DWL技術在海上底水稠油油藏中的研究

何 濱，劉彥成，徐中波，林國松，譚 捷

中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津

1.前言

渤海油田底水稠油油井射開的油層位置普遍較高，油井產量低于經濟極限產量，油井產生底水錐進現象，造成油井含水率過高[1][2][3]。雙層完井排液壓錐(DWL)技術是一種能有效地控制底水錐進的方法[4]。理論研究和礦場實踐都表明DWS技術可以有效降低含水率，提高油井產量。

2.理論研究

為了研究DWL控水模型理論，引入達西平面徑向穩定滲流理論。達西定律的邊界條件如下：

求解方程(1)，得：

式中：Δ?為生產壓差，MPa；r為流動方向的距離，為流動方向的壓力梯度，MPa/m；?e為地層壓力，MPa；?w為井底流壓，MPa；re為油層的半徑，m；rw為油井的半徑，m。

結合達西定律與式(4)得到的關系式：

式中：Q為產液量，m3/d；B為流體的體積系數，m3/m3；μ為液體黏度，mPa?s；K為地層的滲透率，mD；H為儲層的厚度，m。

毛細管壓力和流度比的關系式：

式中：Δp為毛細管壓力，MPa；ρw為水相密度，g/cm3；ρo為油相密度，g/cm3；g為重力加速度，9.8 m/s2。

式中：M為無量綱流度比，l；Kw為水層的滲透率，mD；Ko為油層的滲透率，mD；μw為水相黏度，mPa?s；μo為油相黏度，mPa?s。

DWL技術中水相回注射孔段時，做無因次化處理：

式中：Ddi為無因次化因子，l；Hwd為水層排水射孔段到OWC的距離，m；Hdi為D/I距離，m。

式中：Δ?op為油井生產時在采油射孔段上所產生的向上的平衡壓力，MPa；Δpcwd為油井生產時在排水射孔段在排水時所產生的向上的毛管壓力為油井生產時在底水回注射孔段所產生的向上的平衡壓力，MPa；Δpcop為油井生產時在采油射孔段所產生的向下的毛管壓力為油井生產時在水層射孔段排水處所產生的向下的壓力，MPa；Δpcwi為油井生產時在水層注入射孔段所產生的向下的毛管壓力，MPa；Qopc為油層的臨界產量(底水不發生錐進的最大日產油量)，m3/d；Qwd為水層排水量，m3；Hop為油層排水射孔段到OWC的距離，m；Bw為水相的體積系數，m3/m3；Bo為油相的體積系數，m3/m3。

式中：Qwdc為水層的臨界排水量(油層不發生下竄到水層的最大排液量)，m3/d；Qop為油層的產油量，m3/d。

通過理論研究表明，DWL技術在不削弱地層能量的前提下，較好地實現了底水控制。

3.數值模擬研究

CMG-STARS數值模擬軟件，建立均值底水稠油油藏機理模型。結果表明，DWL技術可明顯增加底水稠油油藏的儲量動用程度，降低儲層剩余油飽和度(圖1)，增加油井產量，顯著提高稠油油藏的開發效果。

Figure 1.The change of oil saturation of different development methods圖1.不同開采方式下的含油飽和度變化圖

4.實例計算

渤海油田砂巖底水油藏某油井的有關參數如下：

油層厚度為18 m，水層厚度為50 m，地層原油黏度為430 mPa?s，地層滲透率為3.5 μm2，日產油量為20 m3/d，油層避射為8 m，水層射孔段距離油水界面為12 m，原油體積系數為1.05 m3/m3，地層受效半徑350 m，井筒半徑為0.1 m。根據式(11)得到水層的臨界排水量為583 m3/d。有效緩解了底水錐進，延長了無水采油期和低含水期。

5.結論

DWL技術能有效控制底水錐進速度，減少海上平臺水處理成本，改善油田開發效果，對高效開發海上底水稠油油藏具有一定的參考價值。