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        高陡構(gòu)造邊水油藏見水時間預(yù)測

        2022-10-17 01:55:26羅從勇
        石油地質(zhì)與工程 2022年5期
        關(guān)鍵詞:界面

        鄧 勇,馬 成,孫 寶,羅從勇

        (1.振華石油控股有限公司,北京 100000;2.成都北方石油勘探開發(fā)技術(shù)有限公司,四川成都 610081)

        國內(nèi)外關(guān)于邊底水油氣藏底水錐進(jìn)、邊水舌進(jìn)方面的研究較多,給出了許多底水油氣藏見水時間預(yù)測的公式[1-7],但對邊水油氣藏見水時間方面的研究相對較少,國內(nèi)雖有學(xué)者推導(dǎo)了邊水氣藏見水時間的預(yù)測公式,但在推導(dǎo)過程中卻忽略了重力作用[8-13]。眾多研究表明[14-18],對于地層傾角較大的高陡油氣藏,重力作用對其開發(fā)效果的影響不可忽略。本文在假設(shè)原始油水界面為一水平面的基礎(chǔ)上,考慮油藏為具備一定傾角、地層均質(zhì)且各向同性的高陡構(gòu)造邊水油藏,利用油、水兩相滲流規(guī)律,并考慮重力影響,理論上推導(dǎo)出高陡構(gòu)造邊水油藏見水時間預(yù)測公式,然后結(jié)合國外某一典型高陡構(gòu)造邊水油藏進(jìn)行實(shí)例分析。

        1 數(shù)學(xué)模型

        對于高陡構(gòu)造油氣藏而言,地層具有一定的傾角,假設(shè)這一傾角為β,地層均質(zhì)且各向同性,油層邊界處原始油水界面為一水平面,設(shè)該平面為A0B0(圖1)。若在油藏高部位存在一口采油井,與原始油水界面具有一定距離,由于生產(chǎn)壓差作用,油水界面向井底運(yùn)動,此時油水界面不能保持原始狀態(tài),而形成一個彎曲面向井底舌進(jìn)[19],舌進(jìn)面頂點(diǎn)M到達(dá)井底所需的時間,則為油井的見水時間或邊水突破時間。

        圖1 高陡構(gòu)造邊水油藏油水界面運(yùn)動示意圖

        選擇舌進(jìn)面頂點(diǎn)M作為研究對象,利用達(dá)西定律[20],考慮重力的影響,儲層中油相、水相的滲流速度分別為:

        (1)

        (2)

        式中:vo,vw分別為儲層中油相滲流速度和水相滲流速度,m/s;ko,kw分別為油相滲透率和水相滲透率,10-3μm2;Po,Pw分別為油水界面處油相壓力及水相壓力,MPa;ρo,ρw分別為原油密度及地層水密度,g/cm3;μo,μw分別為原油黏度及地層水黏度,mPa·s;β為地層傾角,(°);r為滲流微元體長度,m;g為重力加速度,m/s2。

        在邊水舌進(jìn)面上,油相、水相的壓力梯度相等,即舌進(jìn)面頂點(diǎn)M處有:

        (3)

        將式(1)、式(3)代入式(2)可得:

        (4)

        舌進(jìn)面頂點(diǎn)M處的水質(zhì)點(diǎn)在單位時間(dt)內(nèi)向井底移動的距離(dr)可表示為:

        (5)

        式中:φ為儲層孔隙度,無因次。

        考慮原始束縛水飽和度和殘余油飽和度的影響,對式(5)進(jìn)行積分可得見水時間預(yù)測公式:

        (6)

        式中:tBT為見水時間,d;Swi,Sor分別為原始束縛水飽和度及殘余油飽和度,無因次;L為油井距邊水的距離,m。

        將式(4)代入式(6)可得:

        (7)

        根據(jù)流量定義可得:

        (8)

        式中:qo為原油日產(chǎn)量,m3;Bo為原油體積系數(shù),m3/m3;h為油層有效厚度,m。

        將式(8)代入式(7)可得:

        (9)

        對式(9)進(jìn)行整理可得:

        (10)

        設(shè)A=μoqoBo,B=2πkoh(ρw-ρo)gsinβ,則式(10)可化為:

        (11)

        對式(11)進(jìn)行積分可得:

        (12)

        將A,B代入式(12)可得:

        (13)

        式(13)即為考慮重力作用影響的高陡構(gòu)造邊水油藏見水時間預(yù)測公式。

        2 實(shí)例分析

        位于埃及東部阿拉伯沙漠的NWG油田Kareem油藏為一典型的高陡構(gòu)造邊水油藏,地層傾角為10°~23°,平均為12°,儲層孔隙度12%~18%,測井解釋滲透率為50.00×10-3~1 000.00×10-3μm2,平均滲透率為600.00×10-3μm2,屬于中低孔、中高滲儲層,地層水密度為1.05 g/cm3,原油密度為0.81 g/cm3,地層水黏度為0.5 mPa·s,單井參數(shù)如表1所示。利用推導(dǎo)出的高陡構(gòu)造邊水油藏見水時間預(yù)測公式對目前已見水的3口油井見水時間進(jìn)行預(yù)測,并與實(shí)際見水時間進(jìn)行對比(表2),結(jié)果表明,預(yù)測時間與實(shí)際時間存在一定誤差,但在可接受的誤差范圍之內(nèi),可以作為工作制度調(diào)整的依據(jù)。

        表1 單井參數(shù)

        表2 見水時間預(yù)測結(jié)果及實(shí)際見水時間

        在實(shí)際結(jié)果驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,對未見水的在產(chǎn)井進(jìn)行見水時間預(yù)測,并分析地層傾角、油層滲透率、邊水距離以及單井日產(chǎn)油量等因素對見水時間的影響。結(jié)果表明,①地層傾角對見水時間影響較大,傾角越高,見水越晚(圖2),對于高陡構(gòu)造油藏,地層傾角對邊水舌進(jìn)起到了一定的延緩作用;②油井離邊水越近,滲透率越高,見水越早(圖3),但見水時間變化幅度隨著滲透率的增大而趨于平緩;③單井日產(chǎn)油量對見水時間影響較大,相同條件下,過高的單井日產(chǎn)油量會導(dǎo)致邊水快速舌進(jìn),使見水時間縮短(圖4)。

        圖2 不同地層傾角下見水時間與滲透率關(guān)系

        圖3 不同邊水距離下見水時間與油層滲透率關(guān)系

        圖4 不同邊水距離下見水時間與單井日產(chǎn)油量關(guān)系

        3 結(jié)論

        (1)在考慮地層傾角的情況下,利用油藏達(dá)西滲流規(guī)律推導(dǎo)出高陡構(gòu)造邊水油藏油井見水時間預(yù)測公式,并開展了實(shí)例分析,結(jié)果表明,利用該公式進(jìn)行高陡構(gòu)造邊水油藏見水時間預(yù)測是可行的。

        (2)進(jìn)行油井配產(chǎn)或工作制度動態(tài)調(diào)整時,要綜合考慮地層傾角、油層滲透率、邊水距離以及單井配產(chǎn)等因素。在構(gòu)造邊部,要嚴(yán)格控制油井配產(chǎn),盡量采用較低配產(chǎn),延緩邊水突進(jìn);而對于構(gòu)造較高部位,則可以適當(dāng)采用較高的配產(chǎn),提高采速,增大無水期的采收率。

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