基于流管法的低滲透油藏水驅(qū)動(dòng)態(tài)分析

肖圣潔 郭有鑫

摘要：本文圍繞基于流管法的低滲透油藏水驅(qū)動(dòng)態(tài)展開(kāi)討論，借助油藏工程計(jì)算方法，遵循流管法的基本原理，保證油田實(shí)際產(chǎn)量與計(jì)算量相同。在對(duì)油藏分布以及產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)充分考慮啟動(dòng)壓力梯度，避免計(jì)算時(shí)出現(xiàn)誤差，影響到計(jì)算的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：低滲透油藏;流管法;啟動(dòng)壓力梯度;水驅(qū)動(dòng)態(tài)

引言：

在低滲透油藏類型的油田進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，借助水驅(qū)開(kāi)發(fā)法，既能提升采油效率和速度，還能保證油田開(kāi)采的穩(wěn)定性。目前，對(duì)低滲透油藏水驅(qū)動(dòng)態(tài)進(jìn)行研究時(shí)，結(jié)合產(chǎn)量、水驅(qū)前緣或者波及系數(shù)等參數(shù)，需要更加關(guān)注每項(xiàng)參數(shù)具有的聯(lián)系關(guān)系，才能在分析時(shí)，控制低滲透油藏采油效率。所以，在現(xiàn)階段水驅(qū)動(dòng)態(tài)分析時(shí)，采用壓力梯度開(kāi)發(fā)指標(biāo)方法進(jìn)行計(jì)算，并基于流管法原理，建立法井網(wǎng)三角流管模型。

1.流管模型的建立

對(duì)低滲透油藏水驅(qū)動(dòng)態(tài)進(jìn)行充分的分析，按照五點(diǎn)法井網(wǎng)，將其中的1/8平面作為單元，按照三角流管思想計(jì)算流管水驅(qū)動(dòng)態(tài)，從而獲得相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)。

在計(jì)算過(guò)程中，按照等角度形成N根流管，根據(jù)公式確定每根三角流管參數(shù)：α₁=β₁=π/4，△α=△β，△α=π/4。在1≤ι≤N范圍內(nèi)，每個(gè)流管α（ι）=β（ι）=π/4N·（ι-1/2），L（ι）=l/cosα（ι）。

2.水驅(qū)動(dòng)態(tài)指標(biāo)計(jì)算原理

在低滲透油藏水驅(qū)動(dòng)態(tài)分析過(guò)程中，出現(xiàn)兩相滲流情況，需要對(duì)啟動(dòng)壓力梯度充分的考量，并根據(jù)非達(dá)西滲流公式，在一維三角流管中得到的公式如下：q/A（ξ）=-KK_ro/μ₀（dp/dξ+λ_o）-KK_rw/μ_w（dp/dξ+λ_w），在公式中q代表產(chǎn)液量，單位為m³/s，K代表絕對(duì)滲透率，單位為m²，KK_ro與KK_rw代表油相和水相的滲透率，μ₀與μ_w代表油和水粘度，單位為Pa·s，p代表壓差，單位為Pa，λ_o與λ_w代表油相和水相的啟動(dòng)壓力梯度，單位為Pa/m。根據(jù)上述公式可知，進(jìn)行簡(jiǎn)化后可得△p=q·R+F，在公式中△p代表生產(chǎn)壓差，單位為Pa。

在上述公式中，R代表滲流阻力，在流管內(nèi)隨著注水量和水驅(qū)前緣位置的變化發(fā)生改變。所以，在單根流管內(nèi)，產(chǎn)油量和產(chǎn)水量計(jì)算公式為q（ι）和q（ι）（1-f_woutlet）、q_w（ι）分別為0和q（ι）f_woutlet，在公式內(nèi)，q_o（ι）代表第ι根流管產(chǎn)油量，單位為m³/s，而q_w（ι）代表第ι根流管產(chǎn)水量，單位為m³/s。另外，q（ι）代表第ι根流管產(chǎn)液量，單位為m³/s，f_woutlet代表出口端含水率，單位為%。

以一維驅(qū)替前緣推進(jìn)方程為計(jì)算方法，在三角流管內(nèi)，可根據(jù)公式f_woutlet=Φ/?^T₀qdt·tan△α/2·h（1/2·L²-2r²_w），在公式中Φ代表孔隙度，T代表總注水時(shí)間，單位為s。按照想丟滲透率曲線公式可知，K_ro=α₁（1-S_WD）^m，K_rw=α₂（S_WD）ⁿ，S_WD=（S_W-S_WC）/（1-S_or-S_WC）。

3.水驅(qū)動(dòng)態(tài)分析

以某油田對(duì)低滲透油藏水驅(qū)動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析，結(jié)合基本參數(shù)以及五點(diǎn)法井網(wǎng)計(jì)算單元，對(duì)以下參數(shù)進(jìn)行分析，包括油水井距、油藏孔隙度、滲透率、油層厚度、井筒半徑、注入量、水相粘度、油相粘度、水相啟動(dòng)壓力梯度、油相啟動(dòng)壓力梯度、流管劃分?jǐn)?shù)目、流管劃分單元數(shù)。而根據(jù)相對(duì)滲透率曲線，在K_ro曲線降低時(shí)，K_rw曲線會(huì)上升，而當(dāng)K_ro曲線相對(duì)滲透率在0-0.2范圍內(nèi)，K_rw曲線含水飽和度在0.5-0.6范圍內(nèi)時(shí)，兩條曲線會(huì)產(chǎn)生相交點(diǎn)。

3.1模型驗(yàn)證

借助模型進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，需要對(duì)啟動(dòng)壓力梯度考慮和不考慮兩種情況下，對(duì)比計(jì)算產(chǎn)油量與實(shí)際產(chǎn)油量。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，在考慮啟動(dòng)壓力梯度的情況下，產(chǎn)油量和計(jì)算產(chǎn)油量較為接近。但是，若未能考慮啟動(dòng)壓力梯度，會(huì)使計(jì)算的產(chǎn)油量高于實(shí)際產(chǎn)油量。以對(duì)比的數(shù)據(jù)可知，在流管模型中，考慮啟動(dòng)壓力梯度，對(duì)于計(jì)算出準(zhǔn)確的產(chǎn)油量發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

3.2滲透阻力變化

根據(jù)各流管的滲流阻力，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)變化可知，每根流管的滲流阻力曲線，會(huì)在滲流阻力變化下發(fā)生改變。通常情況下，若增加初始狀態(tài)的滲流阻力，此時(shí)K_ro/μ₀+K_rw/μ_w計(jì)算值與滲流阻力值，按照油水總流度的變化，成非單調(diào)函數(shù)變化關(guān)系。一旦在特定的時(shí)間內(nèi)，流管超過(guò)臨近狀態(tài)，流管受到的滲流阻力逐漸降低。

在每個(gè)流管內(nèi)受到的滲流阻力變化可知，若主流管的滲流距離縮短，注水量會(huì)會(huì)突破滲流阻力，而此時(shí)的滲流阻力降低到最小值。若流管內(nèi)的注水速度降低，會(huì)增大滲流阻力。

3.3飽和度分布和水驅(qū)前緣動(dòng)態(tài)

結(jié)合主流管的飽和度分布情況，在時(shí)間不斷增加過(guò)程中，會(huì)有更多的水進(jìn)入到流管內(nèi)，而水驅(qū)前緣與采油井端的距離不斷縮小。若注入水突破極限值，會(huì)消除水驅(qū)前緣，同時(shí)也會(huì)增加含水飽和度。另外，在指定的時(shí)間段內(nèi)，水驅(qū)前緣與注入井端含水飽和度，成正比例關(guān)系，若含水飽和度增加，遞增幅度會(huì)加大。

3.4產(chǎn)量變化

按照主流管產(chǎn)油量、產(chǎn)水量以及水油比關(guān)系，在主流管初期注水時(shí)間段內(nèi)，產(chǎn)油量保持穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)水油比為0。若注水時(shí)間發(fā)生變化，且注入水在某一時(shí)刻大量增加，而產(chǎn)油量會(huì)降低。在注入一段時(shí)間水后，產(chǎn)油量和產(chǎn)水量保持平衡關(guān)系，這時(shí)會(huì)上升水油比。

3.5采出程度及波及系數(shù)變化

以五點(diǎn)法井網(wǎng)單元的猜出程度，以及波及系數(shù)在時(shí)間變化而改變時(shí)，若時(shí)間增加，采出程度和波及系數(shù)也會(huì)增加。但是流管突破見(jiàn)水后，采出程度和波及系數(shù)，盡管會(huì)持續(xù)增加，但是增加的速度不斷變慢，最終趨于平衡的狀態(tài)。根據(jù)上述參數(shù)可知，若流管突破后，會(huì)降低水驅(qū)效率。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，根據(jù)流管法，對(duì)低滲透油藏水驅(qū)動(dòng)態(tài)分析可知，在注水拓展過(guò)程中，每個(gè)流管的水驅(qū)前緣前進(jìn)減緩，此時(shí)滲流阻力會(huì)增加。另外，若主流管突破前，產(chǎn)油量較為固定，并且不會(huì)產(chǎn)水，此時(shí)采出程度和波及系數(shù)，在時(shí)間變化過(guò)程中速度不斷減慢，導(dǎo)致水驅(qū)效率不斷減少。

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