高 飛 何玉發(fā) 陳昱林

(1.中海油研究總院，北京 100027;2.西南石油大學，成都 610500)

對于注水開發(fā)的油井，大量的生產實踐和穩(wěn)定試井資料表明，油井的產液量并不是隨著井底流壓的降低而不斷增大的［1］。當井底流壓降低到一定程度時，油井的產液量不增反降，因此存在一個產液量最大的最佳井底流壓值。油井流入動態(tài)曲線出現向壓力軸偏轉的原因是井底流壓降低到原油飽和壓力以下后，井筒附近原油大量脫氣，液相相對滲透率降低，最終造成油井產液量不增反降。本文通過分析氣、液相的相對流動能力，采用無因次化處理的方法，確定油井的合理井底流動壓力，并進一步尋找合理井底流壓隨含水率的變化規(guī)律。

1 油井流入動態(tài)模型的建立

考慮原油脫氣和油井產水的影響，基于油井流入動態(tài)模型［2］，以原油飽和壓力為節(jié)點，不同井底流壓條件下，可將油井的流入動態(tài)劃分為3種情況:

當井底流壓高于原油飽和壓力(pwf＞pb)時，油井產量與井底流壓呈線性關系:

當井底流壓等于原油飽和壓力(pwf=pb)時，油井產量計算公式為:

當井底流壓小于原油飽和壓力(pwf＜pb)時，水驅油藏中由于溶解氣的析出，存在油氣水三相流動，此時油相的相對流動能力可表示為:

式中:Vm—采出1 t原油，井底條件下的油氣水總體積，Vm=Vo+Vg+Vw。

代入式(3)，得到原油相對流動能力:

油井的產量公式可表示為:

其中R為井底條件下的游離氣與原油的體積比［3］。

式中:qo—產油量，m3d;pr—地層壓力，MPa;Jo—采油指數，m3(d·MPa);pwf—井底流壓，MPa;pb—原油飽和壓力，MPa;fw—含水率;Ri—原始氣油比，m3m3;Bg—井底條件下的天然氣體積系數;Rs—井底條件下的溶解氣油比，m3m3;Z—天然氣壓縮因子;T—井底溫度，K;γg—天然氣相對密度;γo—原油相對密度。

當井底流壓大于或等于原油飽和壓力時，油井的產液量與井底流壓呈直線關系。這里，重點討論井底流壓小于飽和壓力時油井產液量與井底流壓的關系。當井底流壓小于原油飽和壓力時，產油量qo可看成是:

式中:qob—飽和壓力上擬產量，m3d;qowf—飽和壓力下擬產量，m3d。

式(6)中采油指數為一常數，從而式(6)前半部分計算結果也為常數，為了便于更直觀地反映流入動態(tài)模型形態(tài)與原油飽和壓力的關系，現只考慮公式的后半部分，對qowf與pwf的關系進行分析，即

2 油井合理流壓的確定

定義pwf/pb為油井的無因次流壓，qo/qb為油井的無因次產量，當油井不產水(即fw=0)時，式(7)可簡化為式(8):

選取X油田WQC6層、HSC8層和JYC4+5層的油藏進行模型的計算，各區(qū)塊基礎數據見表1。

表1 各區(qū)塊基礎數據

將表1中的數據代入式(8)分別計算得到不同流壓pwf下的qowf，并對數據進行無因次化處理，結果見表2。

表2 油藏不同無因次流壓對應的無因次產量計算結果

繪制無因次產量與無因次流壓的關系曲線見圖2。

圖2 無因次產量與無因次流壓的關系

計算出3個區(qū)塊最大產液量點對應的無因次流壓，進而計算得到該區(qū)塊的合理井底流壓見表3。

表3 合理井底流壓計算結果

分析可知油井的合理井底流壓與原油飽和壓力存在較為明顯的關系。在油井不產水的情況下，井底流壓為原油飽和壓力的0.5倍左右時，油井產量最大，因此3個區(qū)塊的油井合理井底流壓即為原油飽和壓力的0.5倍。

3 油井合理流壓與含水率的關系

對于注水開發(fā)的油田，開發(fā)到一定階段，油井往往產水，含水的變化也會對油井的合理流壓產生影響。對WQC6層、HSC8層和JYC4+5層這3個區(qū)塊分別進行含水率敏感性分析，計算得到不同含水率條件下，油井產量最大時的無因次流壓與含水率關系曲線見圖3。

圖3 油井產量最大時無因次流壓與含水率的關系

飽和壓力對合理流壓的影響并不顯著，3個區(qū)塊油井產量最大時無因次流壓－含水率關系散點基本落在同一條曲線上。對圖3中的數據點進行曲線擬合回歸，得到3個區(qū)塊產水油井的合理流壓比與含水率間的關系式:

式中:pwf/pb—油井最大產量時的無因次流壓;fw—含水率，小數。

式(9)即為產水油井合理流壓比的計算公式，在油田開發(fā)的不同階段，在知道油井含水率和飽和壓力后，利用式(9)可以求取油井的合理流壓，指導油井生產。

4 結論

(1)考慮井底原油脫氣的影響，分析原油相對流動能力，建立了油井流入動態(tài)分析模型。

(2)對X油田WQC6層、HSC8層和JYC4+5層這3個區(qū)塊進行無因次化處理分析，得到3個區(qū)塊油井合理井底流壓為原油飽和壓力的0.5倍。

(3)利用無因次模型，計算得到不同含水率條件下油井產量最大時的井底流壓，并擬合回歸得到油井合理流壓與含水率的關系方程，為油田生產提供依據。

［1］林玉秋，林樹華.采油井合理流動壓力的界限［J］.石油勘探與開發(fā)，1995，22(6):51-53.

［2］王俊魁，李艷華.油井流入動態(tài)曲線與合理井底壓力的確定［J］.新疆石油地質 1999，20(4):414-417.

［3］高文君，尹永光，胡銀權，等.油井流入動態(tài)方程理論研究及應用［J］.新疆石油地質，2005，26(1):87-89.