基于連續(xù)模型的低滲透油藏開發(fā)技術(shù)政策研究

盧延靜　(中石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院，湖北 武漢 430223)

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基于連續(xù)模型的低滲透油藏開發(fā)技術(shù)政策研究

盧延靜(中石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院，湖北 武漢 430223)

[摘要]提出了一種描述低滲透油藏滲流的連續(xù)模型，并推導出了基于該模型的等產(chǎn)量-源-匯平面徑向穩(wěn)定滲流油水井間壓力和壓力梯度分布計算模型。以江漢油區(qū)黃場油田潛江組4段第3小層)低滲透儲層為例，應用Matlab軟件進行基于巖心滲流試驗數(shù)據(jù)的模型參數(shù)擬合，通過模型計算，繪制了研究區(qū)油水井間地層壓力及壓力梯度分布曲線，論證了建立正常驅(qū)替關(guān)系的條件。研究制定了低滲透儲層油井產(chǎn)量、滲透率和合理井距之間的關(guān)系圖版，并取得了良好的實踐效果，為低滲透油藏開發(fā)技術(shù)政策分析研究提供了新的分析方法。

[關(guān)鍵詞]低滲透油藏；非線性滲流；數(shù)學模型；技術(shù)政策

低滲透油藏的滲流特征與中、高滲透油藏的滲流特征顯著不同，礦場實際生產(chǎn)過程中也表現(xiàn)出一些有別于中、高滲透油藏的開發(fā)特征。由于低滲透油藏滲流特征的特殊性，要求采用更新的理論技術(shù)來進行低滲透油藏開發(fā)設(shè)計和分析。低滲透油藏由于存在啟動壓力梯度以及非線性滲流特征，流動不再滿足達西線性滲流[1～4]，因而迫切需要建立更加適用于低滲透油藏的非線性滲流模型，為該類油藏的高效開發(fā)提供理論指導和技術(shù)支持。

1低滲透油藏非線性滲流連續(xù)模型

目前，對于低滲透油藏滲流數(shù)學模型的描述主要采取3種方式：擬啟動壓力梯度模型、分段函數(shù)模型和連續(xù)模型[1,5～8]。擬啟動壓力梯度模型提出較早，其理論方法成熟易用，但這種方法將非線性流動簡化為線性流動，且不能真實地表現(xiàn)啟動壓力的影響；分段函數(shù)模型較好地描述了非線性滲流階段的滲流規(guī)律，但在模型應用過程中較難確定流態(tài)變化的臨界點；連續(xù)模型克服了以上2種處理方式的缺點，筆者采用了一個三參數(shù)連續(xù)數(shù)學模型[9]，模型如下：

(1)

當巖心滲透率越低時，λ1、λ2的值越小且a值越大，壓力梯度與滲流速度間非線性關(guān)系越強；當巖心滲透率越高時，λ1、λ2、a的值越大，壓力梯度與滲流速度間線性關(guān)系越強。

2壓力及壓力梯度分布模型

將三參數(shù)模型代入單井平面徑向穩(wěn)定流壓力公式，可得等產(chǎn)量-源-匯注采井間穩(wěn)定流動的壓力分布公式為：

(2)

對式(2)求導,得壓力梯度分布公式為：

(3)

式中：p為壓力，Pa；B為體積系數(shù)，1；q為流量，m3/s；piwf為注水井井底流壓，Pa；rw為井半徑，m；r為計算點距注水井距離，m；L為注采井距，m；h為儲層厚度，m；

3低滲透油藏技術(shù)政策計算分析

3.1模型參數(shù)擬合

表1　黃18-27井巖心滲流流變性測試

注：巖心尺寸?2.54cm×5.07cm；測試溫度50℃；測試壓力1.0MPa；巖心滲透率26.830mD；巖心孔隙度0.1630。

3.2井間壓力分布與壓力梯度分布計算

按黃場油田平均儲層參數(shù)進行模型參數(shù)選值，油井日產(chǎn)液3m3，注采井距200m，水井井底壓力40MPa，儲層厚度2m。根據(jù)式(2)和式(3)可以計算注采井間壓力及壓力梯度分布，如圖1、2所示。

圖1　潛江組4段第3小層注采井間壓力分布曲線　　　　　圖2　潛江組4段第3小層注采井間壓力梯度曲線

圖3　潛江組4段第3小層啟動壓力梯度擬合圖版

結(jié)合黃場油田啟動壓力梯度圖版(圖3)，在目前注采參數(shù)取值條件下，可分析油水井間是否能建立有效驅(qū)替關(guān)系。

從計算結(jié)果來看，若儲層平均滲透率在20mD左右，黃場油田在井距200m以內(nèi)，注水井井底40MPa注入壓力條件下，能達到3m3/d產(chǎn)能，此時油井井底流壓約5MPa。查圖2壓力梯度曲線得對應儲層中部壓力梯度約0.19MPa/m，超過圖3中滲透率在20mD時對應的啟動壓力梯度0.016MPa/m，因此油水井間能建立正常驅(qū)替關(guān)系。

3.3儲層滲透率、油井配產(chǎn)和合理井距關(guān)系圖版的建立

以不同儲層滲透率巖心流變性測試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可計算得到不同巖心滲透率下產(chǎn)能與合理井距關(guān)系表，如表2所示。

表2　不同滲透率、油井配產(chǎn)與合理井距關(guān)系

圖4　滲透率、油井配產(chǎn)與合理井距擬合三維曲面

圖5　不同滲透率條件下，油井配產(chǎn)與合理井距關(guān)系圖版

圖6　不同配產(chǎn)條件下，滲透率與合理井距關(guān)系圖版

由于滲透率、井距和產(chǎn)能三者之間相互影響，根據(jù)表2數(shù)據(jù)進行三維曲面擬合，得到不同儲層條件下配產(chǎn)和井距的關(guān)系，擬合結(jié)果如圖4所示。

繪制擬合三維曲面的等值線，即得到不同滲透率條件下油井配產(chǎn)和合理井距關(guān)系圖版(圖5)，不同產(chǎn)能條件下滲透率和井距關(guān)系圖版(圖6)。

由以上關(guān)系圖版，即可查找不同滲透率、配產(chǎn)條件下的合理井距，也可根據(jù)滲透率、井距分析合理配產(chǎn)指標。

根據(jù)關(guān)系圖版，結(jié)合該區(qū)已有的剩余油分布研究成果，以控制生產(chǎn)成本、優(yōu)化注采系統(tǒng)為主要調(diào)整原則，在黃場油田潛江組4段第3小層進行了加密調(diào)整方案設(shè)計。方案部署油井11口，其中含水平井5口；恢復注水井6口；油井轉(zhuǎn)注9口。按照調(diào)整方案，于2015年12月實施局部加密調(diào)整井一口，該井初期產(chǎn)能8.6t/d，至2016年1月，日產(chǎn)油穩(wěn)定在5t以上，取得了良好的開發(fā)效果。

4結(jié)論

1)提出了一種用于描述非線性滲流過程的連續(xù)數(shù)學模型，并推導出了基于模型的平面徑向穩(wěn)定滲流油水井間壓力和壓力梯度分布計算模型。

2)通過基于室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)的模型參數(shù)擬合、實際油藏技術(shù)政策參數(shù)計算分析，研究制定了低滲透儲層油井產(chǎn)量、滲透率和合理井距之間的關(guān)系圖版，為低滲透油藏開發(fā)技術(shù)政策分析研究提供了新的分析方法。

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[編輯]帥群

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)5-0067-04

[中圖分類號]TE348

[作者簡介]盧延靜(1979-)，女，工程師，現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)方面的研究工作，17375162@qq.com。

[基金項目]國家科技重大專項(2011ZX05010-002)。

[收稿日期]2016-02-10

[引著格式]盧延靜.基于連續(xù)模型的低滲透油藏開發(fā)技術(shù)政策研究[J].長江大學學報(自科版), 2016,13(5):67～70.