編譯:趙文琪 姚長江 王曉冬 (中國地質(zhì)大學(xué) (北京)能源學(xué)院)

審校:周瑞平 (中國石油大學(xué) (華東)外國語學(xué)院)

衰竭式開采條件下原油采收率的確定

編譯:趙文琪 姚長江 王曉冬 (中國地質(zhì)大學(xué) (北京)能源學(xué)院)

審校:周瑞平 (中國石油大學(xué) (華東)外國語學(xué)院)

確定自然衰竭式開采的油藏采收率是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。對(duì)于彼爾姆地區(qū)的油藏,基本上借助于流體動(dòng)力學(xué)模擬試驗(yàn)來確定采收率的大小,但是該方法周期較長、工作量大,所以一般不用其進(jìn)行采收率的快速計(jì)算。本文研究了油藏自然衰竭式開采條件下評(píng)價(jià)采收率的方法,并對(duì)方法的選擇進(jìn)行了分析。

采收率 衰竭式開采 模擬試驗(yàn) 圖表法 API公式

原油采收率是指工藝上所能采出的原油量與原始地質(zhì)儲(chǔ)量之比。在油田開發(fā)過程中有多種因素共同影響采收率,而這些因素又取決于儲(chǔ)層物性和開發(fā)工藝條件 (技術(shù)、方式、系統(tǒng))。采收率的大小決定了某種油藏開發(fā)體系的采油效果,是研究油田開發(fā)方案的重要特征參數(shù)。

自然衰竭式開采即無壓力補(bǔ)給系統(tǒng)與具有壓力補(bǔ)給的儲(chǔ)層在采收率計(jì)算方法上是存在差異的?，F(xiàn)如今魯科伊爾-彼爾姆石油有限責(zé)任公司有197個(gè)區(qū)塊是自然衰竭式開采,確定該開采方式下的采收率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此,本文的目的是研究油藏自然衰竭式開采的采收率計(jì)算方法。

依靠地層能量衰竭開發(fā)油田的方式往往發(fā)生在無氣頂時(shí)水壓驅(qū)動(dòng)的油田開發(fā)初期,在該階段沒有壓力補(bǔ)給系統(tǒng),或者少數(shù)區(qū)塊用來增壓的注入井布局不適用,亦或是不合理。除此之外,當(dāng)采液速度比較大,甚至含有邊水、底水或者是氣頂?shù)膬?chǔ)層能量發(fā)生衰竭,而水或者氣體又不足以彌補(bǔ)由于采出原油而造成的地層虧空體積時(shí),該開采方式也會(huì)產(chǎn)生作用。

自然衰竭式開采分為兩個(gè)階段:①彈性封閉開采階段,該階段發(fā)生在地層壓力由原始?jí)毫ο陆抵僚蔹c(diǎn)壓力的時(shí)期;②溶解氣驅(qū)開采階段,該階段發(fā)生在地層壓力低于泡點(diǎn)壓力的時(shí)期。

采用三種方法計(jì)算彼爾姆地區(qū)油田自然衰竭式開采的采收率:①采收率模型法,通過油藏開采的三維模擬試驗(yàn)計(jì)算采收率;②圖表法,通過油藏自然衰竭式開采的采收率圖表計(jì)算采收率;③API采收率公式法,通過API(美國石油學(xué)會(huì))采收率公式計(jì)算采收率。

通過流體動(dòng)力學(xué)模擬試驗(yàn)得到的采收率結(jié)果是最可靠的,因?yàn)樵谟?jì)算過程中考慮了大量影響油藏開采過程的參數(shù)和因素,并且模型是根據(jù)實(shí)際儲(chǔ)層狀況建立起來的。該方法得到的采收率是技術(shù)文件中油田開發(fā)方案篩選和確定原油可采儲(chǔ)量的依據(jù)。但是該方法存在的缺點(diǎn)是計(jì)算過程中工作量大、計(jì)算周期長;當(dāng)進(jìn)行模擬試驗(yàn)的模型缺乏穩(wěn)定性時(shí)則不能確定原油采收率。

API采收率計(jì)算公式由每個(gè)儲(chǔ)油層實(shí)際參數(shù)組成,它使原油采收率計(jì)算過程變得簡單。

式中 φ——孔隙度;

μ——地層原油黏度,mPa·s;

k ——滲透率 ,10-3μm2;

Sw——地層束縛水飽和度;

Pb——儲(chǔ)層飽和壓力,atm (1 atm=101.325 kPa);

Pm——地層平均壓力,atm;

Bo——體積系數(shù),小數(shù)。

利用圖表法可以分別計(jì)算油藏彈性封閉開采階段和溶解氣驅(qū)開采階段的采收率。使用基本的儲(chǔ)層物性參數(shù)就可計(jì)算采收率,包括:原始地質(zhì)儲(chǔ)量、原油飽和度、儲(chǔ)層孔隙度、原始地層壓力、原油中氣體飽和壓力、氣體因子、原油體積系數(shù)、原油密度。在計(jì)算油藏彈性封閉開采的采收率時(shí),除了上述基本參數(shù)以外,還需要考慮原油、地層水和巖石壓縮系數(shù)。而對(duì)于溶解氣驅(qū)時(shí)采收率的計(jì)算要具備的參數(shù)是溶解氣含量、原油黏度和取決于開采壓力的氣體黏度。原始資料可以從儲(chǔ)量估算和根據(jù)一定的試驗(yàn)研究來獲得,當(dāng)不具備上述手段時(shí)可以通過油田類比方法得到。在油藏自然衰竭式開采的采收率的計(jì)算圖表中考慮了影響油田開發(fā)指標(biāo)的儲(chǔ)層特征動(dòng)力學(xué)因素,并且該方法使用能量的增量作為計(jì)算的尺度,它可以表明地層壓力下降過程中儲(chǔ)層的能量狀況。該指標(biāo)決定了油藏自然衰竭式開采的目前和最終采收率大小。

表1 油田區(qū)塊自然衰竭式開采的采收率計(jì)算

本文利用API采收率公式法和采收率圖表法計(jì)算了均為自然衰竭式開采的13個(gè)油區(qū)的采收率,并將計(jì)算結(jié)果與技術(shù)文件中通過滲流力學(xué)模擬試驗(yàn)確定的采收率進(jìn)行對(duì)比,計(jì)算結(jié)果如表1所示。

對(duì)表1中所列舉的區(qū)塊利用API公式法與滲流力學(xué)模擬試驗(yàn)法所得采收率結(jié)果之差的平均值為0.093,通過方法調(diào)整以接近于彼爾姆地區(qū)儲(chǔ)層條件可提高計(jì)算精度。利用圖表法同樣與滲流力學(xué)模擬試驗(yàn)法的計(jì)算結(jié)果具有良好的吻合性,其中谷德理夫茲夫和斯特列簡油田的吻合性最好,并且在兩個(gè)油田的運(yùn)算過程中僅用到儲(chǔ)層自身的參數(shù)。當(dāng)儲(chǔ)層原始資料均具備時(shí)采收率平均差值為0.012;而新契民、卡梅史洛夫、列斯、薩斯諾夫和阿布立夫油田有三個(gè)基本參數(shù) (地層水壓縮系數(shù)、介質(zhì)和氣體黏度)是通過油田類比方法得到的,因此降低了結(jié)果吻合性,其差值將近0.113。

通過上述計(jì)算可以發(fā)現(xiàn),為了提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度,應(yīng)該利用具體儲(chǔ)層中原油和油氣物性與對(duì)應(yīng)地層溫度下壓力之間的關(guān)系、原油和地層水以及介質(zhì) (巖石)壓縮系數(shù)。

結(jié)論

在必要的原始資料具備情況下利用油藏自然衰竭式開采的采收率圖表法可完成以下工作:①確定彈性儲(chǔ)量;②監(jiān)測儲(chǔ)層能量狀態(tài)、規(guī)劃油田開發(fā)年限和預(yù)測油氣產(chǎn)量;③根據(jù)目前儲(chǔ)層壓力和累計(jì)采油量可有效評(píng)價(jià)剩余地質(zhì)儲(chǔ)量。

因此,為了快速計(jì)算油藏衰竭式開采條件下的采收率可以采用圖表法和API公式法。利用圖表法的優(yōu)勢在于能夠快速擬合自然衰竭式開采的油藏能量,并且可以計(jì)算該開采方式下的采收率。

10.3969/j.issn.1002-641X.2010.2.001

資料來源于俄羅斯《Геология,геофизикаиразработканефтяныхигазовыхместорождений》2008 年 8 月

2008-12-16)