關(guān)于低滲透未飽和油藏產(chǎn)能預(yù)測的研究與分析

侯志鎖

引言：對于低滲透未飽和油藏，按原始地層壓力和飽和壓力的關(guān)系，可分為飽和油藏和未飽和油藏，所謂未飽和油藏是指原始壓力高于油藏的原始飽和壓力，在開發(fā)過程中，只要油藏壓力不低于油藏流體的飽和壓力，地下流體就總是以單相滲流。

在遼河油田的開發(fā)歷程中，我們對油藏情況進行了深入的分析。未飽和油藏在開發(fā)初期，井底壓力控制的較高，井下滲流還是以單相為主。到了開發(fā)中后期，由于放大生產(chǎn)壓差，井底壓力降低到流體飽和壓力以下，滲流就出現(xiàn)兩相流。嚴重時會出現(xiàn)氣竄。導(dǎo)致IPR曲線出現(xiàn)拐點，即是隨著井底流壓的降低，產(chǎn)油量不升反降。

一、未飽和油藏的IPR曲線方程和計算

（一）曲線方程推導(dǎo)

1.流動壓力高于飽和壓力

當(dāng)油藏壓力、流動壓力高于飽和壓力，水相以束縛水的形式存在時，油層只存在原油單向流動。一般在此條件下，符合達西公式的流體為牛頓流體，而實際流體是可壓縮的、粘度也并非為一常數(shù)。但由于b2值很小，因此在實際油田運用中常常將上述產(chǎn)量方程近似簡化為達西公式：

2.流動壓力低于飽和壓力

當(dāng)油藏壓力高于飽和壓力，流動壓力低于飽和壓力時，油井附近存在油氣水3相，其中油氣兩相參與流動，而水相以束縛水得形式存在。

（二）一點法確定油井IPR曲線

基于Vogel方程，對于未飽和油藏，其油井IPR方程可由下式描述：

（三）對低滲未飽和油藏的產(chǎn)能分析

低滲透油藏的主要特征就是滲透率低，地層流體的流動通道很微細，滲流阻力大，液固界面和液體界面的相互作用力顯著，因而其滲流規(guī)律產(chǎn)生一定的變化而偏離達西定律。低滲油藏的滲流為非達西流，存在啟動壓力梯度梯度[20]。

1.單相液體滲流的流入動態(tài)

（1）滲流方程的建立

低滲透油藏單相原油滲流過程中存在啟動壓力梯度。實線abc為實測曲線，其中ab段為上凹的曲線，b段為直線，其延長線與壓力梯度軸交于d。對應(yīng)a點的壓力梯度稱為實際啟動壓力梯度梯度，對應(yīng)d點的壓力梯度稱為擬啟動壓力梯度梯度。對于上述滲流規(guī)律，比較精確的數(shù)學(xué)描述是：a段用冪律關(guān)系來描述，而oa段和bc段都用直線關(guān)系描述。

（2）平面徑向流的產(chǎn)量計算公式

對于穩(wěn)定的平面徑向流，可改寫成

2.油氣兩相滲流的流入動態(tài)

溶解氣驅(qū)油藏中存在油氣兩相滲流。假設(shè)流動穩(wěn)定、地層均質(zhì)且各向同性，忽略重力和毛管力的作用，對于圓形地層中心一口井，無因次產(chǎn)量為：

式中的pre為有效地層壓力，可由式 計算得到。

二、低滲未飽和油藏產(chǎn)能公式推導(dǎo)驗證及因素分析

（一）低滲未飽和油藏產(chǎn)能公式驗證

1.井底流壓大于飽和壓力時未飽和油藏

已知一口井的數(shù)據(jù)

K=3.9 10-3μm2，Pe=14.26MPa，Rw=0.5m，Re=200m，α=0.01，G=0.005MPa/m，H=26.6m。

把數(shù)據(jù)帶入公式中做IPR曲線可知隨井底流壓的增大，產(chǎn)油量逐漸減小。

2.井底流壓小于飽和壓力時未飽和油藏

某區(qū)塊是一個低滲透未飽和油藏，選其中一口井W36-025的數(shù)據(jù)進行驗證，已知：

H=26.6m，K=0.39μm2，α=0.1，pe=9.5MPa，pb=6.85MPa，Re=200m，Rw=0.5m，fw=0.2538，Z=1.2，T=323.15K，a=5.762m3/（m3·MPa），Bb=7.8m3/m3，ρo=0.85kg/m3，b= 0.00098MPa-1。

此類IPR曲線存在拐點，拐點處的壓力為3.8MPa，產(chǎn)量為7.783m3/d。

井W36-025的現(xiàn)場數(shù)據(jù)基本上和理論曲線吻合，證明所推導(dǎo)的公式比較適用于這類油藏。

（二）低滲未飽和油藏產(chǎn)能因素分析

1.井底流壓大于飽和壓力時的未飽和油藏

（1）變形系數(shù)為α=0.01時改變啟動壓力梯度G得到IPR曲線：

在相同井底流壓下產(chǎn)油量隨著啟動壓力梯度G的增大而減小。啟動壓力梯度G近似于阻力因素，其值越大，克服它所做的功越大，所以產(chǎn)量越小。

（2）啟動壓力梯度G=0.005MPa/m時改變變形系數(shù)得到IPR曲線：

在相同井底流壓下產(chǎn)油量隨著變形系數(shù) 的增大而減小，并且隨著變形系數(shù)的增大有出現(xiàn)拐點的趨勢。相同生產(chǎn)壓差下，地層變形系數(shù)越大，油井產(chǎn)量越低。這是由于變形介質(zhì)油藏的變形系數(shù)越大，地層的壓敏效應(yīng)越明顯，相同生產(chǎn)壓差下，地層滲透率下降幅度越大造成的。

2.井底流壓小于飽和壓力時的未飽和油藏

（1）產(chǎn)油量隨著啟動壓力梯度G的增大而減小，拐點壓力隨著啟動壓力梯度G的增大而減小。

（2）變形系數(shù)G=0.0001MPa/m時改變變形系數(shù)α得到IPR曲線：

在產(chǎn)油量隨著變形系數(shù)α的增大而減小，并且變形系數(shù)越大，拐點位置越高。變形系數(shù)的大小對產(chǎn)能曲線的影響非常敏感， 的微小變化即可對產(chǎn)能曲線特別是大生產(chǎn)壓差下的產(chǎn)能造成較大影響。

（3）變形系數(shù) =0.1，啟動壓力梯度G=0.0001MPa/m，改變含水率得到IPR曲線。

三、結(jié)論

（1）建立了考慮啟動壓力梯度，介質(zhì)變形的低滲透未飽和油藏的產(chǎn)能公式。

（2）繪制的理論IPR曲線與礦場實際數(shù)據(jù)吻合，證明該產(chǎn)能公式適用于低滲透未飽和油藏。

（3）井底流壓大于飽和壓力時的未飽和油藏，在相同井底流壓下產(chǎn)油量隨著啟動壓力梯度的增大而減小，隨著變形系數(shù)的增大而減小，并且隨著變形系數(shù)的增大有出現(xiàn)拐點的趨勢。

（4）井底流壓小于飽和壓力時的未飽和油藏，IPR曲線存在最大產(chǎn)量點。在相同條件下，啟動壓力梯度越大、變形系數(shù)越大，產(chǎn)油量越低；相同條件下啟動壓力梯度越小、變形系數(shù)越大，最大產(chǎn)量點對應(yīng)的井底流壓越高。含水率變化對最大產(chǎn)量點位置影響不大。

（作者單位：中國石油遼河油田公司勘探開發(fā)研究院）