分層開采的滲透率級差界限數值模擬研究

2012-11-10 02:15:53喻高明長江大學石油工程學院湖北荊州434023

長江大學學報(自科版) 2012年10期

李坤，喻高明 (長江大學石油工程學院，湖北荊州 434023)

劉佳鵬 (中石油遼河油田分公司物資公司，遼寧盤錦 124011)

分層開采的滲透率級差界限數值模擬研究

李坤，喻高明 (長江大學石油工程學院，湖北荊州 434023)

劉佳鵬 (中石油遼河油田分公司物資公司，遼寧盤錦 124011)

儲層層間物性差異是影響非均質油藏水驅采收率的重要因素之一，而主力層分層開采的滲透率級差界限是縮小層間矛盾，獲得較大的采收率重要參數。針對某油田的具體情況，主要考慮縱向非均質性與垂向滲透率級差對開發效果的影響，利用油藏數值模擬方法，依據主力層滲透率與小層縱向分布情況，來設計模型的滲透率與小層厚度，并將小層以不同形式組合開采，得出不同的滲透率級差，以此來研究主力層分層開采的滲透率級差界限。模擬結果表明，采用該方法可以確定滲透率級差界限，因而能夠為油田在主力層的分層開采提供指導。

分層開采；滲透率級差界限；數值模擬

影響油藏水驅采收率的因素很多，大體上可分為地質因素和開發因素兩大類。地質因素中，油藏滲透率縱向非均質分布是影響油藏水驅采收率的一個重要因素，可用微旋回性、分布類型、變異系數、平均滲透率、垂向滲透率與水平滲透率之比以及滲透率具體排列位置6個參數來描述[1]。針對某油田的具體情況，筆者主要研究了縱向非均質性與垂向滲透率級差對采收率的影響，利用數值模擬方法，確定了分層開采的滲透率級差界限。

1 地質模型設計

表1 主力層滲透率

滲透率級差是指油層最大滲透率與最小滲透率之比[2]。針對某油田的具體情況，滲透率級差界限的設定以某斷塊主力層的滲透率為依據(見表1)，確定分層開采的滲透率級差界限。滲透率級差界限剖面模型根據主力層滲透率與小層縱向分布情況，來設計模型的滲透率與小層厚度，并將小層以不同形式組合開采，從而得出不同的滲透率級差，以此來研究主力層分層開采的滲透率級差界限。

該研究建立在層間無竄流的基礎上，利用數值模擬的方法，考慮油藏非均質因素的影響，建立網格為網格數20×1×3的剖面模型[3]，模型層內均質，X方向網格步長為15m,Y方向網格步長為150m，Z方向網格步長為3m，孔隙度為23.6%。不同級差下的滲透率如表2所示，縱向滲透率設為0[4]。模擬時間為20a，定油生產，采油速度為3%。此外，應保持注采平衡以保證地層能量充足。

2 滲透率級差界限確定

正韻律油藏在滲透率非均質性上表現為從上至下滲透率依次增大，反韻律油藏則與之相反。根據韻律性不同，筆者研究了級差分別為3、4、5和14的含水率隨時間變化的情況，結果如圖1所示。由圖1可知，當滲透率級差為3時,含水率上升緩慢；當滲透率級差為14時,含水率上升十分顯著。因此，無論是正韻律還是反韻律，滲透率級差越小，含水率越低，無水采油期越長。反之，滲透率級差越大，含水率越高，無水采油期就越短。

表2 不同級差下的滲透率

根據模型設計，考慮韻律性和級差的不同，研究了正、反韻律地層在不同級差下的日產液量隨時間變化的情況。正、反韻律地層在級差3、14下的日產液量與時間關系圖分別如圖2和圖3所示。由圖2 和圖3可知，正、反韻律地層條件下，高滲層的日產液量隨級差的增大而增大，而低滲層的情況剛好與之相反。

圖1 正、反韻律地層不同級差下含水率對比圖

圖2 正、反韻律地層在級差3下的日產液量與時間關系圖

在確定滲透率級差界限時，還需要考慮厚度的影響。根據油田主力層的厚度范圍，分別選取具有代表性的厚度值3、5和10m進行模擬研究，從而得到不同級差下單層采液量占總采液量的比例(見表3)。從表3可以看出，級差越大，低滲層采液量與總采液量之比越低，當該值低于10%后，層間干擾嚴重，不利于合層開采[1]。當層厚為3m時，正韻律與反韻律地層的低滲層產液貢獻率[5]基本相當，此時，正韻律地層與反韻律地層的滲透率級差界限相等，正、反韻律地層的滲透率級差界限均為4。當厚度分別為5、10m時，不同韻律地層的產液貢獻率差異逐漸變大，正韻律地層與反韻律地層的滲透率級差界限不相等，其原因是層厚較小時，重力分異作用不明顯，其對產液貢獻率的影響明顯小于級差的影響，隨著層厚的增加，重力分異作用明顯增強，此時正韻律地層低滲層產液貢獻率變小，反韻律地層低滲層產液貢獻率變大。因此，當層厚為5m時，正韻律地層的界限為4，反韻律地層的界限為7；當層厚為10m時，正韻律地層的界限為3，反韻律地層的界限為13。