邊底水油藏合理生產(chǎn)壓差優(yōu)化方法

張冰(中國(guó)石油大港油田分公司第五采油廠,天津 300280)

自從邊底水砂巖油藏投入開發(fā)、應(yīng)用以后，作為主要驅(qū)動(dòng)能量的底水，在驅(qū)動(dòng)過程中有兩個(gè)兩個(gè)過程：托進(jìn)、錐進(jìn)。油井投入初期，因?yàn)樵彤a(chǎn)量較少，而且生產(chǎn)壓差小，在重力作用下，油層中的油水界面會(huì)逐漸大范圍、勻稱的向上托進(jìn)；生產(chǎn)壓差達(dá)到一定限度的情況下，水體在井底附近就會(huì)小范圍向上錐進(jìn)。處于應(yīng)用初期的油井，如果生產(chǎn)壓差過大，就會(huì)引起水錐；如果生產(chǎn)壓差的低含水期過大，就會(huì)影響底水的錐進(jìn)速度；如果在中含水期和高含水期，生產(chǎn)壓差較小，又很難驅(qū)動(dòng)壓力較大的滲透帶油層，尤其是儲(chǔ)層非均質(zhì)性比較強(qiáng)或者有薄夾層時(shí)，帶來的影響會(huì)更大。

1 傳統(tǒng)研究方法的不足之處

通過研究，發(fā)生底水錐進(jìn)的主要原因是底水水體和油井井底流壓之間的壓力大于油水間的重力壓力差。在整個(gè)研究過程中，開始只研究消錐方面的內(nèi)容，然后又開始研究臨界差量、水錐突破時(shí)間等內(nèi)容；除此之外，也有關(guān)于預(yù)測(cè)底水驅(qū)油藏含水量和油水界面移動(dòng)等內(nèi)容的研究。上述研究?jī)?nèi)容在研究過程中以建立數(shù)學(xué)模型為主，存在較多不足之處：假設(shè)的條件過于理想，沒有充分考慮到油藏所在位置的地質(zhì)特點(diǎn)。

系統(tǒng)試井方法在改變油井工作制度的基礎(chǔ)上，觀察、分析含水率變化過程中的一般規(guī)律，研究其地層出砂情況，從而確定科學(xué)的、符合常規(guī)的生產(chǎn)壓差研究方法。系統(tǒng)試井方法在操作時(shí)簡(jiǎn)單、可行，因此常用于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中。但此方法在實(shí)踐過程中也有很多不足之處。如在同一個(gè)生產(chǎn)井中，不同階段的含水率上升規(guī)律也會(huì)存在一定的差異，在達(dá)到最佳生產(chǎn)狀態(tài)時(shí)，需要的生產(chǎn)壓差也會(huì)不斷變化，因此這并不適用于該生產(chǎn)井其他階段的含水率變化情況；生產(chǎn)井中的油井構(gòu)造、含油飽和度以及儲(chǔ)層物質(zhì)等內(nèi)容存在一定的區(qū)別，單個(gè)井的儲(chǔ)量不同，因此其見水時(shí)間、含水率上升速度等也有差異，因而所得結(jié)論并不能適用于法適用每一個(gè)井。

2 新研究方法的原理及方法

由于傳統(tǒng)研究方法存在較多的問題，為有效解決相關(guān)問題，可采用新的研究方法，具體思路如下：首先將油井作為研究對(duì)象，進(jìn)行整體研究，比較同一油藏中的不同生產(chǎn)井，在同一含水階段的實(shí)際情況；對(duì)于單井實(shí)際控制儲(chǔ)量中的差異，要結(jié)合單井的含水上升具體情況，比較油井之間的差異。具體研究過程如圖所示（圖1）。

圖1 具體研究流程圖

3 含水率不同階段的劃分

綜合處理礦場(chǎng)數(shù)據(jù)，可以將單井綜合含水率f w作為自變量，將每100噸產(chǎn)油量的含水率上升值f'w作為因變量，然后在研究不同階段內(nèi)，含水率發(fā)生變化的情況，總結(jié)其變化規(guī)律，根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果，將性質(zhì)相同的歸納為一類，劃分含水率的不同階段。

4 單井含水率的計(jì)算方法

計(jì)算單井含水率時(shí)，可參照以下公式：

其中，其中fwt?代表第t個(gè)月，每100噸原油當(dāng)中，含水上升率的數(shù)值，單位為百分?jǐn)?shù)；fwt為t月的綜合含水率，單位為百分?jǐn)?shù)；fwt-1為t-1月的綜合含水率，單位為百分?jǐn)?shù)；Npt為t月的累積產(chǎn)油量，單位為噸；Npt-1為t-1月的累積產(chǎn)油量，單位為噸。

上述公式當(dāng)中，μw為地地下水的粘度，μ0為油的粘度；kro為油相的相對(duì)滲透率；krw為水相的相對(duì)滲透率。Sw為油層的平均含水飽和度；Swe為出油端的飽和度；Swi為束縛水的飽和度。f'w(swe)是fw-sw關(guān)系中含水飽和度為Swe點(diǎn)中的切線斜率；R 是采油的程度單位為百分?jǐn)?shù)；Rt是地層真電阻率，Ф是孔隙的大小程度；α是和孔隙有某種關(guān)系的常數(shù)。根據(jù)油水相對(duì)滲透率曲線數(shù)據(jù)，利用公式2、公式3和公式4可計(jì)算出在不同含水率階段，油井所控制儲(chǔ)量能夠?qū)?yīng)的原油采出程度；通過分析巖電數(shù)據(jù)，可利用公式5計(jì)算出油藏原始束縛水飽和度Swi。對(duì)投產(chǎn)初期見水的生產(chǎn)井（層）而言，要在fw與sw的關(guān)系曲線上直接讀取相應(yīng)的Swi值，如圖所示（圖2）。

圖2 油藏fw與sw的關(guān)系曲線

5 單井含水率階段的劃分

根據(jù)研究，通常情況下，油井含水率具有中間快、兩頭慢的上升規(guī)律，因此其上升規(guī)律可用“A”字型表示。在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，油藏單井含水率在底水、儲(chǔ)層非均質(zhì)性等各種原因的影響下，其上升情況具有明顯的峰值。所以油藏變化的規(guī)律也有比較顯著的變化，含水率階段應(yīng)該成為綜合含水上升控制的主要階段。

為了測(cè)試該方法的有效性，研究者首先在3K2t1油藏選擇了C3-14、C3-12等井進(jìn)行了局部實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果十分明顯。而且大部分開發(fā)態(tài)勢(shì)都比較好，產(chǎn)量有所上升，含水率得到不同程度的下降，其中僅C3-14井年增油就達(dá)2520t。之后研究者又在其他地方的邊水或邊底水砂巖油藏的其他幾十口油井進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用，均取得了較好的效果。

通過本次研究得出以下結(jié)論：

5.1 邊水或底水砂巖油藏油井在生產(chǎn)中，不同含水率階段，底水錐進(jìn)現(xiàn)象也有不同的特征，同一油藏的生產(chǎn)井，不僅有不同之處，也有相同之處，因此其綜合含水上升具有相同或相近的規(guī)律。

5.2 當(dāng)生產(chǎn)井在油藏的不同位置時(shí)，因?yàn)槭艿絻?chǔ)層物性、構(gòu)造位置等多方面因素的影響，合理生產(chǎn)壓差也會(huì)有不同程度的區(qū)別，因此需要具體問題具體分析。

5.3 某些邊底水砂巖油藏將調(diào)補(bǔ)層作為主要接替手段，因此在含水較高的階段，可利用多種方法，如提高采液強(qiáng)度、放大生產(chǎn)壓差等措施挖潛，從而提高原油采收率以及單層生產(chǎn)壽命。

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