低渗透油藏合理流压的研究

低渗透油藏合理流压的研究

摘要:相对于常规油藏，低渗透油藏具有特殊的开发规律，本文研究考虑启动压力梯度和介质变形的影响，来研究低渗透油藏产量的变化规律。为了使低渗透变形介质油藏得到合理的开发，防止由于应力敏感性对储层造成的伤害，必须制定合理的生产压差。

关键词:渗透率启动压力梯度介质变形生产压差

一．低渗透油藏基本特征

1.油水渗流的非线性规律：对低渗透油藏和稠油油藏来说，边界层原油的非牛顿性对线性渗流规律的影响是不可忽视的。它会使渗流规律发生明显的变化，出现启动压力。

2.低渗透多孔介质渗透率的变化：对于低渗和特低渗地层来说由于低渗透岩心的孔隙系统基本上是由小孔道组成的在油、水流动，每个孔道都有自己的启动压力梯度当驱动压力梯度大于某孔道的启动压力梯度时，该孔道中的油、水才开始流动，使整个岩心的渗透率值有所增加。

二．低渗透油藏流入动态研究

1.考虑压力梯度单相流流入动态

（1）基本原理：拟启动压力梯度模型可解释为：忽略小驱动压力梯度是的弯曲段，将大驱动压力梯度区间形成的近似直线段延长交于压力梯度坐标上，此交点的值称为拟启动压力梯度，把此直线段及其延长线看成低渗透多孔介质的流体运动规律。

单相流体一维稳定渗流模型：

假设水平均质等厚油藏，一端是供给边界，压力为pe；另一端为排液坑道，压力为pw，已知地层长为L，宽为N，地层厚度为h，液流沿供给边界至排液坑道方向流动，流体粘度为，流体体积系数为B，均质地层的渗透率为K0，取供给边界处为x=0。

非达西线性渗流数学模型流体运动方程为：

式中，v—渗流速度，m/s；p—地层压力，Pa；r—地层半径，m；—拟启动压力梯度，Pa/m。

进而得到非达西线性渗流产量公式为：

单相流体平面径向稳定渗流模型

假设水平均质等厚油藏中心一口生产井，圆形外边界为供给边界，供给半径为Re，压力为pe，油井半径为Rw，油井井底压力为pw，油层厚度为h，地层渗透率为K0，流体粘度为，流体体积系数为B，流动方向由供给边界流向生产井，取生产井为坐标原点。

非达西线性渗流数学模型流体运动方程：

进而得到非达西线性渗流产量公式为：

2．考虑介质变形的单向流流入动态

由于低渗透多孔介质的毛细管较细, 介质的渗透率随压力变化较为敏感, 压力变化对渗透率的影响已不可忽略, 特别是对于异常高压的低渗透油藏, 实验研究表明, 渗透率随压力变化呈指数关系, 即:

其中: 程为介质变形系数，1/ Pa；为油藏初始压力，为介质初始渗透率。为介质渗透率。

产量公式可以简化为：

三．实力分析

基础资料：将洼38块东三段地层渗透率划分为0.5×10-3μm2、0.4×10-3μm2、0.3×10-3μm2、0.2×10-3μm2四个级别，根据渗透率与介质变形系数、启动压力梯度的关系，确定其相应的值。启动压力梯度和介质变形的数学表征模型如下式。

介质变形

启动压力梯度

不同渗透率级别下的启动压力梯度及介质变形系数

地层渗透率Ki (×10-3μm2)0.5 0.4 0.3 0.2

介质变形系数αK0.194 0.21 0.2314 0.266

启动压力梯度G (MPa/m) 0.0135 0.0175 0.02434 0.0388

根据东三段现场开发经验，超前注水油藏的压力水平保持在110%时开发效果较好。选取某块地层压力为15.8MPa。根据原油物性等资料统计得到一系列基本参数。

基本参数表

溶解气油比(m3/m3)106.78 泄油半径(m) 165

油层厚度(m) 20 井筒半径(m) 0.054

地下原油粘度(mPa·s) 0.71 地层压力(MPa) 15.8

原油体积系数 1.35 饱和压力(MPa) 11.15

地下原油密度(g/cm3) 0.72 裂缝半长(m) 100

根据上列数据做出分析:

结论：1.由此图可以发现，在其他条件不变的情况下，随着启动压力的增加，产量逐渐减小；随着井底流压的减小，产量变大。启动压力梯度的大小并不影响IPR曲线的形状，而使曲线发生平移。

不同启动压力梯度下的单相流IPR曲线图

2．由此图中可以看出，在其他条件不变的情况下，变形系数的增加使IPR 曲线变得愈加弯曲。变形系数越大，相同井底流压下的油井产能越低不同变形系数下的单相流IPR曲线图

3．系列1：Ki为0.5对应的第一组；系列2：Ki为0.4对应的第二组；系列3：Ki为0.3对应的第三组；系列4：Ki为0.2对应的第四组由此图可以看出，启动压力梯度和介质变形系数的变大使图形发生平移和弯曲。启动压力梯度和介质变形系数越大，产量越低。

不同渗透率条件下的IPR曲线图

4：从此图中可以看出，随生产压差的增加，曲线上会呈现一个峰值，即存在一个最大的采油指数。在这个生产压差下，能力利用率最高。

生产压差与采油指数的关系曲线

三．总结

为了使低渗透油藏得到合理的开发，必须确定出合理的生产压差。通过室内实验、理论计算及现场实践等方法，分析油藏特点和开发方式，充分考虑特低渗油田的渗流特点和压裂投产等因素，建立流动方程，分析油井的流入动态曲线，在此基础上确定出合理的生产压差及油井的工作制度。从而提高单井产能及油田开发效益。

参考文献

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[4] 杨满平.低渗透变形介质油藏合理生产压差研究[J].油气地质与采收率，2004.11(5):41~43