產(chǎn)能因子構(gòu)建超低滲透油藏產(chǎn)量關(guān)系影響因素研究

歐泉旺（長慶油田超低滲透油藏研究中心 西安 陜西 710018）

李彩玲（長慶油田工程監(jiān)督處 西安 陜西 710018）

韓旭（長慶油田超低滲透油藏研究中心 西安 陜西 710018）

1 引言

根據(jù)我國的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國現(xiàn)有的油藏的分布中，低滲透儲量約占已開發(fā)油藏的三分之一，新近發(fā)現(xiàn)的儲量大約占有一半，而且具準(zhǔn)確數(shù)據(jù)顯示，我國的低滲透石油儲量比例將會逐年遞增。而滲透率為0.1-1.0mD的超低滲透油藏又占比例之大，如何開發(fā)低滲透油藏，保證原油產(chǎn)量成為重中之重。本文從達(dá)西定律和裘皮公式出發(fā)主要探討對選用產(chǎn)能因子構(gòu)建超低滲透油藏的產(chǎn)量的關(guān)系。

2 試油和穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量之間的關(guān)系

對于無自然產(chǎn)能的超低滲透油藏，相關(guān)人員必須進(jìn)行壓裂改造，才能成功的獲得原油產(chǎn)量。由于現(xiàn)實中壓力梯度和壓力敏感的存在，使超低滲透油藏滲透機理變得較為復(fù)雜，應(yīng)用達(dá)西定律（Darcy）和裘皮公式（Dupuit）在現(xiàn)實中不能很好的表達(dá)出流體的滲流特征，同時也給產(chǎn)能表征、產(chǎn)量定量計算、產(chǎn)量關(guān)系換算都帶來不小的困難。但限于當(dāng)前的技術(shù)條件和現(xiàn)實狀況我們還是應(yīng)用達(dá)西定律和裘皮公式，利用比采油指數(shù)和產(chǎn)能因子去探求超低滲透油層壓裂改造后的石油產(chǎn)量和穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量之間的對應(yīng)關(guān)系。

Q=KFh/L

其中Q為單位時間滲流量，F(xiàn)為過原油斷面，h為總原油頭損失，L為滲流路徑長度，I=h/L為原油力坡度，K為滲透系數(shù)。

公式表明：原油在單位時間內(nèi)通過多孔介質(zhì)的滲流量與滲流路徑長度成反比，與過原油斷面面積和總原油頭損失成正比。

從水力學(xué)已知，通過某一斷面的流量Q等于流速v與過水?dāng)嗝鍲的乘積，即Q=Fv，根據(jù)這些，達(dá)西定律也可以用另一種形式表達(dá)

v=KI

其中v為滲流速度。上面的公式表明，滲流速度與原油力坡度一次方成正比。說明原油力坡度與滲流速度呈線性關(guān)系，故又稱線性滲流定律。在實際中達(dá)西定律的適應(yīng)范圍比層流范圍小。

這個定律說明水通過多孔介質(zhì)的速度同原油力梯度的大小及介質(zhì)的滲透性能成正比。

這種關(guān)系可用下列方程式表示：

V=K[（h2－h(huán)1）/L]。

其中V代表原油的流速，K代表滲透力的量度(單位與流速相同,即長度/時間)，（h2－h(huán)1）/L 代表原油的力坡度。

根據(jù)達(dá)西定律和裘皮公式我們可以得知影響油井產(chǎn)能的因素主要有：有效厚度、有效滲透率、生產(chǎn)壓差、有效供油半徑和表皮因子。由于達(dá)西定律應(yīng)用的范圍有限，在高速或是低速滲流都不在符合達(dá)西定律。因此，影響超低滲透油井的產(chǎn)能因子并不能限于上述的因素。對于同一個油井，在試油和穩(wěn)產(chǎn)階段是不同的，應(yīng)區(qū)別對待，首先是生產(chǎn)壓差和有效供油半徑不同。然后是試油階段的產(chǎn)量普遍高于穩(wěn)產(chǎn)階段的原油產(chǎn)量。

3 用比采油指數(shù)來精確數(shù)值

比采油指數(shù)是指表征油井產(chǎn)量大小的重要指標(biāo)。在同一口油井的試油和穩(wěn)產(chǎn)階段，生產(chǎn)壓差和有效供油半徑是不同的，在實際的生產(chǎn)中，不同階段的有效厚度也是有差異的。我們可以通過對比采油指數(shù)來消除生產(chǎn)壓差和有效厚度對產(chǎn)量產(chǎn)生的制約。不同的油井在相同的開采層位的生產(chǎn)壓差我們可以看作近似。在理想的狀態(tài)下，試油階段比采油指數(shù)與穩(wěn)產(chǎn)階段的比采油指數(shù)比值應(yīng)該保持一致，做一常數(shù)。因此，在理論上講，試油比采油指數(shù)和穩(wěn)產(chǎn)油指數(shù)之間應(yīng)該是存在很強的線性相關(guān)性。線性相關(guān)系數(shù)在0.4～0.6之間。

現(xiàn)如今應(yīng)用比較普遍的是探井/評價井和開發(fā)井兩種。大量實驗數(shù)據(jù)表明開發(fā)井在比采油的角度上試油和穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量之間的關(guān)系不同于探井。我們可以利用比采油指數(shù)能精確建立常規(guī)油氣儲層試油和穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量的關(guān)系。但是在開發(fā)井的超低滲透儲層，由于流體的滲透規(guī)律表現(xiàn)為低速非線性滲透，比采油指數(shù)存在一定的限制

4 對產(chǎn)能因子的探討

地層壓力是一個油田開發(fā)的靈魂。如果出現(xiàn)地層的壓力過低，則地層的能力便會不足，相應(yīng)的我們的原油產(chǎn)量便會達(dá)不到我們的預(yù)計結(jié)果。而一旦地層壓力保持的過高，就需要我們提高注入壓力，增加注水量，如此，我們的開采成本便會提高，投資也會增加，最終會影響效益，這是誰都不愿看到的結(jié)果。低滲透油田滲流屬于非達(dá)西滲流，在同一口油井，在試油和穩(wěn)產(chǎn)的階段，同一地層在單位壓差、單位厚度上的滲透度是不完全一樣的。我們應(yīng)該考慮產(chǎn)能因子。

在理論上，試油階段的產(chǎn)能因子和穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)能因子的比值應(yīng)該是一個常數(shù)。說明兩者之間存在較強的線性相關(guān)性。通過對比探井試油與穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)能因子之間的關(guān)系和開發(fā)井試油與穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)能因子的關(guān)系。我們發(fā)現(xiàn)表征儲層滲透性能的有效滲透率不僅影響儲層產(chǎn)能，而且也制約著超低滲透油井試油與穩(wěn)產(chǎn)兩個階段產(chǎn)量之間的關(guān)系。于上種種，儲層參數(shù)對探索超低滲透油井試油與穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量關(guān)系是至關(guān)重要的。

5 結(jié)論

特低滲透砂巖儲集層的孔隙結(jié)構(gòu)和表面物理性質(zhì)極其復(fù)雜,其滲流機理和油水運動規(guī)律等都與一般的中高滲透砂巖儲集層有很大不同。人們成功地用達(dá)西定律解決了大量中高滲透儲集層的油藏工程問題。

（1）超低滲透油井的試油和穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量之間沒有明顯的關(guān)系。上文已經(jīng)提及由于超低滲透油藏中流體表現(xiàn)為低速非線性滲流。達(dá)西定律在闡釋這滲流方面有一定的局限性，致使比采油指數(shù)不能很好的建立試油與穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)能之間的關(guān)系。

（2）通過大量的實驗數(shù)據(jù)表明，真正的產(chǎn)能因子較為理想的建立了超低滲透油層油井試油與穩(wěn)產(chǎn)之間的換算關(guān)系，這也說明了除了滲透性之外，孔隙結(jié)構(gòu)和含油性均能制約著超低滲透油井的產(chǎn)能，但是壓裂措施對儲層產(chǎn)能沒有較為明顯的控制作用。

[1]王海明、楊軍、黃爽英《低滲透油藏合理壓力保持水平研究》西南石油學(xué)報2000

[2]徐榮坤、田淑權(quán)、李保全《油田注采壓力系統(tǒng)研究以及應(yīng)用》石油天然氣學(xué)報2005 27（3）：383——385

[3]楊證明 劉顯貴 孫長燕《低滲透油藏產(chǎn)量遞減規(guī)律及水驅(qū)特征曲線》石油勘探與開發(fā)2000 27（3）：55——63