潘 杰,汪全林,張 弛,孫 強,鄧 猛
(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津濱海新區(qū)300459)
近年來,渤海地區(qū)注水開發(fā)的窄河道油田多數已進入中高含水階段[1-2],隨著油田含水率上升,產量遞減較快,油田穩(wěn)產難度加大,通過提液[3-5]來保持穩(wěn)產是油田在中高含水階段常采用的措施。對于窄河道油藏,由于流體滲流過程受河道邊界影響較大,滲流特征不同于整裝油藏的平面徑向流,同時由于地飽壓差小,在提液過程中生產壓差過大會引起脫氣,形成油氣水三相滲流,從而增加油相滲流阻力[6],降低提液效果。目前對地飽壓差小的窄河道油藏提液研究的文獻相對較少,為此,本文開展了地飽壓差較小時的窄河道油藏提液能力研究,建立了考慮河道邊界影響的窄河道產能方程及合理生產壓差方程,確定了該類型油藏水平井合理提液幅度。根據研究成果進行礦場試驗,取得了很好的增油效果,為海上該類型油藏高效開發(fā)提供了理論依據和生產經驗。
BZ油田為典型的窄河道油田,砂體為分流河道型淺水三角洲沉積,河道寬度140~150 m,河道中心鉆遇儲層厚度最大為12.3 m,沿河道方向砂體連續(xù)性好、分布穩(wěn)定,垂直河道方向砂體呈土豆狀分布。
BZ油田為高孔高滲油藏,孔隙度主要為26.5%~31.6%,平均28.7%;滲透率主要為(378.9~3500.9)×10-3μm2,平均 1539.7×10-3μm2。地層原油黏度 13.36~17.58 mPa·s,地層原油密度0.866~0.867 g/cm3,飽和壓力12 .8 MPa,地飽壓差僅為1.8~3.2 MPa。
油田天然能量不足,所以采用注水開發(fā),主要采用水平井開采,目前油田含水率76.0%,進入高含水階段。
窄河道油藏不同于整裝油藏,河道砂體邊界對流體滲流影響較大。李功、何逸凡等人利用鏡像反映和勢的疊加等滲流理論,推導了窄河道油藏水平井產能公式[7-8]:
在產能公式的基礎上,根據油田油水兩相相對滲透率與含水率的關系曲線,即可得到不同含水階段的比采油/采液指數:
式中:Q為水平井的產量,m3/d; I為地層滲透率,10-3μm2; ?為油層厚度,m; Kr為地層壓,MPa;KLM為井底流動壓力,MPa;μ為流體黏度,mPa·s;0h為水平井水平方向上的滲流阻力;0v為水平井垂直方向上的滲流阻力; Ne為供液半徑,m; Nw為水平井井筒半徑,m;O為水平段長度,m;P為河道寬度,m; Q為油井垂向上到油層底部的距離,m;μo為原油黏度,mPa ? s;μw為地層水黏度,mPa·s;Iro為油相相對滲透率;IRL為水相相對滲透率;CD為比采油指數,m3/(d·MPa·m);CH為比采液指數,m3/(d·MPa·m)。
BZ油田地飽壓差小,當油井井底流動壓力低于泡點壓力并下降到一定程度后,井底附近會出現油氣水三相流動,增加油相滲流阻力,導致油井產量下降,從而達不到提液增油效果。大慶油田公司王俊魁[9-10]等人推導出了同時適用于井底壓力低于或高于飽和壓力的流入動態(tài)曲線方程。
單位體積脫氣后:
為簡化運算,引入參數b:
因此,在一定生產壓差下,實際產油量、產液量的公式為:
為簡化運算,定義修正生產壓差 ?Ki:
式中: jo為采出1噸地面原油時井底條件下地層出口處原油的體積,m3;jg為采出1噸地面原油時井底條件下地層出口處氣體的體積,m3; VWX為飽和壓力下原油體積系數;β為原油體積系數變化率,m3/MPa;KZ為地層飽和壓力,MPa;k為天然氣溶解系數;Z為天然氣偏差系數;T為地層溫度,K;b為中間參數;ρo為地面原油密度, g/cm3;D為日產油量,m3/d;
H為日產液量,m3/d; ?Ki為修正生產壓差,MPa。
結合BZ油田基礎參數(表1),根據公式(12),當飽和壓力一定時,不同地層壓力下,修正生產壓差隨井底流壓的變化曲線見圖1。由圖1可知,修正生產壓差隨井底流壓減小先增大后減小,出現的拐點即為合理修正生產壓差。將一定飽和壓力下不同地層壓力對應的合理修正生產壓差繪制在同一圖上(圖2),可以看出,隨地層壓力增大,合理修正生產壓差增大。所以提液前應通過注水補充地層能量,提高地層壓力,以增大提液幅度。
表1 BZ油田基礎參數
圖1 飽和壓力12.8 MPa時不同地層壓力的修正生產壓差
B3H井位于BZ油田的某砂體上,目前日產液188.6 m3,日產油66.0 m3,含水率65.0%。應用上述公式并結合油田相滲曲線(圖3)、油藏及油井基礎參數(表2),通過計算可得 B3H井目前含水階段的比采油指數為5.3 m3/(d·MPa·m);比采液指數為15.1 m3/(d·MPa·m)。
圖2 不同地層壓力下的修正生產壓差
圖3 BZ油田相滲曲線
表2 油藏及油井基礎參數
根據合理修正生產壓差圖版(圖2),讀取合理修正生產壓差為1.8 MPa,則理論提液后日產液244.6 m3,日產油85.8 m3,日增油19.8 m3。通過提液放大壓差,實際提液后,日產液231.0 m3,日產油81.0 m3,日增油15.0 m3。實際值與理論值相差較小,說明本文公式在油田油井生產過程中應用準確度較高。
(1)針對窄河道油藏,從產能方程的角度出發(fā),結合相滲曲線,確定了不同含水階段的比采油和比采液指數。
(2)針對低地飽壓差油藏,根據油氣水三相流入動態(tài)曲線,確定了不同地層壓力下的合理生產壓差。
(3)綜合運用油藏工程方法,通過對水驅窄河道油藏高含水期油井的提液實例分析,計算出了提液增產的主要技術指標。從現場實踐來看,該方法準確性較高,可用于指導油田生產。