張順康，萬(wàn)茂雯

(中國(guó)石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

利用生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料計(jì)算啟動(dòng)壓力方法研究

張順康，萬(wàn)茂雯

(中國(guó)石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

針對(duì)傳統(tǒng)的計(jì)算啟動(dòng)壓力方法存在的不足，從低滲透油藏的滲流運(yùn)動(dòng)方程出發(fā)，建立了啟動(dòng)壓力與生產(chǎn)壓差的關(guān)系，結(jié)合油藏實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出啟動(dòng)壓力梯度?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例表明，利用生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料計(jì)算啟動(dòng)壓力梯度的方法相對(duì)簡(jiǎn)單、快捷，并且能夠有效地為現(xiàn)場(chǎng)措施調(diào)整提供決策參考。

生產(chǎn)動(dòng)態(tài) 低滲透油藏 啟動(dòng)壓力梯度 注采井網(wǎng)

低滲透油藏開發(fā)中，啟動(dòng)壓力梯度對(duì)于研究合理的注采井距、合理注采壓差等方面具有重要的意義[1-4]。目前求取啟動(dòng)壓力梯度的方法歸納起來(lái)，主要有室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究方法、理論計(jì)算方法和試井方法。室內(nèi)研究方法比較直觀，是目前比較公認(rèn)的求取啟動(dòng)壓力梯度的方法。但該方法存在兩個(gè)缺陷，一是實(shí)驗(yàn)條件與油藏實(shí)際驅(qū)替條件存在明顯區(qū)別；二是由于難以保證巖心處于地下高溫高壓時(shí)的自然狀態(tài)，難免會(huì)帶來(lái)一定的誤差。理論計(jì)算方法論證清晰，思路簡(jiǎn)練，比較簡(jiǎn)捷，但計(jì)算公式中的參數(shù)也要通過實(shí)驗(yàn)獲得，在實(shí)用性方面存在明顯的不足。試井方法由于施工時(shí)間較長(zhǎng)且費(fèi)用較高，并且會(huì)給油田的實(shí)際生產(chǎn)帶來(lái)影響，因而實(shí)用性較差。而生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料是油田開發(fā)過程中取得的第一性資料，直觀反映了儲(chǔ)層和流體的特征，利用現(xiàn)場(chǎng)豐富的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，在考慮啟動(dòng)壓力梯度的滲流理論基礎(chǔ)上求解啟動(dòng)壓力梯度則是一種比較好的方法。

1 基本原理

考慮啟動(dòng)壓力時(shí)，低滲透油藏的滲流運(yùn)動(dòng)方程[5]為：

(1)

公式中：v為滲流速度，mm/s；K為滲透率， μm2；μ為粘度，mPa·s；λ為啟動(dòng)壓力梯度，MPa/m；gradp為壓力梯度，MPa/m；

從公式(1)中可以看出，當(dāng)gradp<λ時(shí)，流體不能發(fā)生流動(dòng)，只有當(dāng)gradp>λ時(shí)才能流動(dòng)。公式(1)具有以下特征：隨著壓力梯度的增加，啟動(dòng)壓力梯度的影響逐漸減小。因而，在相對(duì)較高的壓力梯度區(qū)間內(nèi)(壓力梯度仍然在層流臨界壓力梯度范圍內(nèi))，滲流速度和壓力梯度的關(guān)系曲線是一條不通過原點(diǎn)的直線。

對(duì)于平面徑向流，油井的產(chǎn)量可以表示為：

(2)

公式中：q為流量，10-3m3/s；h為油層有效厚度，m；pe為邊緣壓力，MPa；pw為井底壓力，MPa；Re為供油半徑，m；Rw為油井半徑，m；

對(duì)于采用一定形式注采井網(wǎng)的實(shí)際油藏來(lái)說(shuō)，如果注采井間能夠有效地驅(qū)動(dòng)，可以近似認(rèn)為井網(wǎng)的注采井距L等于平面徑向流的供給邊緣的距離。因而

qo=J(Δp-λL)=JΔp-JλL

(3)

公式中：qo為油井日產(chǎn)油量，t/d；J為采油指數(shù)，t/(MPa·d)；Δp為生產(chǎn)壓差，MPa；L為注采井距，m。

以X=Δp為橫坐標(biāo)，Y=qo為縱坐標(biāo)，通過油藏實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)線性回歸得到相關(guān)參數(shù)，公式(3)可以寫成如下形式：

qo=aΔp-b

(4)

其中，a、b分別為回歸得到的斜率和截距。

公式(4)中，油井日產(chǎn)油量qo可根據(jù)動(dòng)態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)直接獲得，而油井生產(chǎn)壓差與油井靜壓和井底流壓有關(guān)：

Δp=p0-pwf

(6)

公式中：p0為油井靜壓，MPa；pwf為油井井底流壓，MPa。

油井靜壓可根據(jù)壓力測(cè)試數(shù)據(jù)獲得，對(duì)于新投入開發(fā)的油藏，可認(rèn)為油井靜壓等于原始地層壓力，而油井井底流壓主要與套壓、泵深、動(dòng)液面等因素有關(guān)，可由如下公式計(jì)算獲取：

pwf=pt+0.009 81hρ氣+0.009 81(H泵-H動(dòng))ρ油+0.009 81(H中-H泵)ρ混

(7)

公式中：pt為套壓，MPa；h為油套環(huán)形空間氣柱高度，m；ρ氣為油套環(huán)形空間氣體密度， g/cm3；H泵為泵深，m；H動(dòng)為動(dòng)液面，m；ρ油為原油密度， g/cm3；H中為油井生產(chǎn)層位中部深度，m；ρ混為油水混合液密度， g/cm3。

ρ混=ρ水fw+ρ油(1-fw)

(8)

公式中：ρ水為地下水密度， g/cm3；fw為油井含水率，無(wú)因次。

當(dāng)油井套壓較小時(shí)(多數(shù)情況下為0)，油套環(huán)形空間中的氣體密度也很小(小于0.001 g/cm3)，以埋深2 000 m油藏為例，若油套環(huán)形空間中的氣柱高度為1 500 m，此時(shí)氣柱產(chǎn)生的壓力小于0.015 MPa，該數(shù)值相對(duì)于油、水等液柱產(chǎn)生的壓力來(lái)說(shuō)較小，因而對(duì)井底流壓及啟動(dòng)壓力梯度的影響可以忽略。

根據(jù)公式(3)和公式(4)，啟動(dòng)壓力梯度的計(jì)算公式可以表示為

(9)

2 實(shí)例應(yīng)用

S7斷塊油藏埋深2 150 m，平均孔隙度為23%，平均滲透率41×103μm2，原始地層壓力20.82 MPa，地質(zhì)儲(chǔ)量222×104t，采用三角形井網(wǎng)開發(fā)。近年來(lái)，S7斷塊開發(fā)效果逐漸變差，有必要對(duì)注采井網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整。S7塊初期生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料顯示投產(chǎn)油井套壓為0，故在計(jì)算油井井底流壓時(shí)忽略油套環(huán)形空間氣體的影響。根據(jù)油井動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行線性回歸得到斜率和截距，可以得到S7斷塊的啟動(dòng)壓力為3.06 MPa，結(jié)合平均注采井距(362m)，計(jì)算出啟動(dòng)壓力梯度為0.008 5 MPa/m(圖1)。

圖1 S7斷塊開發(fā)初期啟動(dòng)壓力梯度的確定

根據(jù)計(jì)算出的啟動(dòng)壓力梯度，對(duì)注采井距進(jìn)行了優(yōu)化，調(diào)整以后的注采井距縮小到250 m左右，調(diào)整后，水驅(qū)控制程度由80.1%提高到85.9%，采收率由21%提高到23%，增加可采儲(chǔ)量4.44×104t。

3 結(jié)論

(1)從低滲油藏的滲流運(yùn)動(dòng)方程出發(fā)，建立了啟動(dòng)壓力與生產(chǎn)壓差的關(guān)系，結(jié)合油藏實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出啟動(dòng)壓力梯度。

(2)應(yīng)用實(shí)例表明，本文提出的方法相對(duì)簡(jiǎn)單、快捷，并且能夠有效地為現(xiàn)場(chǎng)措施調(diào)整提供決策參考。

[1] 任允鵬，蘇玉亮，張傳寶，等．啟動(dòng)壓力梯度對(duì)低滲透油藏水驅(qū)油規(guī)律的影響研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2014，14(14)：181-184.

[2] 唐伏平，唐海，余貝貝，等．存在啟動(dòng)壓力梯度時(shí)的合理注采井距確定[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29(4)：266-268.

[3] 李留仁，胡永樂．非均質(zhì)多層低滲油藏合理注采井距的確定.新疆石油地質(zhì)[J].2010，31(3)：266-268.

[4] 呂成遠(yuǎn)，王建，孫志剛．低滲透砂巖油藏滲流啟動(dòng)壓力梯度實(shí)驗(yàn)研究[J].石油勘探與開發(fā)，2002，29(2)：86-89.

[5] 孫黎娟，吳凡，趙衛(wèi)華，等．油藏啟動(dòng)壓力的規(guī)律研究與應(yīng)用[J].斷塊油氣田，1998，5(5)：30-33．

(編輯 王建年)

A New calculation method for start-up pressure based on dynamic data

Zhang Shunkang,Wan Maowen

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofJiangsuOilfield,SINOPEC，Jiangsu225009，China)

Aiming at the problems in the traditional methods for calculating start-up pressure,the relationship between start-up pressure and production pressure difference was established based on the seepage flow equation for low permeability reservoir.And then combined with the actual dynamic data of reservoir,the start-up pressure gradient can be calculated.The application example showed that the method is relatively simple and quick to calculate the start-up pressure gradient,and can effectively provide the decision reference for the adjustment of the field measures

production dynamic data；low permeability；start-up pressure gradient;permeability;injection-production pattern

2016-05-18；改回日期：2016-09-08。

張順康(1979—)，博士，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事油藏工程研究工作，電話：0514-87760793，E-mail：zhangsk.jsyt@sinopec.com

中國(guó)石油化工股份有限公司“真武油田改善水驅(qū)提高采收率研究”(P11025)。

10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.04.011

TE332

A