一種基于流管法的低滲透油藏產能預測方法

2022-09-22 01:56:58馮松林李凱凱董傳賓

石油化工應用 2022年8期

安然，馮松林，鐘珣，李凱凱，董傳賓

（1.中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西西安 710000；2.長江大學，湖北武漢 430100）

低滲透油藏具有孔隙度小、滲透率低、孔隙結構復雜[1-2]等特點，在流體滲流過程中，由于啟動壓力梯度的影響，呈現出非線性滲流[3-5]特征。油田開發設計中傳統的油藏工程方法難以滿足低滲透油藏的研究要求，準確的產能預測對有效地開發油田具有重要的指導意義，很多學者研究了低滲透油藏的產能預測方法[6-10]。

目前大多數研究都是以單相滲流和啟動壓力梯度為基礎，從而得出低滲透油藏的產能公式。這些計算公式對未開發或者開發初期的油藏比較適用，而目前很多油田都已經進入高含水期，其中也包括不少低滲透油田。比如長慶胡尖山油田部分低滲透油藏綜合含水＞85%，地層中是油水兩相滲流，單相產能計算不再符合實際情況，因此本文基于前人的研究成果，結合兩相滲流理論，充分考慮了低滲透油藏非達西滲流特點給出了考慮油水兩相滲流條件下的產能預測方法。

1 流管法介紹

流線是流體質點由注水井流動到生產井所遵循的路線，兩條流線之間組成的區域（見圖1）。

圖1 流管示意圖

假設油水井間滲流區域由一系列的流管組成，考慮啟動壓力梯度，得到流管任一截面處油相流量為：

水相流量為：

式中：k-地層滲透率，μm2；kro-油相相對滲透率，無因次；krw-水相相對滲透率，無因次；μo-地下原油黏度，mPa·s；μw-地層水黏度，mPa·s；-距離注水井為ξ 處流線上的驅替壓力梯度，0.1 MPa/m；A（ξ）-流線長度為ξ 處的流管截面積，cm2；G-啟動壓力梯度，0.1 MPa/cm；Δqo-通過流管截面的油相流量，cm3/s；Δqw-通過流管截面的水相流量，cm3/s。

沿流管中部流線積分得一個流管單元內油相流量表達式為：

式中：Δp-注采壓差，0.1 MPa；L-流管中線長度，cm。

同理可以得到流管單元內水相流量。將一系列流管單元內的產量疊加即可得到生產井總產能。

2 五點法井網產能公式推導

對于規則五點法井網，一個井網單元中一口油井受四口注水井作用，一口注水井同時作用于四口生產井。取圖2 中陰影部分為計算單元，對于五點法井網可以將其近似為一個等腰直角三角形，則一口油井或水井分別受8 個計算單元的作用。設一個計算單元產能為q，則油井產能為8q，水井注入量為8q。

圖2 五點法井網計算單元劃分

將一系列流管單元內的產量疊加可得一個計算單元內地面產油量為：

考慮原油的體積系數Bo，可得原油地面產油量為：

式中：qob-原油地面流量，cm3/s；Bo-原油體積系數，m3/m3。

同理可以計算一個單元內產水量為：

由于每個流管單元內地層平均含水飽和度難以求解，這里利用計算單元內地層平均含水飽和度代替，則對于某一個特定的地層含水飽和度條件下，五點法井網單井的地面產油量為Qo=8qob，Qw=8qw，注水井的注入量為Qinj=8（qob+qw）。

根據初始時刻計算單元內的產量進行產能預測，將時間離散成很多微小單元，每個時間單元內可以認為生產井產能不變，只要時間離散的足夠小，就可以在初始條件下依次迭代計算出較為精確的產能曲線。

對于五點法井網，每一計算單元內不同時間段內地層平均含水飽和度滿足：

3 實例計算

胡A 區某區塊開發方式為五點法井網，原油黏度為2 mPa·s，水的黏度為0.5 mPa·s，啟動壓力梯度為0.06 MPa/m，地層滲透率約為20×10-3μm2，油層厚度為10 m，孔隙度為0.16%，井半徑為0.1 m，注采井距為200 m，注采壓差為20 MPa。根據相關地質參數和生產參數，可以繪制不同地層滲透率條件下的產量隨地層平均含水飽和度變化的關系曲線（見圖3～圖5）。