气藏水平井边水突破时间预测

李涛，袁舟，陈伟，段永刚，秦冬林

（1.中国石化中原油田普光分公司，四川 达州635000；2.西南石油大学，四川 成都610500）

边水气藏水平井开发过程中，边水舌进一直是倍受关注的问题，国内外很多学者都进行了这方面的研究，而对边水气藏水平井见水时间预测的研究相对较少［1-10］，更多的是用数值模拟方法来研究［11］。数值模拟方法工作量巨大，不利于现场应用。本文正是基于以上问题的考虑，根据气水两相渗流的基本规律，对边水气藏水平井见水时间的预测方法进行了研究。在考虑气水流度比、含水饱和度、水平井距边水的距离等影响因素的情况下，推导得出了边水气藏水平井见水时间的计算公式，并进行了实际应用。

1 理论依据

在水平井采气过程中，由于井筒周围产生压力降及气藏中的物质平衡关系，对于存在边水影响的气藏，其边部气水边界发生移动，而由于重力的影响，其下边界处的水体首先侵入气藏。随着气区气体的进一步采出，气水边界倾斜更为明显，并向气区移动，从而导致边部水体的侵入。

假设一边水气藏，气层厚度为h，原始气水边界距井距L，原始气水边界经过t 时间后移动距离Lw，水的渗流速度为vw，气的渗流速度为vg（见图1）；假设地层均质同性，渗透率K、孔隙度φ 均为常数，流体微可压缩，同时忽略毛细管力、重力的影响，气、水流动均服从达西定律。

图1 边水推进示意

对于水区，vw=则

生产压差为

因水侵前缘移动速度等于水相孔隙流速，则

故水侵前缘移动速度可表示为

令常数部分

则水侵前缘移动速度可简化为

考虑前期生产已产生的气水界面移动量L0，则气水界面从L0移动L1的时间为

因此

2 实例应用

以普光气田已经出水的×井为例，计算其见水时间。该井各项参数如下：孔隙度0.065，水平段长度426 m，水侵区含水饱和度0.59，气相黏度0.033 869 2 mPa·s，水相黏度0.225 6 mPa·s，产层厚度62 m。

该井距边水的距离为160 m，气井出水前平均产量为56×104m3/d。根据边水气藏水平井见水时间预测公式，不考虑裂缝影响的情况下，按照52×104m3/d 生产，预测该井边水的突破时间（见图2）。根据图2预测出×井边水突破时间为3.1 a，即2012年12月见水。

图2 ×井边水突破时间预测

×井于2009年11月投产，2012年8月中旬至9月井口油压及产量迅速下降，液气比从0.35 上升到1.79，说明该井已经受到边水影响，此时气井已生产2.8 a，比预测时间稍早。因此说明，利用式（14）对气藏水平井边水突破时间的预测具有一定的实用性。

3 结论

1）在考虑水平井水平段长度、含水饱和度、水相黏度、气相黏度等影响因素的情况下，提出基于流线的边水突破时间预测方法，利用水平井渗流模型计算压力场分布，跟踪流线轨迹，根据水侵区气水界面的移动速度反演突破时间。

2）现场实例应用表明，利用本文推导的公式计算边水气藏水平井边水突破时间，与实际突破时间比较接近，说明该方法是可行的。但该方法由于简化了现场复杂地层参数，因此会造成一定的误差。

4 符号注释

tb为气水界面移动时间，d；q 为气产量，m3/d；Kw，Kg分别为水相、气相的渗透率，10-3μm2；μw，μg分别为水相、气相的黏度，mPa·s；h 为产层厚度，m；L 为水平井到原始气水边界的距离，m；Lh为水平井水平段长度，m；Lw，Lg为气、水界面的移动距离，m；L1，L0为任意时刻气水界面的移动距离，m；vw，vg为水区、气区的渗流速度，m/d；Δpw，Δpg分别为水区、气区的压差，MPa；Sw为含水饱和度；Δp 为生产压差，MPa；A 为过流截面积，m2；Bg为气体体积系数。

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