特低渗透油藏开发规律及开发效果评价研究
——以靖安油田WLW油藏为例
2012-11-20王思仪
王思仪
(低渗透油气田勘探开发国家工程实验室；中石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西 西安 710018)
程 刚
(中石化长庆油田分公司档案馆，陕西 西安 710018)
申利娜，王靖华，刘艳琴
特低渗透油藏开发规律及开发效果评价研究
——以靖安油田WLW油藏为例
王思仪
(低渗透油气田勘探开发国家工程实验室；中石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西 西安 710018)
程 刚
(中石化长庆油田分公司档案馆，陕西 西安 710018)
申利娜，王靖华，刘艳琴
长庆特低渗透油藏由于其客观地质因素，油井投产后部分井见水快，产量递减大，开发效果不理想，因此，有必要对高效开发油藏中好的开发经验进行系统的研究和总结，为同类油藏开发提供参考依据。以WLW油藏为例，将理论研究和矿场数理统计方法相结合，系统总结了WLW油藏的见效规律、见水规律、含水变化规律、采液采油指数变化规律，并突破传统的研究方法，利用油藏固有的相渗特征研究其产量递减规律，同时提出了利用相渗曲线评价开发效果的新方法，对类似特低渗透油藏的开发具有很好的借鉴意义。
特低渗透油藏；开发规律；相渗曲线；效果评价
靖安油田WLW油藏位于鄂尔多斯盆地一级构造单元陕北斜坡的中东部，为西倾单斜背景上由于差异压实作用形成的一组鼻状隆起。构造平缓，变化简单，发育多个鼻状隆起。该区主要开发层位为长6油层组，为三角洲前缘亚相沉积，共识别出水下分流河道、河口坝、远砂坝、席状砂、水下分流间湾及前缘泥6种沉积微相。岩心分析该区长6油层组平均孔隙度为12.74%，平均渗透率1.81×10-3μm2，属于低孔特低渗透油层。润湿性综合评价为中性油层，敏感性评价为中偏弱酸敏、弱速敏、中偏弱水敏[1]。
1 开发规律
1.1 见效规律
据生产资料统计，目前全区绝大部分油井都已见效，见效程度90%以上，见效周期合理，平均为8月。其中老区油层厚度大，渗透率较高，物性较好，见效周期6～9月，平均见效周期7月，稳产期6～7年；ZJ60井区物性相对较好，见效较快，见效周期6～10月，平均见效周期7～8月，稳产期4～6年；ZJ53井区物性较差，油层厚度相对较小，且相对高渗带发育，致使边、角井见效规律差别较大；角井3～5月就见效，稳产期1年左右；边井见效周期较长，但稳产时间也长，约为3～4年。见效后较见效前相比，动液面上升，日产液、日产油增加，含水下降(见表1)。
表1 WLW油藏见效井见效前后生产指标对比
1.2 见水规律
从目前全区见水井的分析结果看，孔隙型见水井占见水井总数的80%以上，表现为裂缝见水特征的井主要位于高渗带相对发育的ZJ53井区，在所有见水井中，投产半年内见注入水的只有12口井，其余井见水周期均超过1年，最长的达10年以上，说明该区油井总体见水周期长，见水缓慢，开发效果较好。
从矿场统计来看，全区平均见水周期为45月，平均见水速度为0.55m/d。ZJ53井区平均见水周期为33月，平均见水速度为0.74m/d ，其中，角井见水速度较边井快；ZJ60井区平均见水周期为43月，平均见水速度为0.67m/d；老区油井平均见水周期为61月，平均见水速度为0.25m/d。总体来看该区见水周期长，见水缓慢。
1.3 含水变化规律
任何一个水驱油藏，含水率与采出程度之间存在着一定的内在关系，这个关系反映了油田不同开发阶段含水上升规律。根据童宪章的水驱曲线关系式[2]可推导出凸型、凸S型、S型、凹型和凹S型5种类型含水上升规律关系曲线。给定多个地质储量(可采储量)的理论值，可以得出多个含水与地质(可采)储量采出程度的理论关系曲线，将实际曲线与理论曲线对比，可以评价油藏实际开发情况。
WLW油藏标定采收率为24.1%，从含水与地质储量采出程度关系曲线上来看，实际含水与采出程度关系曲线已趋向采收率为30%的曲线，呈明显的S型(见图1)。与注水开发较早的其他类似油藏相比(见图2)，该区开发效果最好。
图1 WLW油藏含水与采出程度关系曲线 图2 WLW油藏与其他区块对比图
1.4 产量递减规律
研究产量递减规律的常用方法是根据J.J.Arps对实际资料的统计研究。油藏进入产量递减阶段后,其产量递减方程为:
(1)
式中，q为油藏递减阶段的产量，t；qr为递减阶段的初始产量，t；n为递减指数；Dr为初始递减率，%；t为时间，s；tr为递减开始时间，s。
随着n的取值的不同，式(1)可表现为指数递减、调和递减和双曲递减[3]。
下面，笔者突破传统的方法，从油藏相渗曲线出发，寻找油相渗透率与含水饱和度的关系式：
Kro(Sw)=10.5(1-Sw)5.5
(2)
式中，Kro为油相相对渗透率；Sw为含水饱和度，%。
结合考虑裂缝、启动压力梯度的产量公式：
(3)
式中，Q为产液量，m3;Kf为裂缝渗透率，10-3μm2；Wf为裂缝宽度，m；Sw为含水饱和度，%；H为油层厚度，m；ΔP为生产压差，MPa；E为压差利用率；Bo为地层原油密度，kg/m3；μo为地层原油粘度，mPa·s；re为注采井距，m；rw为井筒半径，m。
推导出WLW油藏的产量递减关系式：
Q=10.5QoE(1+0.0126t)-1.22
(4)
式中，Qo为初期产液量，m3。
从式(4)可以看出，WLW油藏产量递减遵循双曲递减规律。同时，笔者也对WLW油藏实际生产资料进行了统计，结果表明产量递减规律同样遵循双曲递减规律(见图3)。
1.5 采液、采油指数变化规律
在不考虑流体性质随压力变化的条件下，采液采油指数只与油水相对渗透率有关，即储层固有的相渗特性就决定了无因次采液、采油指数的变化规律。WLW油藏采液采油指数总体变化规律是随含水率上升，采液采油指数下降，低含水期采液采油指数下降最快，油井见水后，采液采油指数下降趋势减缓，含水超过60%以后，采油指数继续下降，采液指数上升(见图4)，表明后期仍有提液的潜力。
图3 WLW油藏2000年老井产量变化规律 图4 WLW油藏无因次采液、采油指数理论与实际曲线
2 开发效果评价
目前对水驱油藏开发效果的评价一般都采取针对某个开发时期，用注采井网的合理性、井网水驱控制程度、地层压力保持水平、注水利用率等指标做一些定性的评价，这些评价指标关系复杂，指标间相互依赖，而且受控因素也较多较复杂[4-5]。因此，笔者主要从油藏固有的相渗特性出发，基于油水两相流动的驱替理论和方法，考虑裂缝和启动压力梯度，利用油、水相对渗透率比值与含水饱和度的关系式，推导出油藏含水与含水上升率、含水与自然递减的理论计算公式，再与油藏实际的含水与含水上升率、含水与自然递减相叠加，进而来评价该水驱油藏的开发效果。
首先建立油、水相对渗透率比值和含水饱和度之间的关系式：
(5)
式中，Krw为水相相对渗透率；a，b为常数。利用该关系式计算第i点的含水率：
(6)
式中，fw为含水率，%；μw为地层水粘度，mPa；Bw为地层水体积系数；ρo为地层原油密度，kg/m3；ρw为地层水密度，kg/m3。
对式(6)求导得到相应点的含水上升率。令α=Kro+Krw，计算第i点的产量：
(7)
式中，Pe为地层压力，MPa；Pw为井底流压，MPa；G为启动压力梯度；MPa/m；β为介质变形系数。
最后计算不同含水条件下的自然递减：
(8)
式中，Di为第i点的递减，%；Qi为第i点的产量，t；fw，i为第i点的含水率，%；Qi-1为第i-1点的产量，t；fw，i-1为第i-1点的含水率，%。
由此可得到WLW油藏含水与含水上升率(见图5)、含水与自然递减理论关系曲线(见图6)，从图中可以看出，在不同含水阶段实际的含水上升率和自然递减均位于理论曲线的下方，综合评价WLW油藏实际开发效果较好。
图5 WLW油藏含水与含水上升率曲线 图6 WLW油藏含水与自然递减曲线
3 结 论
1)结合了低渗透油藏的相渗特征，形成了利用相渗资料来研究低渗透油藏递减规律和油藏开发效果评价的新方法。
2)低渗透油藏由于其客观地质原因，其见水见效特征差别较大，不同区域或同一区域的边角井的见效特征也有所不同；研究区总体见效程度高，见效方式好，见水类型以孔隙型见水为主，见水缓慢，开发效果好。
3)研究区含水与采出程度关系曲线呈明显的S型；采液采油指数随含水率上升而下降，含水超过60%以后，采油指数继续下降，采液指数上升。
4)利用相渗曲线方法对研究区评价，结果表明，在不同含水阶段实际含水上升率和自然递减均位于理论曲线的下方，综合评价WLW油藏开发效果较好。
[1]张春生，夏长滩，程启贵，等.靖安油田五里湾一区长6储层孔隙结构特征[J].矿物岩石，2001，26(1):38-41.
[2] 李传亮.油藏工程原理[M].北京:石油工业出版社,2005.
[3] 王斌， 朱圣举， 何永宏，等. 长庆油田三叠系油藏产量递减规律研究[J].低渗透油气田，2007(3-4):85-88.
[4] 唐海，李兴训，黄炳光，等. 综合评价油田水驱开发效果改善程度的新方法[J].西南石油学院学报，2001,23(6)：38-40.
[5] 王风琴，薛中天. 利用系统分析方法评价注水开发油田的水驱效果[J]. 断块油气田，1998,5(3)：39-42.
[编辑] 洪云飞
10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.10.023
TE357.6
A
1673-1409(2012)10-N075-04
