低滲透油藏預測模型和水驅曲線聯解法及應用

2013-10-18 06:00:54尹洪軍張歡歡楊春城鐘會影

特種油氣藏 2013年6期

尹洪軍，張歡歡，楊春城，鐘會影，曲鵬

(1.非常規油氣成藏與開發省部共建國家重點實驗室培育基地，黑龍江大慶 163318;2.提高油氣采收率教育部重點實驗室東北石油大學，黑龍江大慶 163318;3.中油大慶油田有限責任公司，黑龍江大慶 163414)

引言

低滲透油藏儲層物性差、埋藏較深，存在開發難度大、開采效果不理想等難題。面對原油可能出現的供不應求情況，如何動用和開發好低滲透油藏，對石油工業的持續穩定發展具有十分重要的現實意義[1]。20 世紀90 年代初，閻慶來[2]等進行了大量低滲透巖心滲流實驗，探討了低滲透多孔介質中的流體滲流機理。黃延章[3]等根據上述實驗結果，引入擬啟動壓力概念，建立了描述低滲透多孔介質中流體滲流的運動方程。進入21世紀后，劉曰武[4]、譚雷軍[5]等利用數值實驗方法、理論計算方法、穩定試井等方法確定啟動壓力梯度，并對各種方法優缺點進行了對比。張英芝[6]等利用相似理論和量綱分析法，研究了流體的滲流規律。徐運亭[7]等研究了裂縫性低滲透砂巖油藏中的滲吸機理。

產量遞減法和水驅特征曲線法是預測油田開發指標比較有效且簡單易行的方法，在礦場實際中得到廣泛應用[8－11]。本文給出了適合低滲透油藏的產量預測模型和水驅曲線特征方程，將二者相結合聯立求解，選擇有代表性的低滲透油藏區塊，預測其不同開發時間的各項開發指標，并與實際生產數據進行對比分析。通過實際計算可知，該聯解法既繼承了2種方法原有的預測功能，又突破了各自的局限性，對礦場實際具有一定的實用價值和指導意義。

1 低滲透油藏產量預測模型和水驅曲線特征方程聯解法

1.1 低滲透油藏產量預測模型

文獻[7]結合低滲透油藏存在啟動壓力梯度的特性和國內外研究的科研成果，推導出低滲透油藏考慮啟動壓力梯度影響的產量遞減方程和水驅特征曲線方程，產油量和累計產油量的表達式為:

式中:Qo為產油量，m3/s;E為無因次啟動壓力梯度，λ為啟動壓力梯度MPa/m;t為時間，s;Np為累計產油量，m3;A、D為相關常數。

1.2 低滲透油藏水驅曲線特征方程

忽略毛管力影響和水相啟動壓力梯度，注水保持地層壓力的條件下，低滲透油藏水驅特征曲線方程為:

式中:Wp為累計產水量，m3;A1、B1為相關常數。

1.3 聯解法

由式(3)對時間t整理得:

式中:WOR為水油比。

代入式(3)整理得:

將WOR與fw的關系代入式(5)得:

將考慮啟動壓力的產量預測模型的累計產油量公式(2)代入式(6)，即可得到含水率的關系公式:

根據產水量、產液量與含水率及產油量的關系，可利用式(8)求得產水量和產液量:

式中:Qw為產水量，m3/s;QL為產液量，m3/s。

2 應用實例

SD18區塊為二類油藏中的典型井區，利用反九點法井網進行注水開發，注采井距為250 m。含油面積為4.7 km2，石油地質儲量為259×104t，平均滲透率為 3.9 ×10－3μm2，啟動壓力梯度為0.0146 MPa/m。該區塊1999年投入開發，實際生產數據見表1。由表1可以看出，該區塊年產油量呈遞減趨勢。利用區塊1999年至2005年生產數據，結合式(1)和式(3)，運用線性回歸方法進行歷史擬合，確定方程中參數 A、D、A1、B1的值，從而預測2006年至2009年的產量和含水情況。

表1 SD18區塊生產開發數據

將確定出的參數 A、D、A1、B1值代入式(1)、(2)和式(7)，得到擬合關系式:

給定不同的開發時間t，由式(9)～(11)預測SD18區塊的年產油量Qo、累計產油量Np和含水率fw，并與實際生產數據進行對比，繪制了區塊年產油量、累計產油量和含水率的預測值和實際值的對比曲線(圖1～3)。從圖1～3可以看出，該區塊產油量、累計產油量和含水率的預測數據與實際生產數據吻合較好，表明該聯解法是實用有效的。