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        低滲透不飽和油藏的產(chǎn)能分析

        2014-03-09 00:02:32王超
        環(huán)球市場信息導報 2014年1期
        關鍵詞:飽和壓力流壓壓力梯度

        王超

        該文研究了低滲透未飽和油藏的產(chǎn)能公式,通過達西公式,推導并得到了考慮啟動壓力梯度和介質(zhì)變形的未飽和油藏的IPR曲線方程

        1 未飽和油藏的IPR曲線方程推導和確定

        1.1曲線方程推導

        流動壓力高于飽和壓力。當油藏壓力、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:

        流動壓力低于飽和壓力。當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。

        1.2油井IPR曲線的確定

        基于Vogel方程,對于未飽和油藏,其油井IPR方程可由下式描述:

        式中qo———油井的產(chǎn)量,t/d;

        qb———井底流動壓力等于飽和壓力時的油井產(chǎn)量,t/d;

        ———采油指數(shù),t/(d?MPa);

        PR———地層壓力, MPa;Pwf———油井的井底流動壓力,MPa;Pb———飽和壓力,MPa。

        對于測點井底流動壓力高于或低于飽和壓力的兩種情況,確定qb和qmax的方法,分別推導如下。

        (1) 當測點井底流動壓力高于飽和壓力時

        (2) 當測點井底流動壓力低于飽和壓力時

        未飽和油藏也會出現(xiàn)拐點。由于脫氣的影響,具體說來是當井底壓力低于飽和壓力后,氣體從液相中分離出來,由于氣體的流動能力遠大于液體的流動能力,所以當井底壓力降低至泡點壓力以下時,產(chǎn)油量可能不升反降。

        1.3低滲未飽和油藏產(chǎn)能公式的研究

        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]。

        1.3.1 單相液體滲流的流入動態(tài)

        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,該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環(huán)球市場信息導報》雜志http://www.ems86.com總第535期2014年第03期-----轉(zhuǎn)載須注名來源其中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a點的壓力梯度稱為實際啟動壓力梯度梯度,對應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)學描述是:a段用冪律關系來描述,而oa段和bc段都用直線關系描述。

        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

        式中qoi為油井產(chǎn)量,m3/d;h為油層有效厚度,m;Bo為原油體積系數(shù),無因次; 為徑向驅(qū)動壓力梯度,MPa/m。

        最后可以得到徑向流公式:

        當啟動壓力梯度梯度d = 0時,即啟動壓力梯度Pst=0時,有pre=pe,即為由達西公式推出的產(chǎn)量公式,因此達西流只是非達西流的一個特例。

        1.3.2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。

        2 低滲未飽和油藏產(chǎn)能公式的驗證及綜合分析

        2.1低滲未飽和油藏產(chǎn)能公式驗證

        2.1.1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。

        2.1.2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=0.85 kg/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,證明所推導的公式比較適用于這類油藏。

        2.2 低滲未飽和油藏產(chǎn)能因素分析

        2.2.1 井底流壓大于飽和壓力時的未飽和油藏

        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。

        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。

        2.2.2 井底流壓小于飽和壓力時的未飽和油藏

        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。

        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。

        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:

        3 結(jié)論

        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。

        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。

        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。

        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。

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