。Liu 等25提出，当渗流方向垂直于井眼和分支确定的平面时，鱼骨井的开发效果较为理想。目前，对鱼骨井钻井和完井技术的研究较多，而对各种油藏鱼骨井水驱过程中油水运动规律以及水淹后剩余油分布特征的机理研究相对比较欠缺。一方面，对剩余油分布规律的研究，可以明确各个阶段油井的生产动态；另一方面，由于鱼骨井的使用与维护成本均比常规直井或水平井要高，因此有必要对鱼骨井开采后剩余油的分布特征进行研究，以便于提高鱼骨井的设计水平，更大程度地实现剩余油的开采，为实际油田开发提供有依据的技术指导，从而实现油田开发经济效益的最大化。1实验部分1.1物理模拟实验装置1.1.1实验设备（1）二维平面可视化物理模拟实验平板模型二维可视化实验装置如图1所示。其中，二维可视化模型采用不锈钢材质，对角线位置和模型四边设有排液通道用于安装注入井和采出井，上下两层为两块钢板。为满足可视化需求，中间采用两块有机玻璃板，可打开进行填砂。注入井（）用于模拟注水井的驱替介质通道，采油井（）用于模拟采油井的产出液通道。当二维模型旋转到一定角度时，用旋转锁死开关（）固定二维模型。二维模型支架（）用于支撑模型。在二维可视化模型的对角线部位布置和，并通过与相连。所述二维可视化模型能承受实验要求压力，可用于观察油水前缘的运移形态。在模型实物图中，顶底两块钢板的中间部分不完全封闭。模型外部尺寸为74 cm74 cm10 cm，内部填砂空间尺寸为60 cm60 cm2.3 cm。模型共有10个排液通道，4个角部各分布2个，另外2个通道分别在模型边部中点。（2）不同分支角度鱼骨井模型模拟注水井：用直径为6 mm的不锈钢管模拟注水井。其中，直井长为2 cm、射孔段长为2 cm，水平井总长度为40 cm、射孔段长为35 cm。注入速度为4 mL/min。模拟生产井：用直径为6 mm的不锈钢管模拟鱼骨型分支井。分支角度分别设计为30、45、60、90，分支长度为20 cm，主井筒长度为40 cm。主井筒与分支全部射孔，并且采用细铁网将井筒包裹，做防砂处理。1.1.2实验材料实验用油：用煤油（黏度2.0 mPa s）模拟实际油田原油。为满足实验需求，使用苏丹染色剂将煤油染成红色。实验用水：由于实验主要研究内容为平面油水运动规律，因此采用蒸馏水模拟实际油田地层水进行驱替。为适应可视化实验装置，在蒸馏水中加入黑色墨水染色。实验模型：使用直径约为0.125 mm（120目）的玻璃珠填充模型。整个模型为二维可视化模型；注入井；采油井；旋转锁死开关；模型支架。图1二维平面可视化平板模型示意图Fig.1Schematic diagram of two-dimensional flat visualiza-tion plate model62第41卷第1期http：/均质模型，填充压实后的渗透率约200010-3m2，孔隙度约为36%。1.2物理模拟实验1.2.1实验方案设计目前油田使用的水驱前缘监测方法主要为示踪剂法和微地震测试法26。微地震法通过监测、分析水驱油过程中由于地层压力升高导致储层结构发生变化产生的微小地震波，来跟踪、计算水驱波及位置27。示踪剂法大都为通过建立精细描述示踪剂弥散、滞留及任意油水流度比的数学模型，并基于此模型研制出示踪剂测试解释软件28。以上两种方法监测成本较高，且对示踪剂的使用要求较高，因此需要从水驱油机理来探究不同形式井网的油水运动规律差异。为研究不同分支角度（30、45、60、90）鱼骨井形成的一注一采井网（直井注鱼骨井采和水平井注鱼骨井采）形式下的油水运动规律及剩余油分布，设计了8组实验。通过分析不同方案下的油水运移前缘及其动态变化过程，并对比含水率和采出程度等，分析不同分支角度以及不同注采井型下不同驱替阶段的油水前缘运动规律和剩余油分布，从而确定最优注水井型和最佳分支角度。1.2.2实验流程二维平面水驱油实验流程如图2所示，具体操作步骤如下。（1）填制模型：首先将注采井放入模型，然后填砂。为了便于观察，填砂时采用湿填法，取定量120目玻璃珠，加入2000 mL染色煤油，充分混匀，填砂压实。（2）饱和油：在中间容器内加满配好的煤油，将注入速度设置为4 mL/min，待采油井连续出液且管内没有气泡时即饱和完成，记录此时的注入量，加上湿填时煤油量可得模型内的饱和油量。（3）水驱油：换用装满墨水的中间容器，开始以4mL/min注水驱油，实验过程中记录不同时间的产液量，同时将平板模型上水驱前缘的变化形态连续拍照记录，至生产井含水率达到98%时关井。（4）每次实验结束清理模型，更换不同分支角度的鱼骨井模型，然后重复上述操作。2结果与讨论2.1直井注-不同分支角度鱼骨井采油水运动规律2.1.1产量变化规律通过实验记录了不同时间的生产井产油量与注水井注水量，根据模型尺寸及孔隙度大小计算出模型孔隙体积，从而得到不同阶段驱替体积。采出程度的动态变化曲线如图3所示。随着注水量的增加，模型采出程度增大。在初始生产阶段，采出程度增加较快；随着分支与主井筒夹角的增大，流量显著增加，见水后随着含水率不断增高，分支角度对鱼骨井的流量影响变小。见水之前，油水前缘向分支处驱替的过程中，分支角度越大，主流线越向下偏移，对模型平面垂向砂体的波及面积较大5-7，油水前缘向生产井推进较为均匀，较大的分支角度也形成了相对较小的注采井距，导致实验初期产油速度快，驱替效率高，因此90分支鱼骨井见水前的采出程度最大。见水后，采出程度增幅变缓并最终趋于平稳，此时注采井间形成优势通道，含水率快图2二维平面水驱油实验流程示意图Fig.2Schematicdiagramoftwo-dimensionalplanarexperimentof water displacing oil虚线分别对应各分支角度下的见水期。图3不同分支角度鱼骨井的采出程度（直井注水）Fig.3Recovery degree of fishbone wells with differentbranch angles（vertical well injection）00.40.81.21.6注水体积/PV806040200采出程度/%恒压恒速泵六通阀空气压缩机水 油二维平板模型30456090闫成双，赵凤兰，黄世军等：不同分支角度鱼骨井油水运动规律63油田化学2024年http：/速升高，注入水沿着注水井与分支间的主流线通道运移，平面垂向波及效率变低，采出程度随之变低；在0.48 PV时生产井见水，无水采油期结束，此时的采出程度为40.26%；生产井至特高含水开发期时，含水率上升速度减小，90分支鱼骨井的最终采出程度为52.50%。含水率的动态变化曲线如图4所示。30分支鱼骨井见水时间最早，见水时采出程度最低，0.34PV时模型生产井见水，此时的采出程度为30.44%；1.12 PV生产井至特高含水开发期，最终采出程度为48.20%。45和60分支角度鱼骨井在见水前各注水量下的采出程度变化相近，但60分支见水后含水率快速上升到高含水期，而45分支角度含水率上升幅度较为平缓，所以见水后45分支的采出程度增幅大于60。45分支角度鱼骨井0.43 PV时生产井见水，此时的采出程度为36.90%；1.32 PV时模型水淹，最终采出程度为61.10%。60分支鱼骨井0.46 PV时生产井见水，此时的采出程度为33.55%；1.29 PV生产井含水率达到98%，最终采出程度为55.60%。综上所述，鱼骨井在分支角度45时的采出程度最高，60次之，30最差。2.1.2见水时的水驱波及特征通过拍摄不同时期的水驱前缘变化形态可以清晰地观察到不同驱替阶段的油水前缘。4种不同分支角度在见水时刻下的水驱波及特征如图5所示。在相同注采井型条件下，随着分支角度的增大，见水时刻的注水量逐渐增大。4组实验的油水前缘运动形态都表现出一个规律，即油水前缘向鱼骨井分支处偏移，且向两个分支偏移的幅度不一致。如达西公式 式（1）所示，直井注水在模型中相当于点源点汇，在压差和井筒截面积一定的情况下，由于分支一距离注水井的距离L1大于分支二距离注水井的距离L2，因此分支一的流量Q1小于分支二的流量Q2，水驱前缘向分支二的偏移幅度更大。Q=KApL（1）其中，Q在压差p下的流量，cm3/s；A井筒截面积，cm2；L注采间距，cm；流体黏度，mPas；K渗透率，10-3m2。如图5所示，30分支鱼骨井注入水整体前缘基本沿流线方向运动，前缘变化形态类似扇形。分支见水后，模型内含油饱和度较高，见水时刻剩余油主要分布在注水井两端与模型的夹角处，同时模型边缘存在条带状剩余油。45分支鱼骨井注入井与生产井之间主流线区域的水驱效率较高。相较于30分支角度，注水井一侧的模型边缘处的条带状剩余油变少。60分支角度与45分支角度注入水在模型中的横向波及范围相似。相比于45分支角度，60分支角度鱼骨井分支与主井筒间的偏移更大，分支见水后，油水前缘向主井筒波及的速度变缓慢，图4不同分支角度鱼骨井含水率（直井注水）Fig.4Water cut of fishbone wells with different branch an-gles（verticalwellinjection）（a）30（0.34 PV）（c）60（0.46 PV）（b）45（0.43 PV）（d）90（0.48 PV）图5直井注水鱼骨井水驱波及特征（见水时刻）Fig.5Characteristics of water flooding wave in fishbone wellwith vertical well water injection（water breakthroughmoment）00.40.81.21.6注水体积/PV100806040200含水率/%30456090分支一分支二64第41卷第1期http：/所以生产井一侧模型边缘处的剩余油多于45分支角度鱼骨井。90分支鱼骨井由于分支角度较大，分支与主井筒间偏移程度最大，导致主流线主要在物理模型下方。油水前缘向分支处移动的过程中对靠近注水井一端的砂体波及范围较大，生产井一侧的砂体驱替较为均匀，见水时刻模型内部的剩余油饱和度最低。见水时各个分支角度的含油饱和度场图与图3中采出程度对比中的各个分支角度变化趋势基本一致，采出程度越大，对应模型内部的剩余油越少。2.1.3含水98%时的水驱波及特征4种分支角度在含水率达到98%时的水淹状态含油饱和度场见图6。在相同注采条件下，45分支角度鱼骨井关井时平面上的剩余油最少，基本没有较大的剩余油富集区。30、45和60分支角度鱼骨井在生产井的跟端处井网未控制区存在块状剩余油，且注水井的两侧存在少量的条带状剩余油。这些剩余油依靠现有井组很难开发。90分支角度鱼骨井注水井两侧模型边缘处几乎不存在条状剩余油。剩余油主要分布在分支二的右侧，以块状剩余油的方式分布，注入水波及过的区域不存在残余油。受到分支角度大小的影响，可以看出不同分支角度鱼骨井水淹后剩余油分布规律差异较大。2.1.4水驱波及系数由于实验过程中用墨水来模拟油田用水，因此含油饱和度场图中的黑色墨水区域在平面模型内所占的百分比则为水驱波及系数。30、45、60、90 分 支 角 度 鱼 骨 井 注 入 水 波 及 系 数 分 别 为91.30%、95.10%、90.60%、89.20%。45分支角度鱼骨井注入水波及面积最大，驱替效果最好，采出程度最高；30分支角度鱼骨井次之，90分支角度鱼骨井注入水波及面积最小。2.1.5直井注水条件下鱼骨井不同分支角度下的水驱效果对比直井注水条件下，采出程度随鱼骨井分支角度的变化趋势与水驱波及面积的变化趋势一致。45分支角度鱼骨井的采出程度最高，水淹状态下的注入水波及面积最大；30分支角度鱼骨井的采出程度最低，对应水淹时刻的水驱波及面积最小。这是由于纵向非均质性的存在，30分支角度鱼骨井底层存在未被波及的砂体，导致平面上的水驱波及面积大，但纵向上的波及效率小于其余分支角度。见水时间随着分支角度的增大而增大，但见水时间对采出程度的影响较小。分支角度对最终采出程度的影响很大，最优的分支角度为45。2.2水平井注-不同分支角度鱼骨井采油水运动规律上述几组实验中的直井注水是点源，压力梯度变化不均匀导致注入水产生“舌进”现象。注采井之间主流线上的压差最大，注入水沿着该方向运行速度快，产生突进现象3。而在生产井的分支间和模型夹角处，存在压差为零的区域，注入水波及效率差，剩余油饱和度高，导致形成条带状残余油。直井注水也表现出一些弊端，包括启动和注水压力高、注水能力差等。随着注水时间的延长，注采矛盾越来越突出，有时甚至注不进物理模型。与直井注水相比，水平井注水具有以下优点29：（1）由于水平井长度较长，注水过程中的压降分散在一个较长的井段上，压力降和油水界面的变形较小；（2）注入水形成线性驱动，提高波及效率，改善油藏开发效果；（3）使径向流转为直线流，降低了水驱过程中的压力损耗；（4）水平井泄油较均匀，油水前缘从注水井端均匀的向生产井端推进。2.2.1产量变化规律在水平井注水条件下，4种分支角度鱼骨井的（a）30（1.47 PV）（c）60（1.29 PV）（b）45（1.32 PV）（d）90（1.34 PV）图6直井注水鱼骨井水驱波及特征（水淹状态）Fig.6Characteristics of water flooding wave in fishbone wellwith vertical well water injection（water flooding state）闫成双，赵凤兰，黄世军等：不同分支角度鱼骨井油水运动规律65油田化学2024年http：/采出程度动态曲线和含水率动态曲线见图7和图8。随着分支角度的不断增大，见水时间提前。4组实验均表现出相同的规律，即见水后含水率均快速上升，达到高含水阶段后增幅减小，然后趋于平稳到达水淹状态。30分支角度鱼骨井的见水时间最晚。由于分支角度小，分支与主井筒间的偏移幅度小，注水井与分支间形成了相对较大的井距，油水前缘向分支处突进缓慢，驱替效率低，因此见水前的采出程度最低。注水体积为0.48 PV时，模型生产井见水，无水采油期结束。见水后，相比于其余3种分支角度，30分支角度鱼骨井的采出程度增幅仍然很大，注水0.8 PV后进入高含水阶段，采出程度开始保持平稳，最终采出程度为57.97%。90分支角度鱼骨井见水时间最早。大的分支角度使得注采井连线上的压力梯度较大，注入水脊进效果最为严重，导致见水时间早。在注水0.24 PV时生产井见水，此时的采出程度为22.85%，关井后的最终采出程度为42.26%。45分支角度鱼骨井见水前的采出程度最高，注水0.33 PV时生产井见水，见水后由于含水率的急剧升高，高含水阶段后采出程度保持平稳，最终采出程度为48.14%。60分支角度鱼骨井在注水0.31 PV时生产井见水，此时的采出程度为23.55%，当注水0.68 PV时生产井至特高含水开发期时，含水率趋于平稳，最终采出程度为44.45%。2.2.2见水时的水驱波及特征由图9可见，在注水开发初期，4组实验的油水前缘均随着时间推移整体向前推进。见水时，前3组实验的前缘变化形态类似椭圆形，90分支角度鱼骨井脊进效果较严重。4组实验均表现出相同的特征，即注入水向分支处的突进较为严重。这是因为水平井注水泄油段长，压力降分散均匀，且压力损耗低，注水井和分支连线上的压差最大，导致油水前缘向分支处运移最快，见水时间比直井注水更早。30分支鱼骨井见水时的水驱波及面积最小。由于分支角度小，分支与主井筒偏移幅度小，注水井与分支间距相对较大，油水前缘脊进现象相比其余3组最轻，见水前分支处流量最小。注入水推进过程中，向分支处偏移速度快，两个分支处油水前缘运移速度快，对模型横向边缘处的波及面积相对虚线分别对应各分支角度下的见水期。图7不同分支角度鱼骨井的采出程度（水平井注水）Fig.7Recovery degree of fishbone wells with different branchangles（horizontal well injection）图8不同分支角度鱼骨井的含水率（水平井注水）Fig.8Water cut of fishbone wells with different branch an-gles（horizontal well injection）（a）30（0.48 PV）（c）60（0.31 PV）（b）45（0.33 PV）（d）90（0.24 PV）图9水平井注水鱼骨井水驱波及特征（见水时刻）Fig.9Characteristics of water flooding wave in fishbonewell with horizontal well water injection（waterbreakthrough moment）00.40.81.21.4注水体积/PV706040200采出程度/%304560903045609000.40.81.21.6注水体积/PV100806040200含水率/%分支一分支二66第41卷第1期http：/较小，导致模型边缘处剩余油较多。45分支鱼骨井见水前油水前缘推进最为均匀，横向波及面积大，模型左侧的砂体被波及面积较大，注水井端模型夹角处存在少量块状剩余油。60分支鱼骨井注入水缓慢匀速的向生产井端推进，油水前缘脊进效果较小，模型内横向砂体被波及程度最高，注水井一侧的模型内部仅有少量块状剩余油。90分支鱼骨井见水最早，脊进效果最为严重，见水时间最早，见水时波及面积（52.80%）最小，此时主流线区域仍存在大量剩余油。2.2.3含水98%时的水驱波及特征水淹状态时的含油饱和度场见图10。30分支角度鱼骨井的水驱波及面积（90.70%）最大，只有模型边缘存在条带状剩余油，主流线区域原油几乎全部被注入水驱替。45分支角度鱼骨井水淹状态时的含油饱和度场图与见水时相似，含油饱和度变化不大，生产井跟端处的原油仍然未被波及，依靠现有注采井组难以开发，平面上最终水驱波及面积为85.60%。这也对应了采出程度变化曲线（图7）中见水前45分支角度鱼骨井的采出程度最大，见水后上升幅度平缓。60分支角度鱼骨井生产井一侧存在大量未被波及的剩余油，开采后期分支对注入水产生隔挡，导致后续注入水对主井筒附近的剩余油波及效率变低，甚至无法波及；生产井一侧的模型边缘处存在大量条状剩余油，平面上最终水驱波及面积为84.1%。90分支角度鱼骨井水淹状态时的波及面积最小。注入水推进到分支处后形成水流通道，无法对分支与主井筒井眼处的砂体继续波及，导致分支之间、生产井跟端和模型夹角处存在大量未被波及的剩余油，最终平面上水驱波及面积为83.30%。综上所述，水平井注采时大分支角度鱼骨井的开发效果并不理想，而大的分支角度也给钻井过程带来了很大的挑战，因此选择合理的分支角度就显得尤为重要。2.2.4水平井注水条件下鱼骨井不同分支角度下的水驱效果对比在水平井注水条件下，30分支角度鱼骨井的采出程度最高，90分支角度鱼骨井的采出程度最小。相比于直井注水，水平井注水的规律为：分支角度越大，见水时间越早；见水后含水率升高较快，注水井与分支之间形成水流通道，导致采出程度降低。这是由于水平井可以使径向流转为直线流，降低了油水运移过程中的压力损耗。压力损耗降低后，油水前缘波及到生产井的效率增大，见水时间早，导致后续注入水波及效率变低。对比不同分支角度鱼骨井在不同注采井型下的采出程度和水淹后的水驱波及面积可见，直井注水时，45分支角度鱼骨井的采出程度最高，对应注入水波及系数最大，98%含水后模型中的剩余油分布最少；水平井注水时，30分支角度鱼骨井的采出程度最高，效果好于直井注水-30分支角度鱼骨井采油。由此可以得出结论：当分支角度小于30时，水平井的注水效果好于直井；当分支角度大于45后，直井注水的效果好于水平井注水。2.3物理模拟实验结果的数值再现数值模型中储层每个网格的含油饱和度设置为0.7，储层均质。将数值模拟实验的结果与对应条件下的水驱物理模拟实验结果进行对比。2.3.1油水运动饱和度场图特征对比以30分支角度鱼骨井为例，通过数值模拟验证物理模拟实验的准确性。首先将物理模型和参数通过相似准则等比例转换，建立数值模型；之后对数值模拟和物理模拟实验的油水运动场图和采图10水平井注水鱼骨井水驱波及特征（水淹状态）Fig.10Characteristics of water flooding wave in fishbonewell with horizontal well water injection（waterflooding state）（a）30（1.25 PV）（c）60（1.12 PV）（b）45（1.17 PV）（d）90（1.13 PV）闫成双，赵凤兰，黄世军等：不同分支角度鱼骨井油水运动规律67油田化学2024年http：/出程度分别进行验证。由图11、图12可见，物理模拟实验结果与数值模拟结果吻合较好，不同含水率情况下的含油饱和度分布基本一致。2.3.2采出程度对比由图13可见，物理模拟水驱实验直井-30分支角度鱼骨井的采收率为48.20%，数值模拟模型的采收率为46.60%。物理模拟采出程度曲线与数值模拟采出程度曲线的误差平均值为4.50%，结果较为吻合。综上所述，实验结果与适用油藏特征的匹配性较高。3结论两种注水井型水驱波及特征不同。水平井注水时，油水前缘向分支处偏移更大，油水前缘的推进效果更为均匀；直井注水时，油水前缘推进较为缓慢，但水淹状态时的波及面积更大。在直井注-鱼骨井采的排状交错井网条件下，45分支角度鱼骨井的水驱波及效果最好，达到98%的水淹关井状态时的最终采出程度（61.10%）最高。在水平井注-鱼骨井采的排状交错井网条件下，30分支角度鱼骨井的水驱波及效果最好，关井时的最终采出程度为 57.97%，且采出程度高于直井注-30分支角度鱼骨井采。当分支角度小于30时，水平井的注水效果好于直井；当分支角度大于45时，直井的注水效果好于水平井。在同一分支角度的生产井型下，见水前水平井注水的开发效果好于直井注水。但由于水平井注水时油水前缘向分支处运移较快，脊进效果较严重，导致见水时间早，见水后形成水窜通道，影响后续注入水对模型内砂体的驱替效率。见水后直井注水的波及效率更高，模型内压力梯度更大，能够将模型内大部分剩余油挖潜，最终采出程度高于水平井。（a）20%（c）60%（b）40%（d）80%图1130分支角度鱼骨井物理模拟实验不同阶段的水驱波及特征Fig.11Characteristics of water flooding in different stages ofphysical simulation experiment of fishbone wellwith 30 branch angle（a）20%（c）60%（b）40%（d）80%含油饱和度%图1230分支角度鱼骨井数值实验不同阶段的水驱波及特征Fig.12Characteristics of water flooding in different stages ofnumerical experiment of fishbone well with 30 branchangle图13物理模拟实验与数值模拟实验的采出程度对比Fig.13Comparison of recovery degree between physical andnumerical simulation experiments00.40.81.01.2注水体积/PV0.60.250403020100采出程度/%数值模拟物理模拟分支一分支二0.700.530.360.190.0268第41卷第1期http：/参考文献：1 于天忠，喻晨，叶双江，等.辽河油田双底鱼骨井设计与实施J.西南石油大学学报（自然科学版），2011，33（1）：135-138.YU T Z，YU C，YE S J，et al.Design and implementation of twobottom herringbone well in Liaohe oilfieldJ.Journal ofSouthwestPetroleumUniversity（Science&TechnologyEdition），2011，33（1）：135-138.2 GU W，LIU Y，LUO F.The influence of sedimentary microfaciesdistribution on fishbone wells steam stimulation effectJ.LiquidFuels Technology，2013，31（4）：388-398.3 罗健辉，王平美，彭宝亮，等.低渗透油田水驱扩大波及体积技术探讨 J.油田化学，2017，34（4）：756-760.LUO J H，WANG P M，PENG B L，et al.Discussion onexpanding swept volume technique of water flooding in lowpermeability oilfield J.Oilfield 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