底水油藏水平井产能评价及主控因素分析

底水油藏水平井产能评价及主控因素分析
摘要：大部分底水砂岩油藏是薄油层，油水厚度比大，采取水平井开发能有效提高采收率。

水平井产能除受到油藏本身因素因素影响之外，还受到众多因素的影响，本文从不稳定渗流理论出发，建立底水油藏水平井数学模型，推导出水平井的产能方程，并分别从油藏条件及人为因素分析了对产能的影响。

关键字：底水砂岩油藏水平井产能方程主控因素
中图分类号：tp854.4 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）23-395-01
根据镜像反映及势函数的叠加原理，利用底水油藏中任意一点的势函数得到底水油藏中水平井井底势差和水平井的产量方程，进而研究影响底水油藏水平井产能的因素。

1底水油藏水平井产量公式
设油藏是顶边界封闭、底边界为底水（油水边界为恒压边界或等势边界，其初始势函数为φe）的底水油藏。

在距油水界面zw处有一长度为l的水平井，油井半径为rw，油层厚度为h，
根据镜像反映及叠加原理，推导出底水驱油藏中任一点势分布的方程为：
（1）
利用势函数与压差之间的关系，得到水平井产能方程：
（2）
式中，k为地层渗透率；δp=pe-pw。

上式中没有考虑地层的各向异性。

若地层是各向异性的（水平和垂直方向各向异性），kv≠kh，则需要对上式进行修正。

根据地层渗透率k用有效渗透率代替，地层厚度h用折算厚度h 代替。

令，则上式经修正后变成下列形式：
（3）
将上式变为实用工程单位为：
（4）
2底水油藏水平井产能影响因素评价
底水油藏水平井开发，产能除受到油藏本身因素如构造、储层物性、流体性质、储量丰度、底水能量、储层非均质性、油层厚度等因素影响之外，还受到水平段走向、水平段长度、水平段距离油水界面的位置等因素的影响。

2.1 油藏自身条件对水平井产能的影响
底水油藏水平井的产能受油藏自身条件的影响，如储层各向异性、油藏厚度及流体粘度的影响。

1）储层渗透率各向异性对水平井产量的影响
油层渗透率的各向异性对水平井的产量有着明显的影响。

随着油层垂向渗透率与水平渗透率比值的增大，水平井产能不断增大，当油藏为各向同性时，也即kv/kh=1时，产能达到最大。

这充分说明：对于底水油藏水平井开采，在其他参数不变的条件下，垂直方向径向流范围越大，产能会越高；当储层渗透率存在各向异性时，水平井产能会降低，储层渗透率越接近均质各向同性时，水平井的开发
效果越好。

从而改善地层垂向渗透率有利于底水油藏水平井产量的提高。

2）储层厚度对水平井产量的影响
（1）改变水平井距离油水界面的距离，但保持zw/h不变
（2）保持水平井距离油水界面的距离zw，改变油层厚度h
保持水平井距离油水界面的距离与储层厚度的比例不变时，随着储层厚度的增大，水平井的产能反而减小。

这是因为：当保持水平井距离油水界面的距离与储层厚度的比例不变时，那么储层越厚，水平井距离供给边界的距离就越远，水平井受到的供给能量就越小了，所以水平井的产能反而减小。

3）流体粘度对水平井产量的影响
水平井的产量是随着流体粘度的增加而逐渐减小的，根据水平井产量随流体粘度的这一变化趋势，在水平井的开采过程当中要采取措施降低流体的粘度。

2.2 人为可控因素对水平井产量的影响
底水油藏水平井的产量还受一些人为控制因素的影响，如水平段长度、水平段距离油水界面的距离、水平段完井井眼半径、油层打开情况、水平井段污染及生产时间的影响。

1）水平段长度对水平井产量的影响
水平段长度与产量成正比，即在其他参数不变的情况下，水平井产量随水平段长度的增加而成线性增加的趋势。

2）水平段距离油水界面的距离对水平井产量的影响
定义水平井无因次产量（qd）与无因次水平段位置zd为：（5）
zd=（zw/h）（6）
3）水平段完井井眼半径对水平井产量的影响
水平井井眼半径越大，流体在井筒中的流动阻力越小，水平井产量越高。

4）选择性打开油层情况
对于部分射开的油层，在以往的研究中都是采用折算等效油层厚度的方法，这种方法不能全面的反映部分射开油层的渗流规律，采用井筒与油藏耦合模型，可以考虑部分打开油层情况，即强制未射开部分的井段流率为0即可实现。

图9部分打开油层的计算实例，从流率分布上比较真实地反映水平井的渗流特征。

5）井段上地层损害不同影响
水平井井段上的地层损害不同，对水平井产量和流率沿水平井井筒上有明显的影响，即地层损害严重的井段，流率和产量都出现明显的降低。

6）生产时间对流率分布影响
在无限大油藏中不同生产时间下的流率分布见图11，可观察到1天以后流率分布就基本稳定。

早期流率分布与中期差异较大的原因在于：早期水平井的地层流动主要是近井地带的井筒径向流，远井地带的二维流动还未形成，进入中期后地层中的流动机制稳定下来。

流率分布是地层中某种流动机制的反映，流动机制的转变影响
流率分布，可以预见在边界油藏中出现拟稳态流动时，水平井的流率分布不同于不稳态情况。

3 结论
1）水平段距离油水界面的位置（即避水高度）越短，水平井的产量越高，但会造成底水脊进速度较快，因此，在选择水平井段位置时，需要合理考虑这两方面的因素。

2）为了达到调整产液剖面，控制流率分布的目的，尽量避免射开水平井筒上的高渗段，从而使整个井段上的流率均匀分布。

3）为了调整整个井段的流率分布，可以采取增产措施消除井筒的污染。

参考文献
[1] 李传亮.油藏工程原理[m].北京：石油工业出版社，2005.
[2] 程林松，郎兆新，张丽华.底水驱油藏水平井锥进的油藏工程研究.石油大学学报（自然科学版），1994；18（4）：43-47.。