產(chǎn)能因子構(gòu)建超低滲透油藏產(chǎn)量關(guān)系影響因素研究

歐泉旺（長(zhǎng)慶油田超低滲透油藏研究中心 西安 陜西 710018）

李彩玲（長(zhǎng)慶油田工程監(jiān)督處 西安 陜西 710018）

韓旭（長(zhǎng)慶油田超低滲透油藏研究中心 西安 陜西 710018）

1 引言

根據(jù)我國(guó)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)現(xiàn)有的油藏的分布中，低滲透儲(chǔ)量約占已開發(fā)油藏的三分之一，新近發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)量大約占有一半，而且具準(zhǔn)確數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)的低滲透石油儲(chǔ)量比例將會(huì)逐年遞增。而滲透率為0.1-1.0mD的超低滲透油藏又占比例之大，如何開發(fā)低滲透油藏，保證原油產(chǎn)量成為重中之重。本文從達(dá)西定律和裘皮公式出發(fā)主要探討對(duì)選用產(chǎn)能因子構(gòu)建超低滲透油藏的產(chǎn)量的關(guān)系。

2 試油和穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量之間的關(guān)系

對(duì)于無(wú)自然產(chǎn)能的超低滲透油藏，相關(guān)人員必須進(jìn)行壓裂改造，才能成功的獲得原油產(chǎn)量。由于現(xiàn)實(shí)中壓力梯度和壓力敏感的存在，使超低滲透油藏滲透機(jī)理變得較為復(fù)雜，應(yīng)用達(dá)西定律（Darcy）和裘皮公式（Dupuit）在現(xiàn)實(shí)中不能很好的表達(dá)出流體的滲流特征，同時(shí)也給產(chǎn)能表征、產(chǎn)量定量計(jì)算、產(chǎn)量關(guān)系換算都帶來(lái)不小的困難。但限于當(dāng)前的技術(shù)條件和現(xiàn)實(shí)狀況我們還是應(yīng)用達(dá)西定律和裘皮公式，利用比采油指數(shù)和產(chǎn)能因子去探求超低滲透油層壓裂改造后的石油產(chǎn)量和穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

Q=KFh/L

其中Q為單位時(shí)間滲流量，F(xiàn)為過(guò)原油斷面，h為總原油頭損失，L為滲流路徑長(zhǎng)度，I=h/L為原油力坡度，K為滲透系數(shù)。

公式表明：原油在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)多孔介質(zhì)的滲流量與滲流路徑長(zhǎng)度成反比，與過(guò)原油斷面面積和總原油頭損失成正比。

從水力學(xué)已知，通過(guò)某一斷面的流量Q等于流速v與過(guò)水?dāng)嗝鍲的乘積，即Q=Fv，根據(jù)這些，達(dá)西定律也可以用另一種形式表達(dá)

v=KI

其中v為滲流速度。上面的公式表明，滲流速度與原油力坡度一次方成正比。說(shuō)明原油力坡度與滲流速度呈線性關(guān)系，故又稱線性滲流定律。在實(shí)際中達(dá)西定律的適應(yīng)范圍比層流范圍小。

這個(gè)定律說(shuō)明水通過(guò)多孔介質(zhì)的速度同原油力梯度的大小及介質(zhì)的滲透性能成正比。

這種關(guān)系可用下列方程式表示：

V=K[（h2－h(huán)1）/L]。

其中V代表原油的流速，K代表滲透力的量度(單位與流速相同,即長(zhǎng)度/時(shí)間)，（h2－h(huán)1）/L 代表原油的力坡度。

根據(jù)達(dá)西定律和裘皮公式我們可以得知影響油井產(chǎn)能的因素主要有：有效厚度、有效滲透率、生產(chǎn)壓差、有效供油半徑和表皮因子。由于達(dá)西定律應(yīng)用的范圍有限，在高速或是低速滲流都不在符合達(dá)西定律。因此，影響超低滲透油井的產(chǎn)能因子并不能限于上述的因素。對(duì)于同一個(gè)油井，在試油和穩(wěn)產(chǎn)階段是不同的，應(yīng)區(qū)別對(duì)待，首先是生產(chǎn)壓差和有效供油半徑不同。然后是試油階段的產(chǎn)量普遍高于穩(wěn)產(chǎn)階段的原油產(chǎn)量。

3 用比采油指數(shù)來(lái)精確數(shù)值

比采油指數(shù)是指表征油井產(chǎn)量大小的重要指標(biāo)。在同一口油井的試油和穩(wěn)產(chǎn)階段，生產(chǎn)壓差和有效供油半徑是不同的，在實(shí)際的生產(chǎn)中，不同階段的有效厚度也是有差異的。我們可以通過(guò)對(duì)比采油指數(shù)來(lái)消除生產(chǎn)壓差和有效厚度對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生的制約。不同的油井在相同的開采層位的生產(chǎn)壓差我們可以看作近似。在理想的狀態(tài)下，試油階段比采油指數(shù)與穩(wěn)產(chǎn)階段的比采油指數(shù)比值應(yīng)該保持一致，做一常數(shù)。因此，在理論上講，試油比采油指數(shù)和穩(wěn)產(chǎn)油指數(shù)之間應(yīng)該是存在很強(qiáng)的線性相關(guān)性。線性相關(guān)系數(shù)在0.4～0.6之間。

現(xiàn)如今應(yīng)用比較普遍的是探井/評(píng)價(jià)井和開發(fā)井兩種。大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明開發(fā)井在比采油的角度上試油和穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量之間的關(guān)系不同于探井。我們可以利用比采油指數(shù)能精確建立常規(guī)油氣儲(chǔ)層試油和穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量的關(guān)系。但是在開發(fā)井的超低滲透儲(chǔ)層，由于流體的滲透規(guī)律表現(xiàn)為低速非線性滲透，比采油指數(shù)存在一定的限制

4 對(duì)產(chǎn)能因子的探討

地層壓力是一個(gè)油田開發(fā)的靈魂。如果出現(xiàn)地層的壓力過(guò)低，則地層的能力便會(huì)不足，相應(yīng)的我們的原油產(chǎn)量便會(huì)達(dá)不到我們的預(yù)計(jì)結(jié)果。而一旦地層壓力保持的過(guò)高，就需要我們提高注入壓力，增加注水量，如此，我們的開采成本便會(huì)提高，投資也會(huì)增加，最終會(huì)影響效益，這是誰(shuí)都不愿看到的結(jié)果。低滲透油田滲流屬于非達(dá)西滲流，在同一口油井，在試油和穩(wěn)產(chǎn)的階段，同一地層在單位壓差、單位厚度上的滲透度是不完全一樣的。我們應(yīng)該考慮產(chǎn)能因子。

在理論上，試油階段的產(chǎn)能因子和穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)能因子的比值應(yīng)該是一個(gè)常數(shù)。說(shuō)明兩者之間存在較強(qiáng)的線性相關(guān)性。通過(guò)對(duì)比探井試油與穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)能因子之間的關(guān)系和開發(fā)井試油與穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)能因子的關(guān)系。我們發(fā)現(xiàn)表征儲(chǔ)層滲透性能的有效滲透率不僅影響儲(chǔ)層產(chǎn)能，而且也制約著超低滲透油井試油與穩(wěn)產(chǎn)兩個(gè)階段產(chǎn)量之間的關(guān)系。于上種種，儲(chǔ)層參數(shù)對(duì)探索超低滲透油井試油與穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量關(guān)系是至關(guān)重要的。

5 結(jié)論

特低滲透砂巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)和表面物理性質(zhì)極其復(fù)雜,其滲流機(jī)理和油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律等都與一般的中高滲透砂巖儲(chǔ)集層有很大不同。人們成功地用達(dá)西定律解決了大量中高滲透儲(chǔ)集層的油藏工程問(wèn)題。

（1）超低滲透油井的試油和穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量之間沒(méi)有明顯的關(guān)系。上文已經(jīng)提及由于超低滲透油藏中流體表現(xiàn)為低速非線性滲流。達(dá)西定律在闡釋這滲流方面有一定的局限性，致使比采油指數(shù)不能很好的建立試油與穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)能之間的關(guān)系。

（2）通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，真正的產(chǎn)能因子較為理想的建立了超低滲透油層油井試油與穩(wěn)產(chǎn)之間的換算關(guān)系，這也說(shuō)明了除了滲透性之外，孔隙結(jié)構(gòu)和含油性均能制約著超低滲透油井的產(chǎn)能，但是壓裂措施對(duì)儲(chǔ)層產(chǎn)能沒(méi)有較為明顯的控制作用。

[1]王海明、楊軍、黃爽英《低滲透油藏合理壓力保持水平研究》西南石油學(xué)報(bào)2000

[2]徐榮坤、田淑權(quán)、李保全《油田注采壓力系統(tǒng)研究以及應(yīng)用》石油天然氣學(xué)報(bào)2005 27（3）：383——385

[3]楊證明 劉顯貴 孫長(zhǎng)燕《低滲透油藏產(chǎn)量遞減規(guī)律及水驅(qū)特征曲線》石油勘探與開發(fā)2000 27（3）：55——63