油藏動力學在碳酸鹽巖中的分析研究與應用

陳明仁

摘要：隨著塔河油田不斷開發，如何控制遞減是開發一直面臨的難題，而如何實現高產單元控水穩產是降遞減的首要任務。前期分析方法僅通過單純流壓趨勢對比、產層構造高低分析判斷，由于各影響因素均孤立分析判斷，分析結果準確度不高，無法指導油藏精細開發。油、氣、水三項介質均屬于流體范疇，研究其流動規律，對精細開發能夠起到很好的指導作用，而動力學系統較運動學系統能更好表征流體運動狀態。應用油藏動力學研究方法，通過計算各井流體勢的大小，來指導單元的開發是一套有效的分析手段，本文將以典型的“斷溶體”油藏TP12CX斷裂上的大單元為例，應用流體勢如何指導高產單元穩產，均衡底水抬升，底水突破單元如何明確剩余油分布，進行針對挖潛，從而提高單元整體采收率。

關鍵詞：油藏動力學;流體勢;高產單元;剩余油;斷溶體;采收率

1.流體勢分析基本原理

1.1流體勢分析方法

20世紀40至50年代M.K.Hubbert（1940，1953）最早把流體勢概念引入石油地質學，簡稱：Hubbert勢——質量勢，即單位質量流體所具有的機械能的總和，主要由位能、壓力能和動能組成。后來，W.A.England（1987）對Hubbert流體勢的概念進行了完善，引入毛管力的作用，認為流體勢能是單位體積的流體相對于基準面所具有的的總機械能。

基于此，分析認為油藏中流體所具有的總機械能稱為流體勢能，簡稱勢能。考慮流體在油藏開發過程中所受的作用了，流體所具有的勢能主要包括位能、壓能、動能及界面能（如圖1）。

塔河縫洞型油藏埋藏深，對開發起主導作用的洞、縫滲透率高，因此界面能相對較小，可忽略，基于此，建立了縫洞型油藏流勢表達公式，即：

對于以上計算式，在碳酸鹽巖中，第一項為位能：反映重力的影響，相當于? 將單位質量流體從基準面移至高程Z處克服重力所做的功;第二項為彈性勢能：反映壓力的影響，相當于將單位質量流體從壓力為零（表測壓力值）處移至壓力為P處克服壓力（彈性力）所做的功，考慮到氣體的可壓縮性帶了積分號;第三項為動能：反映流體流速影響，是單位質量流體在流速為V時所具有的動能。

根據以上分析可知，開發中的油藏流體（地下），其流體勢的大小主要取決于流體密度、地層流體壓力以及高度等參數。其中重力加速度在同一研究區為固定常數，高度根據測點到基準面的距離決定，流體密度根據油井實測獲得，地層壓力根據實測資料或根據液面、含水折算獲得，結合以上資料即可獲得開發過程中任一口油水井的流體勢。

2.流體勢的應用

托甫臺區斷裂較發育，以斷控巖溶為主，平面上沿主控斷裂呈帶狀、次級斷裂帶和斷裂區局部成片狀分布。在研究區地質研究的基礎上，根據以上原理，本文通過對F1大斷裂上227X高產單元油井的流體勢分布特征進行研究（以奧陶系一間房頂為基面），揭示該單元流體勢分布特征，從而明確單元內剩余油富集區以及底水易突破區。

2.1 227X單元流體勢的壓力分布

227X單元位于深大斷裂南部，單元由7口高產井組成（如圖2），利用Hubbert勢計算公式研究該單元內油井流體勢變化趨勢以及分布特征，分析認為該單元內227X井流勢最高，目前水侵不易突破;246X井流勢下降快，水侵易突破位置，風險點;

270H井初期差值最大，后期273H與246X井差值最大，是水侵最易突破位置。

2.2 227X單元合理產能確定

依據單元內油井流勢分布特征，結合“易突破位置低流勢，難突破位置高流勢，同一基準面流勢差相同”原理，盡量保證單元各個泄壓點流勢相當，設定均衡值，使底水均衡抬升，無法形成快速突破的點錐。均衡流勢使得單元底水均衡抬升，避免了由于分析失誤導致的底水點狀錐進，影響產能。

經計算該單元油井目前流體勢能及預期均衡勢能值如表1所示：

結論

（1）油氣運移遵從“高勢區向低勢區”，并在位于油氣運移路徑上的低勢圈閉中聚集成藏，因而低勢區是油氣藏形成的有利區塊。

（2）227X單元位于斷裂上，而斷裂附近常常出現流體勢的低值部位，如斷層是封閉的，則此處是油氣聚集的最佳部位。

（3）參考單元內油井流體勢分布，調整油井工作制度，均衡流勢，目前該單元平穩生產。通過以上的分析以及應用結果，可見油藏動力學可以很好的指導油井高效開發。

參考文獻：

[1]Hubbert M K.Entrapment of petroleum under hydrodynamics conditions[J].AAPG Bull，1954，37（8）：2026.

[2]Hubbert M K. The theory of ground - water motion[J].J Geol，1940，48（8）：785 – 944.