基于連續模型的低滲透油藏開發技術政策研究

盧延靜　(中石化江漢油田分公司勘探開發研究院，湖北 武漢 430223)

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基于連續模型的低滲透油藏開發技術政策研究

盧延靜(中石化江漢油田分公司勘探開發研究院，湖北 武漢 430223)

[摘要]提出了一種描述低滲透油藏滲流的連續模型，并推導出了基于該模型的等產量-源-匯平面徑向穩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據的模型參數擬合，通過模型計算，繪制了研究區油水井間地層壓力及壓力梯度分布曲線，論證了建立正常驅替關系的條件。研究制定了低滲透儲層油井產量、滲透率和合理井距之間的關系圖版，并取得了良好的實踐效果，為低滲透油藏開發技術政策分析研究提供了新的分析方法。

[關鍵詞]低滲透油藏；非線性滲流；數學模型；技術政策

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，礦場實際生產過程中也表現出一些有別于中、高滲透油藏的開發特征。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來進行低滲透油藏開發設計和分析。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提供理論指導和技術支持。

1低滲透油藏非線性滲流連續模型

目前，對于低滲透油藏滲流數學模型的描述主要采取3種方式：擬啟動壓力梯度模型、分段函數模型和連續模型[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，且不能真實地表現啟動壓力的影響；分段函數模型較好地描述了非線性滲流階段的滲流規律，但在模型應用過程中較難確定流態變化的臨界點；連續模型克服了以上2種處理方式的缺點，筆者采用了一個三參數連續數學模型[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系越強。

2壓力及壓力梯度分布模型

將三參數模型代入單井平面徑向穩定流壓力公式，可得等產量-源-匯注采井間穩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，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低滲透油藏技術政策計算分析

3.1模型參數擬合

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進行模型參數選值，油井日產液3m3，注采井距200m，水井井底壓力40MPa，儲層厚度2m。根據式(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

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

從計算結果來看，若儲層平均滲透率在20mD左右，黃場油田在井距200m以內，注水井井底40MPa注入壓力條件下，能達到3m3/d產能，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替關系。

3.3儲層滲透率、油井配產和合理井距關系圖版的建立

以不同儲層滲透率巖心流變性測試數據為基礎，可計算得到不同巖心滲透率下產能與合理井距關系表，如表2所示。

表2　不同滲透率、油井配產與合理井距關系

圖4　滲透率、油井配產與合理井距擬合三維曲面

圖5　不同滲透率條件下，油井配產與合理井距關系圖版

圖6　不同配產條件下，滲透率與合理井距關系圖版

由于滲透率、井距和產能三者之間相互影響，根據表2數據進行三維曲面擬合，得到不同儲層條件下配產和井距的關系，擬合結果如圖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和合理井距關系圖版(圖5)，不同產能條件下滲透率和井距關系圖版(圖6)。

由以上關系圖版，即可查找不同滲透率、配產條件下的合理井距，也可根據滲透率、井距分析合理配產指標。

根據關系圖版，結合該區已有的剩余油分布研究成果，以控制生產成本、優化注采系統為主要調整原則，在黃場油田潛江組4段第3小層進行了加密調整方案設計。方案部署油井11口，其中含水平井5口；恢復注水井6口；油井轉注9口。按照調整方案，于2015年12月實施局部加密調整井一口，該井初期產能8.6t/d，至2016年1月，日產油穩定在5t以上，取得了良好的開發效果。

4結論

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

2)通過基于室內試驗數據的模型參數擬合、實際油藏技術政策參數計算分析，研究制定了低滲透儲層油井產量、滲透率和合理井距之間的關系圖版，為低滲透油藏開發技術政策分析研究提供了新的分析方法。

[參考文獻]

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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，現主要從事油氣田開發方面的研究工作，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.基于連續模型的低滲透油藏開發技術政策研究[J].長江大學學報(自科版), 2016,13(5):67～70.