影響低滲透應(yīng)力敏感油藏的產(chǎn)能因素分析

【摘要】本文主要是在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上對(duì)低滲透應(yīng)力敏感油藏的產(chǎn)能影響因素進(jìn)行分析，首先是建立流入動(dòng)態(tài)方程，然后針對(duì)計(jì)算公式進(jìn)行相關(guān)影響因素的分析，包括變形系數(shù)、啟動(dòng)壓力梯度、平均底層壓力、供液半徑和含水率等。

【關(guān)鍵詞】低滲透；應(yīng)力；油藏

在低滲透油藏的原油生產(chǎn)中，存在因較低的滲透率二出現(xiàn)的流相明顯相互作用的情況，會(huì)出現(xiàn)在不具備啟動(dòng)壓力梯度的非達(dá)西滲流現(xiàn)象，對(duì)于地下流體滲流的過程，油層巖石戒指在底層壓力出現(xiàn)降低后出現(xiàn)變形，滲透率會(huì)隨壓力出現(xiàn)指數(shù)規(guī)律的下降，該變形為不可逆過程，此種現(xiàn)在在異常高壓低滲透油藏中表現(xiàn)更為明顯。

相對(duì)于常規(guī)油藏，低滲透盈利敏感性油藏的流入動(dòng)態(tài)關(guān)系存在巨大差別。近年來，學(xué)者對(duì)于低滲透油藏油井IPR曲線的簡歷只是考慮到了啟動(dòng)壓力梯度，而很少對(duì)油藏介質(zhì)變形造成的影響進(jìn)行考慮。在實(shí)際生產(chǎn)中可發(fā)現(xiàn)，如果將滲透率設(shè)為常數(shù)，將油藏介質(zhì)變形、滲流規(guī)律受地層應(yīng)力敏感效應(yīng)的影響忽略，就會(huì)得到不符合實(shí)際的結(jié)果，相關(guān)研究結(jié)果顯示，變形介質(zhì)低滲透油藏的產(chǎn)能模型在同時(shí)考慮介質(zhì)變形和啟動(dòng)壓力梯度的情況下，依然會(huì)有一定的局限性。在實(shí)際生產(chǎn)中，油井會(huì)有某個(gè)合理的流壓，如果流壓降低超過一定的程度，就會(huì)導(dǎo)致采油指數(shù)和產(chǎn)量的劇烈下降，IPR曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)。本文中是在變形介質(zhì)擬穩(wěn)態(tài)滲流理論、低滲透非達(dá)西、油水相相對(duì)流動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上，建立低滲透應(yīng)力敏感性油藏的最大產(chǎn)量點(diǎn)的三相流流入動(dòng)態(tài)曲線方程，對(duì)影響最低允許流壓和產(chǎn)能的相關(guān)因素進(jìn)行分析，包括變形系數(shù)、啟動(dòng)壓力梯度、平均底層壓力、供液半徑以及含水率因素，以此類油藏的高效合理開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

一、建立流入動(dòng)態(tài)方程

對(duì)啟動(dòng)壓力梯度進(jìn)行假設(shè)，設(shè)定其只發(fā)生于油相，對(duì)于低滲油藏的均質(zhì)、封閉邊界地層，在流動(dòng)平面徑向擬穩(wěn)態(tài)流時(shí)，其產(chǎn)量的計(jì)算形式為：

（1）

q0為擬穩(wěn)態(tài)流油相流量，q為飽和壓力時(shí)的產(chǎn)油量，K，Km分別為油層滲透率和油相滲透率，re為供給半徑， rw為井筒半徑，s為表皮系數(shù)，λ為啟動(dòng)壓力梯度，p為壓力，pR為平均壓力，pwf為井底液壓，pn為地層原始?jí)毫?，?為原有粘度，B0為油相體積系數(shù)，α為原油溶劑系數(shù)，β為井底條件下油的壓縮系數(shù)，ρ0為地面油密度。

在油藏的水壓驅(qū)動(dòng)中，如果井底流動(dòng)壓力小于飽和壓力，原油出現(xiàn)脫氣，存在油、水、氣三相流動(dòng)，因氣體的存在會(huì)使得油相的流動(dòng)能力降低。

為壓力p的線性函數(shù)，可以得到飽和油藏流入動(dòng)態(tài)方程：

（2）

在α較小、re>>rw的情況下，指數(shù)按冪級(jí)數(shù)展開，社區(qū)高階無窮小后得到：（3）

如果pR>pwf>pb，和p之間的函數(shù)關(guān)系為 （4）

欠飽和油藏的流入動(dòng)態(tài)方程在結(jié)合公式1，得到方程如下

（5）

在pR>pwf>pb下，對(duì)公式1進(jìn)行積分，得到的方程如下：

（6）

對(duì)上述式綜合分析，該類型油藏IPR流入動(dòng)態(tài)的無因次化通式為：

（7）

其中：

（8）

（9）

考慮到油、液相相對(duì)能力，對(duì)式作修正，具有拐點(diǎn)的油藏三相流IPR無因次化方程如下：

（10）

二、影響因素分析

分析低滲透應(yīng)力敏感性油藏IPR產(chǎn)能的影響因素，設(shè)定pR>pwf>pb，對(duì)公式10進(jìn)行分析，探討變形系數(shù)、啟動(dòng)壓力梯度、平均底層壓力、供液半徑和含水率這些參數(shù)所帶來的影響。

1、啟動(dòng)壓力梯度和變形系數(shù)

IPR的計(jì)算結(jié)果會(huì)因?yàn)樽冃蜗禂?shù)和啟動(dòng)壓力梯度的不同而不同，在同一生產(chǎn)壓差和應(yīng)力效應(yīng)下，無因次產(chǎn)油量會(huì)因?yàn)閱?dòng)壓力梯度的加大而降低，隨應(yīng)力效應(yīng)的加強(qiáng)而降低，且程度更大。在高流壓階段，無因次產(chǎn)油量會(huì)因?yàn)樯a(chǎn)壓差的加大而增加加大趨勢(shì)，而在低流壓階段，生產(chǎn)壓差的加大反而不能達(dá)到增產(chǎn)的目的，因?yàn)榫壮霈F(xiàn)嚴(yán)重脫氣，油液相的流動(dòng)會(huì)因?yàn)闅庀嗟挠绊懚档?，在這種情況下，對(duì)于產(chǎn)油量的增產(chǎn)方面，生產(chǎn)壓差作用小于指數(shù)下降的作用，會(huì)存在最大產(chǎn)量點(diǎn)，其最低流壓因壓力效應(yīng)增加、啟動(dòng)壓力梯度增加而出現(xiàn)降低。

2、供給半徑

如果是相同的應(yīng)力效應(yīng)，在供給半徑縮小的情況下，就會(huì)有有較短的供給源壓力傳播距離，較小的滲流阻力，較小的注水能量損失，且能較快見效，能保持較好的地層壓力，從而獲得較高的油井產(chǎn)量。而對(duì)于應(yīng)力效應(yīng)增加時(shí)，同一條件下，油氣向井底流動(dòng)的阻力會(huì)逐步增加，降低了無因次產(chǎn)油氣量。在高流壓階段，同一生產(chǎn)壓差，應(yīng)力效應(yīng)影響的程度大于低流壓階段，同時(shí)，允許最低流壓也會(huì)降低。

3、平均地層壓力

對(duì)于同一油藏，較小的生產(chǎn)壓差下，油井產(chǎn)量受到應(yīng)力效應(yīng)的影響較小，在高流壓階段，可通過提升生產(chǎn)壓差實(shí)現(xiàn)提升產(chǎn)量的目的，在低流壓階段的產(chǎn)油量的差異不大。在相同應(yīng)力效應(yīng)下，產(chǎn)量會(huì)隨著平均地層壓力的提升而提升。對(duì)于低滲透應(yīng)力敏感性油藏的開發(fā)，需要保持地層壓力水平，方案中可進(jìn)行超前注水和早期注水。

4、含水率

油井產(chǎn)量受含水率變化程度的影響較大，在同一應(yīng)力效應(yīng)下，油相的流動(dòng)能力會(huì)隨著含水率的急劇上升而劇烈下降，導(dǎo)致產(chǎn)量的降低，同時(shí)，允許最低流壓也會(huì)相應(yīng)出現(xiàn)下降趨勢(shì)，在此情況下，應(yīng)力效應(yīng)對(duì)產(chǎn)能的影響變?yōu)榇我蛩?。因此，?duì)于此類油藏的開發(fā)要嚴(yán)格做好穩(wěn)油控水工作，如果是低產(chǎn)水階段，需對(duì)地層壓力水平進(jìn)行保持，合理降低流壓來充分實(shí)現(xiàn)油井的生產(chǎn)能力。

綜上所述，對(duì)于低滲透應(yīng)力敏感性油藏進(jìn)行開發(fā)時(shí)，其產(chǎn)能的影響因素主要有應(yīng)力效應(yīng)、啟動(dòng)壓力梯度、地層平均壓力、供給半徑以及含水率等，可通過超前注水或早期注水來保持地層壓力，做好降低啟動(dòng)壓力梯度的工作，對(duì)井底生產(chǎn)流壓進(jìn)行合理控制，合理的發(fā)揮油井的生產(chǎn)能力，獲得更高產(chǎn)能。