低滲透油藏水平井流入動(dòng)態(tài)分析

周瑩宋舜堯趙玉梁

(1中石油大港油田勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

(2中海油天津分公司，天津 300457)

目前，水平井技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外，該技術(shù)屬于是一種降低開發(fā)成本以及提高采收率有效途徑。利用水平井來(lái)對(duì)低滲透的油藏進(jìn)行開發(fā)可以在很大程度上擴(kuò)大油藏的世紀(jì)泄油體積，有效減小生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的壓差，進(jìn)而來(lái)對(duì)原油產(chǎn)量進(jìn)行增加。IPR(即水平井流入動(dòng)態(tài))曲線能夠有效的描述在比較穩(wěn)定的生產(chǎn)條件之下，水平井并筒根端的流動(dòng)壓力與水平井產(chǎn)油量間的具體關(guān)系，能夠在很大程度上反映油藏向水平井進(jìn)行供油的能力，是有效確定油氣井當(dāng)中預(yù)測(cè)產(chǎn)量、合理產(chǎn)能以及對(duì)油氣井最優(yōu)化的工作制度進(jìn)行制定的基本依據(jù)，同時(shí)還是對(duì)油井的動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析以及評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。大量的實(shí)踐表明，通過(guò)水平井來(lái)對(duì)低滲透油藏進(jìn)行開采屬于非常有效的一種開發(fā)方式。

1 對(duì)啟動(dòng)壓力梯度不進(jìn)行考慮的水平井的流入動(dòng)態(tài)

在多孔以及低滲透的相關(guān)介質(zhì)當(dāng)中，滲流已經(jīng)對(duì)線性的達(dá)西定律不再符合，而是有著啟動(dòng)壓力的梯度。然而，在油井流入動(dòng)態(tài)的實(shí)際計(jì)算當(dāng)中，對(duì)啟動(dòng)壓力的相關(guān)影響很少進(jìn)行考慮。

1.1 溶解氣驅(qū)的水平井的相關(guān)IPR方程

現(xiàn)階段，相對(duì)比較常用的溶解氣驅(qū)的水平井流入動(dòng)態(tài)方程的提出主要包括的人物有Bendakhlia和Aziz、Cheng、劉想平以及黃炳光等。

在1989年時(shí)，Bendakhlia和Aziz運(yùn)用了三維的三相黑油模型對(duì)水平井的流入動(dòng)態(tài)方程進(jìn)行了生成，具體在溶解氣驅(qū)的流入動(dòng)態(tài)當(dāng)中進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用，最終得出非常符合實(shí)測(cè)曲線的一個(gè)IPR曲線方程。Cheng數(shù)值模擬了溶解氣驅(qū)油藏當(dāng)中的水平井以及斜井，并利用回歸方面的具體方法最終得到了斜角不同的斜井的流入動(dòng)態(tài)方程。而劉想平運(yùn)用黑油模擬器對(duì)水平井的實(shí)際流入動(dòng)態(tài)進(jìn)行了一定的研究，之后運(yùn)用回歸的方法來(lái)得到IPR方程。

1.2 水、氣、油三相水平井的IPR方程

最近幾年以來(lái)，在油田的實(shí)際開采過(guò)程當(dāng)中，水油井得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，同時(shí)大部分都是這三相共同產(chǎn)生的，所以，對(duì)水平井的三相流入動(dòng)態(tài)方面關(guān)系的研究有助于分析并設(shè)計(jì)采油工藝方面的技術(shù)。

2 建立產(chǎn)能預(yù)測(cè)模型

在該模型的建立過(guò)程中，主要包括的假設(shè)條件有:油藏有著均勻的厚度，底部和頂部有著非常好的隔層；儲(chǔ)層的各個(gè)方向?qū)儆谑峭?；在井筒以及地層?dāng)中，流體屬于是穩(wěn)態(tài)的滲透；水平井的井筒主要是位于油藏的中部；對(duì)毛管壓力以及重力的相關(guān)影響進(jìn)行忽略。

通常情況下，會(huì)將流體在地層以及水平井當(dāng)中的滲透大題分成兩個(gè)部分:流體在水平井段的有效區(qū)之內(nèi)的滲流以及在水平井外圍的橢圓形的邊界的滲流。前者能夠基本近似成是平面的徑向流；后者可以近四成水平面層面上的滲流。按照水電方面的原理來(lái)對(duì)滲透過(guò)程進(jìn)行描述，將這兩個(gè)部分當(dāng)中的滲透阻力看成是電阻來(lái)并聯(lián)進(jìn)行求解，進(jìn)而推導(dǎo)出計(jì)算產(chǎn)能的公式。

3 對(duì)啟動(dòng)壓力梯度進(jìn)行考慮的水平井的流入動(dòng)態(tài)

通常情況下，低滲透的油藏有著雙峰型的孔隙進(jìn)行分布的顯著特性，有著比較大的比表面積以及非常細(xì)小的儲(chǔ)層孔隙，會(huì)導(dǎo)致非常強(qiáng)烈的流體進(jìn)行流動(dòng)的分子力的作用。所以，壓力梯度的啟動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響該類的儲(chǔ)藏產(chǎn)能。當(dāng)啟動(dòng)壓力梯度高于壓力梯度時(shí)，那么可以近似看作滲透速度是零。當(dāng)啟動(dòng)壓力存在時(shí)，井底的流壓和產(chǎn)量根本不是那種比較簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。

3.1 研究低滲透水平井的二維滲透

水平井的水平段的程度為2L，半徑是rw，有的學(xué)者將三維的水平井的流場(chǎng)分解成了遠(yuǎn)井區(qū)域的水平平面的徑向流動(dòng)以及近井區(qū)域的垂向平面徑向的流動(dòng)。那么最終得到的產(chǎn)量公式具體為

3.2 研究低滲透水平井的非穩(wěn)態(tài)的三維滲透

在該研究當(dāng)中，假設(shè)水平井是線匯的，在產(chǎn)量穩(wěn)定的進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，當(dāng)在t時(shí)刻時(shí)，對(duì)橢球面進(jìn)行等壓影響的短半軸以及長(zhǎng)半軸分別表示為:a=sinhSR和b=coshSR。存在壓力影響的等壓的橢球面應(yīng)該嚴(yán)格符合下面的條件:S=0。對(duì)啟動(dòng)壓力梯度進(jìn)行考慮的井底壓力的公式為

影響橢球坐標(biāo)以及時(shí)間之間的關(guān)系為

上面的兩個(gè)方程組能夠組成水平井的試井公式，利用試井方面的曲線對(duì)啟動(dòng)壓力梯度的相關(guān)影響進(jìn)行分析，在啟動(dòng)的壓力梯度是0時(shí)，通過(guò)一定的比較說(shuō)明能夠使用近似解。當(dāng)有著相同的產(chǎn)量時(shí)，有著越大的GD，那么就會(huì)產(chǎn)生越大的生產(chǎn)壓力差。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)低滲透油藏水平井的流入動(dòng)態(tài)進(jìn)行了一定的分析，得出了水、氣、油三相的IPR曲線，并研究了二維以及三維的低滲透水平井的滲透，得出了適用的相應(yīng)的近似解。

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