DWL技術(shù)在海上底水稠油油藏中的研究

何 濱，劉彥成，徐中波，林國松，譚 捷

中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津

1.前言

渤海油田底水稠油油井射開的油層位置普遍較高，油井產(chǎn)量低于經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量，油井產(chǎn)生底水錐進(jìn)現(xiàn)象，造成油井含水率過高[1][2][3]。雙層完井排液壓錐(DWL)技術(shù)是一種能有效地控制底水錐進(jìn)的方法[4]。理論研究和礦場實踐都表明DWS技術(shù)可以有效降低含水率，提高油井產(chǎn)量。

2.理論研究

為了研究DWL控水模型理論，引入達(dá)西平面徑向穩(wěn)定滲流理論。達(dá)西定律的邊界條件如下：

求解方程(1)，得：

式中：Δ?為生產(chǎn)壓差，MPa；r為流動方向的距離，為流動方向的壓力梯度，MPa/m；?e為地層壓力，MPa；?w為井底流壓，MPa；re為油層的半徑，m；rw為油井的半徑，m。

結(jié)合達(dá)西定律與式(4)得到的關(guān)系式：

式中：Q為產(chǎn)液量，m3/d；B為流體的體積系數(shù)，m3/m3；μ為液體黏度，mPa?s；K為地層的滲透率，mD；H為儲層的厚度，m。

毛細(xì)管壓力和流度比的關(guān)系式：

式中：Δp為毛細(xì)管壓力，MPa；ρw為水相密度，g/cm3；ρo為油相密度，g/cm3；g為重力加速度，9.8 m/s2。

式中：M為無量綱流度比，l；Kw為水層的滲透率，mD；Ko為油層的滲透率，mD；μw為水相黏度，mPa?s；μo為油相黏度，mPa?s。

DWL技術(shù)中水相回注射孔段時，做無因次化處理：

式中：Ddi為無因次化因子，l；Hwd為水層排水射孔段到OWC的距離，m；Hdi為D/I距離，m。

式中：Δ?op為油井生產(chǎn)時在采油射孔段上所產(chǎn)生的向上的平衡壓力，MPa；Δpcwd為油井生產(chǎn)時在排水射孔段在排水時所產(chǎn)生的向上的毛管壓力為油井生產(chǎn)時在底水回注射孔段所產(chǎn)生的向上的平衡壓力，MPa；Δpcop為油井生產(chǎn)時在采油射孔段所產(chǎn)生的向下的毛管壓力為油井生產(chǎn)時在水層射孔段排水處所產(chǎn)生的向下的壓力，MPa；Δpcwi為油井生產(chǎn)時在水層注入射孔段所產(chǎn)生的向下的毛管壓力，MPa；Qopc為油層的臨界產(chǎn)量(底水不發(fā)生錐進(jìn)的最大日產(chǎn)油量)，m3/d；Qwd為水層排水量，m3；Hop為油層排水射孔段到OWC的距離，m；Bw為水相的體積系數(shù)，m3/m3；Bo為油相的體積系數(shù)，m3/m3。

式中：Qwdc為水層的臨界排水量(油層不發(fā)生下竄到水層的最大排液量)，m3/d；Qop為油層的產(chǎn)油量，m3/d。

通過理論研究表明，DWL技術(shù)在不削弱地層能量的前提下，較好地實現(xiàn)了底水控制。

3.數(shù)值模擬研究

CMG-STARS數(shù)值模擬軟件，建立均值底水稠油油藏機(jī)理模型。結(jié)果表明，DWL技術(shù)可明顯增加底水稠油油藏的儲量動用程度，降低儲層剩余油飽和度(圖1)，增加油井產(chǎn)量，顯著提高稠油油藏的開發(fā)效果。

Figure 1.The change of oil saturation of different development methods圖1.不同開采方式下的含油飽和度變化圖

4.實例計算

渤海油田砂巖底水油藏某油井的有關(guān)參數(shù)如下：

油層厚度為18 m，水層厚度為50 m，地層原油黏度為430 mPa?s，地層滲透率為3.5 μm2，日產(chǎn)油量為20 m3/d，油層避射為8 m，水層射孔段距離油水界面為12 m，原油體積系數(shù)為1.05 m3/m3，地層受效半徑350 m，井筒半徑為0.1 m。根據(jù)式(11)得到水層的臨界排水量為583 m3/d。有效緩解了底水錐進(jìn)，延長了無水采油期和低含水期。

5.結(jié)論

DWL技術(shù)能有效控制底水錐進(jìn)速度，減少海上平臺水處理成本，改善油田開發(fā)效果，對高效開發(fā)海上底水稠油油藏具有一定的參考價值。