依據(jù)見(jiàn)水速度優(yōu)化注采壓差研究
——以鄂爾多斯盆地某砂巖油藏為例

朱圣舉， 安小平， 張皎生

(1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室)

依據(jù)見(jiàn)水速度優(yōu)化注采壓差研究

——以鄂爾多斯盆地某砂巖油藏為例

朱圣舉1，2， 安小平1，2， 張皎生1，2

(1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室)

摘要：為了實(shí)現(xiàn)面積注采井網(wǎng)在平面上的均衡水驅(qū)，提高掃油面積系數(shù)，依據(jù)反九點(diǎn)井網(wǎng)油井見(jiàn)水時(shí)間公式，在假設(shè)各采油井見(jiàn)水時(shí)間相同的條件下，建立了注采壓差優(yōu)化模型。研究表明，合理的注邊壓差(注水井與邊采油井之間的壓差Δps)與注角壓差(注水井與角采油井之間的壓差Δpc)之比，與幾何因子和儲(chǔ)層滲流因子的乘積成反比。對(duì)鄂爾多斯盆地某砂巖油藏正方形反九點(diǎn)井網(wǎng)實(shí)際資料分析和計(jì)算表明：接近合理的注邊壓差與注角壓差之比的注采關(guān)系更有利于均衡水驅(qū)。

關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地；水驅(qū)油藏；反九點(diǎn)井網(wǎng)；注采壓差；見(jiàn)水速度

注采壓差是注水井井底流壓與采油井井底流壓之差值，是注水開發(fā)油藏的重要指標(biāo)。

文獻(xiàn)[1-3]對(duì)邊底水油藏的合理生產(chǎn)壓差進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)[4]對(duì)高飽和、高氣油比油藏的合理生產(chǎn)壓差進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)[5-6]對(duì)水平井的合理生產(chǎn)壓差進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)[7-8]對(duì)變形介質(zhì)儲(chǔ)層的合理生產(chǎn)壓差進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)[9-13]對(duì)注水開發(fā)油藏的合理生產(chǎn)壓差進(jìn)行了研究。

然而，遺憾的是，以上文獻(xiàn)的研究均是基于單井或者注采兩口井，均沒(méi)有注采井網(wǎng)的概念，更沒(méi)有考慮非均質(zhì)的影響。鑒于此，本文從滲流單元研究入手，并考慮平面非均質(zhì)性，建立起了反九點(diǎn)注采井網(wǎng)的注采壓差優(yōu)化模型，可用于油田開發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)及油田開發(fā)調(diào)整設(shè)計(jì)。

1注采壓差優(yōu)化模型的建立

水驅(qū)前緣沿注采井連線(OA)到達(dá)角采油井井底A的時(shí)間tc[14]

(1)

圖1　反九點(diǎn)井網(wǎng)滲流單元示意圖

式中：C=0.0864；C1=β1/α1；α1=∠AOD，β1=∠OAD，rad；Kc——注水井與角采油井之間的儲(chǔ)層滲透率，10-3μm2；μc——注水井與角采油井之間的地層流體黏度，mPa·s；ph——注水井井底(O點(diǎn))流壓，MPa；pfc——角采油井井底(A點(diǎn))流壓，MPa；Δpc——注水井與角采油井之注采壓差，Δpc=ph-pfc，MPa；L——OA長(zhǎng)度， m；rw——井筒半徑，m；fwc′(Swfc)——注水井與角采油井之間的前緣含水飽和度Swfc對(duì)應(yīng)的含水率的變化率，f；φc——注水井與角采油井之間的儲(chǔ)層孔隙度，f；tc——水驅(qū)前緣達(dá)到角采油井(A點(diǎn))的時(shí)間，d。

令

Ac=

(2)

則式(1)變?yōu)?/p>

(3)

邊采油井(C點(diǎn))有兩個(gè)見(jiàn)水時(shí)間ts1及ts2。

邊采油井(C點(diǎn)) ) (ΔODC中)見(jiàn)水時(shí)間ts1[14]

ts1=

(4)

式中：C2=β2/α2；α2=∠COD，β2=∠OCD，rad；Ks——注水井與邊采油井之間的儲(chǔ)層滲透率，10-3μm2；μs——注水井與邊采油井之間的地層流體黏度，mPa·s；pfs——邊采油井井底(C點(diǎn))流壓，MPa；Δps——注水井與邊采油井之注采壓差，Δps=ph-pfs，MPa；fws′(Swfs)——注水井與邊采油井之間的前緣含水飽和度Swfs對(duì)應(yīng)的含水率的變化率，f；φs——注水井與邊采油井之間的儲(chǔ)層孔隙度，f；ts1——水驅(qū)前緣達(dá)到邊采油井(C點(diǎn)) (ΔODC中)的時(shí)間，d。

令

As1=

(5)

則式(4)變?yōu)?/p>

(6)

邊采油井 (C點(diǎn)) (ΔOEC中)見(jiàn)水時(shí)間ts2[14]

ts2=

(7)

式中：C3=β3/α3；α3=∠COE，β3=∠OCE，rad；ts2——水驅(qū)前緣達(dá)到邊采油井(C點(diǎn)) (ΔOEC中)的時(shí)間，d。

令

As2=

(8)

則式(7)變?yōu)?/p>

(9)

則

(10)

令

(11)

(12)

(13)

則式(10)變?yōu)?/p>

(14)

同理

(15)

(16)

式(16)即為反九點(diǎn)井網(wǎng)注采壓差優(yōu)化模型，命名M1、M2為幾何因子，反映了平面幾何非均質(zhì)性；命名N為儲(chǔ)層滲流因子，反映了儲(chǔ)層滲流非均質(zhì)性。

優(yōu)化注采壓差的思路就是使角采油井與邊采油井的見(jiàn)水時(shí)間盡量一致，達(dá)到均衡水驅(qū)、提高注水掃油面積系數(shù)的目的。因此可這樣考慮，先比較As1與As2的大小，取其小者(命名為As)參與注采壓差優(yōu)化。然后再令tc/ts=1(ts即為與As對(duì)應(yīng)的見(jiàn)水時(shí)間)，則由式(14)或(15)可確定出Δps/Δpc，那么，只要先用其它方法確定出一個(gè)合理注采壓差，則另一個(gè)合理注采壓差也就相應(yīng)求出來(lái)了。

2實(shí)例分析

由公式(14)，令tc/ts=1時(shí)，計(jì)算得Δps/Δpc=1.9418，即該正方形反九點(diǎn)井網(wǎng)注采井組的各合理注采壓差應(yīng)為：注水井與邊采油井的注采壓差應(yīng)為注水井與角采油井的注采壓差的1.941 8倍。

而實(shí)際開發(fā)過(guò)程中，一組注采壓差為：Δps及Δpc均為15 MPa，結(jié)果角采油井見(jiàn)水時(shí)間tc為525天，而邊采油井見(jiàn)水時(shí)間ts為1020天，平面上水驅(qū)極不均衡；而另一組注采壓差為：Δpc=15 MPa，Δps=28MPa，Δps/Δpc=1.8667(接近合理值1.941 8)，結(jié)果角采油井見(jiàn)水時(shí)間tc為525天，而邊采油井見(jiàn)水時(shí)間ts為546天，平面上水驅(qū)相對(duì)均衡。

3結(jié)論

(1) 基于反九點(diǎn)注采井網(wǎng)油井見(jiàn)水時(shí)間公式，建立起了注采壓差優(yōu)化模型，可用于采油井見(jiàn)水之前不同注采方位的注采壓差關(guān)系優(yōu)化。

(2) 合理的注水井和邊采油井的注采壓差與注水井和角采油井的注采壓差之比Δps/Δpc，與幾何因子和儲(chǔ)層滲流因子的乘積成反比。

(3)運(yùn)用該注采壓差優(yōu)化模型，可實(shí)現(xiàn)面積井網(wǎng)在平面上的均衡水驅(qū)。

參考文獻(xiàn)

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編輯：崔林

文章編號(hào)：1673-8217(2016)03-0108-03

收稿日期：2015-12-07

作者簡(jiǎn)介：朱圣舉，高級(jí)工程師，碩士，1963年生，1996年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院油氣田開發(fā)工程專業(yè)，現(xiàn)從事油藏工程、低滲透油田開發(fā)、提高采收率等領(lǐng)域的研究工作。

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技重大專項(xiàng)“鄂爾多斯盆地大型低滲透巖性地層油氣藏開發(fā)示范工程”(編號(hào)：2011ZX05044)。

中圖分類號(hào)：TE319

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A