帶隔板底水油藏最優射孔段確定方法

趙 超，鮑培軍，丁志文，姚健歡，左文永，封欽亞

（1．中國石油大學（北京）石油工程教育部重點實驗室，北京昌平102249；2．中國石化江蘇油田分公司試采一廠）

底水油藏開發過程中的水錐使油井過早見水，并嚴重影響油井的正常生產，油井的臨界產量是底水剛剛錐進到井底時的油井產量，李傳亮［1－2］提出帶隔板油藏臨界產量公式。這之前，國內外許多研究底水油藏的專家提出的臨界產量公式都是對油藏中不存在非滲透夾層而言的。如果油藏中存在隔夾層，則水錐進的形態會發生改變。因此，李傳亮提出的“隔板理論”對底水油藏臨界產量確定有重要指導意義。但是李傳亮提出的臨界產量公式，沒有考慮隔夾層以上的射孔長度對臨界產量的影響。何巍等［3］對李傳亮臨界產量公式進行了修正。對于底水油藏，油井臨界產量與油井射孔井段大小或油層射開程度有關，射開程度越大，油井產量越大，但是油井臨界產量就越小，油井臨界產量與實際產量存在一個最優化結果［4－6］。本文通過研究給出存在隔夾層底水油藏最佳射孔段，以確保油藏有較高的臨界產量和實際產量。

1 改進后“帶隔板”臨界產量公式

油藏中存在隔夾層時，由于隔層的作用，底水錐進變得困難，需要繞過隔板才能錐進到井底。底水突破延遲，油井臨界產量變大（見圖1）。

考慮隔夾層對油井臨界產量的影響，李傳亮提出帶隔板臨界產量公式：

式中：ρwo——油水密度差，g／cm3；ρo——油的密度，g／cm3；g——重力加速度，m／s2；μ——黏度，mPa·s；k—— 滲 透 率 ，1 0－3μm2；re—— 泄 油 半 徑 ，m；rb——隔板半徑，m；qcb——帶隔板油井臨界產量，m3／d；L——射孔段長度，m；h——油層厚度，m；Bo——原油體積系數；hb——油水界面據隔板的距離，m。

圖1 帶隔板底水油藏錐進示意圖

由公式（1）可以看出，公式中沒有油井射孔井段長度的參數。而在實際油井鉆井或者完井過程中，射孔井段長度通常不會剛好打到隔板處，因此在計算帶隔板底水油藏臨界產量時不應忽略油井打開程度的影響。當射孔井段底端與隔板之間有一定的距離時，底水會繞過隔板從射孔井段之下竄入井底，這段距離會產生油井附加臨界產量 ，因此考慮射孔段與隔板距離的臨界產量公式為［3］：

其中qcd為不帶隔板時的臨界產量，由公式（3）計算，qcb為帶隔板的臨界產量，由公式（1）計算。

Guo－Lee考慮儲層非均質性不同射孔段底水油藏臨界產量計算公式：

隔板以下油層非均質性對qcd有影響，但由于此臨界產量主要是由于隔板的存在而貢獻的，因此隔板以下油層垂向非均質性對qcd影響不大，因此式（3）可變為：

令射孔比例x＝L／h，reD＝re／h，rwD＝rw／h則公式（4）化為：

2 存在隔板底水油藏最優射孔段確定方法舉例

某底水油藏有關參數如下：油水密度差2．061 g／cm3；油的密度0．8 g／cm3；黏度1．0mPa·s；滲透率1．0μm2；泄油半徑170．4 m；隔板半徑34．08 m；井筒半徑為0．0852 m；油層厚度10．224 m；油水界面據隔板的距離3．408 m。

把上述數據代入式（5），分別計算帶隔板與不帶隔板油井臨界產量，結果見圖2。

圖2 確定最優射孔段圖

油井產量曲線與不考慮隔板時的臨界產量曲線的交點（點2），為不考慮隔板時底水油藏最佳射開程度。對于存在隔板的底水油藏，考慮隔板對油井臨界產量的影響，油井產量曲線與臨界產量曲線的交點為點1，即為此時的最佳射開程度。

在工程實際中，底水油藏油井的射開程度通常是根據油田開發經驗確定的。裂縫性灰巖底水油藏的射開程度一般為油層厚度頂部的1／3～1／2；砂巖底水油藏的射開程度一般為油層厚度頂部的1／2～2／3［2］。但是，對于隔板發育的底水油藏，應該考慮隔板對底水油藏臨界產量的影響。從圖2可知，對于存在隔板的底水油藏，考慮隔板對臨界產量的影響與否，對底水油藏的最佳射開程度影響較大。在圖中表現為點1與點2對應的橫坐標值差值較大。在實際油井生產中，最佳射開程度直接影響到油井的產量。所舉實例中，考慮隔板最佳射開程度（0．59）對應的產量為26．373 m3／d，不考慮隔板時最佳射開程度（0．46）對應產量為20．562 m3／d。底水油藏臨界產量本來就小，這一差別對底水油藏來說已經很大，應該予以足夠重視。

3 結論

對于帶隔板的底水油藏，應該充分重視隔板影響，考慮隔板影響來確定油井最佳射開程度。這樣既可以利用底水油藏天然能量提高油井產量，同時不使油井過早見水，延長無水采油期，從而提高底水油藏開發經濟效益。

［1］李傳亮，宋洪才，秦宏偉．帶隔板底水油藏油井臨界產量計算公式［J］．大慶石油地質與開發，1993，（4）：43－46，7．

［2］李傳亮．帶隔板底水油藏油井射孔井段的確定方法［J］．新疆石油地質，2004，（2）：199－201．

［3］何巍，黃全華，任鵬，等．對李氏帶隔板底水油藏油井臨界產量公式的改進［J］．新疆石油地質，2007，（1）：125－126．

［4］Guo B，Lee R L．A simple approach to optimization of completion interval in oil／water coning systems［J］．SPE23994，1992．

［5］Meyer H I，Garder A O．Mechanics of two immiscible fluids in porous media［J］．Journal of Applied Physics，1954，25（11）：1400－1406．

［6］Chaney P E．How to prevent water and gas coning［J］．OGJ，1956，（5）：108．