裂缝性高饱和压力油藏产能计算新方法

朱 婵，沈开元，童玉宝，江 武，钱乔雅，李文苗

(1.中国石油辽河油田分公司，辽宁盘锦124000;2.中国石油西部钻探工程有限公司，新疆克拉玛依834000;3.中国石油新疆油田分公司，新疆克拉玛依834000)

裂缝性碳酸盐岩高饱和压力油藏随着地层压力的下降，渗透率会发生明显的下降，即表现出强的应力敏感性［1－8］，随着气体从原油中脱出，原油的体积系数和粘度都会发生变化。因此不能用常规的方法去预测计算这类油藏的油井产能。

由于主要是流动系数与常规油藏有差异，因此我们首先研究流动系数的变化规律，再以达西公式为基础导出产能预测方法。

1 流动系数与油藏压力的变化关系

对于高压异常压力敏感性油藏，当油藏压力下降时，油藏孔隙压力(内压)减小，油藏渗透率降低，采液指数也随之降低。渗透率随压力变化模型［9－10］应用负指数衰减方程，即:

式中:pi为原始油藏压力，MPa;p为油藏压力，MPa;Koi为原始油藏压力pi下的渗透率，10－3μm2;Ko为油藏压力p下的渗透率，10－3μm2;αK为渗透率变异系数，MPa－1，可由测试资料求得。

同时，在饱和压力和饱和压力以上时，溶解有天然气的地层原油体积系数［11］可表示为:

式中:Bo为地层原油体积系数;Boi为原始压力下地层原油体积系数;αB为原油体积系数变形系数。

在饱和压力和饱和压力以上时，溶解有天然气的地层原油粘度［12］可表示为:

式中:μo为地层原油粘度，mPa·s;μoi为原始压力下地层原油粘度，mPa·s;αμ为原油粘度变形系数。

令α=αK－αμ－αB，则可得出在不低于饱和压力的条件下，溶解有天然气的地层原油流动系数与压力变化的关系可表示为:

式中:Koi为原始压力下地层渗透率，10－3μm2。

2 油井产能方程的导出

结合达西定律以及流动系数随压力变化关系式，可推导得出应力敏感油藏中一口井拟稳定流下的产量公式为:

式(5)可以简化为:

式中:Δpe=pi－pr;Δpwf=pi－pwf。

则在井底压力大于饱和压力时，含气原油采油指数为:

式(5)—(7)中:Joi为原始采油指数，m3/(MPa·d);pr为平均油藏压力，MPa;Qo为油井产量，m3/d;pwf为井底流动压力，MPa;re为泄油半径，m;rw为井眼半径，m;h为油层有效厚度，m;s为表皮系数，无量纲;C为单位换算系数，C=86.4。

注意到式(7)是基于达西公式推导出的，没有考虑气体的影响，可以应用于井底压力大于饱和压力的情况。当井底压力小于饱和压力时，地层中将会有自由气体，式(7)将不再适用。

对于井底流压小于饱和压力的情况下，原油中有天然气分离出，前面所讨论的粘度、体积系数与压力的关系将不再适用，流动系数表示为:

则

由于

设

由于

式中:Kro为油藏压力p下的相对渗透率;J为采油指数，m3/(MPa·d)。

李发印等人［13］研究认为，在流压比较低的情况下，流动系数和压力的关系可以表示为:

将式(14)代入式(16)可得

式中:Kroi为原始油藏压力Pi下的相对渗透率;式(18)即为高应力敏感、高饱和压力油藏在井底流压小于饱和压力的条件下，伴随溶解气分离时的产能预测方法。

3 产能预测方法的验证

结合哈萨克斯坦的肯基亚克盐下石炭系碳酸盐岩油藏为裂缝性高饱和、强压力应力敏感性油藏，其饱和压力高达25 MPa，利用测试资料进行对比计算，验证所导出方法的准确性与适用性。

由覆压渗透率试验数据可得石炭系渗透率变异系数为 0.010 1 MPa－1。

图1 7307井、8031井、234井向井流动态关系Fig.1 IPR curves of the Well 7307，Well 8031 and Well 234

根据渗透率、体积系数、粘度等随压力变化的实验测试数据，可得α为0.002 5，则由式(6)得石炭系油井的产能计算公式为:

当井底流压小于饱和压力时，将测试数据代入式(18)，并经油井试井资料校正可得如下公式:

由方程(19)和方程(20)，即可算出石炭系油藏油井的向井流动态关系。图1中三组曲线是7037井、8031井、234井用上述方法计算的理论值与实测值的对比。从图中可以看出，计算值与实际测试值吻合得非常好，根据计算平均误差为4.1%。

4 结论

1)推导出的产能预测方法的计算值与实际测试值吻合的非常好，对裂缝性碳酸盐岩高饱和压力油藏开发具有指导意义。

2)对于高应力敏感、高饱和压力油藏，根据该公式预测，当流压低于某值时，产量将随之降低，解决了其不适用常规产能预测方法的问题。

3)新公式预测的某些结论还需用现场大量数据的进一步验证。另外，文中考虑的因素也不一定全面，如含水对油相流动系数的影响，这是该公式今后改进的一个重要方向。

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