带隔板底水油藏最优射孔段确定方法

2014-12-16鲍培军丁志文姚健欢左文永封钦亚

石油地质与工程 2014年5期

赵超，鲍培军，丁志文，姚健欢，左文永，封钦亚

（1．中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室，北京昌平102249；2．中国石化江苏油田分公司试采一厂）

底水油藏开发过程中的水锥使油井过早见水，并严重影响油井的正常生产，油井的临界产量是底水刚刚锥进到井底时的油井产量，李传亮［1－2］提出带隔板油藏临界产量公式。这之前，国内外许多研究底水油藏的专家提出的临界产量公式都是对油藏中不存在非渗透夹层而言的。如果油藏中存在隔夹层，则水锥进的形态会发生改变。因此，李传亮提出的“隔板理论”对底水油藏临界产量确定有重要指导意义。但是李传亮提出的临界产量公式，没有考虑隔夹层以上的射孔长度对临界产量的影响。何巍等［3］对李传亮临界产量公式进行了修正。对于底水油藏，油井临界产量与油井射孔井段大小或油层射开程度有关，射开程度越大，油井产量越大，但是油井临界产量就越小，油井临界产量与实际产量存在一个最优化结果［4－6］。本文通过研究给出存在隔夹层底水油藏最佳射孔段，以确保油藏有较高的临界产量和实际产量。

1 改进后“带隔板”临界产量公式

油藏中存在隔夹层时，由于隔层的作用，底水锥进变得困难，需要绕过隔板才能锥进到井底。底水突破延迟，油井临界产量变大（见图1）。

考虑隔夹层对油井临界产量的影响，李传亮提出带隔板临界产量公式：

式中：ρwo——油水密度差，g／cm3；ρo——油的密度，g／cm3；g——重力加速度，m／s2；μ——黏度，mPa·s；k—— 渗透率，1 0－3μm2；re—— 泄油半径，m；rb——隔板半径，m；qcb——带隔板油井临界产量，m3／d；L——射孔段长度，m；h——油层厚度，m；Bo——原油体积系数；hb——油水界面据隔板的距离，m。

图1 带隔板底水油藏锥进示意图

由公式（1）可以看出，公式中没有油井射孔井段长度的参数。而在实际油井钻井或者完井过程中，射孔井段长度通常不会刚好打到隔板处，因此在计算带隔板底水油藏临界产量时不应忽略油井打开程度的影响。当射孔井段底端与隔板之间有一定的距离时，底水会绕过隔板从射孔井段之下窜入井底，这段距离会产生油井附加临界产量，因此考虑射孔段与隔板距离的临界产量公式为［3］：

其中qcd为不带隔板时的临界产量，由公式（3）计算，qcb为带隔板的临界产量，由公式（1）计算。

Guo－Lee考虑储层非均质性不同射孔段底水油藏临界产量计算公式：

隔板以下油层非均质性对qcd有影响，但由于此临界产量主要是由于隔板的存在而贡献的，因此隔板以下油层垂向非均质性对qcd影响不大，因此式（3）可变为：

令射孔比例x＝L／h，reD＝re／h，rwD＝rw／h则公式（4）化为：

2 存在隔板底水油藏最优射孔段确定方法举例

某底水油藏有关参数如下：油水密度差2．061 g／cm3；油的密度0．8 g／cm3；黏度1．0mPa·s；渗透率1．0μm2；泄油半径170．4 m；隔板半径34．08 m；井筒半径为0．0852 m；油层厚度10．224 m；油水界面据隔板的距离3．408 m。

把上述数据代入式（5），分别计算带隔板与不带隔板油井临界产量，结果见图2。

图2 确定最优射孔段图

油井产量曲线与不考虑隔板时的临界产量曲线的交点（点2），为不考虑隔板时底水油藏最佳射开程度。对于存在隔板的底水油藏，考虑隔板对油井临界产量的影响，油井产量曲线与临界产量曲线的交点为点1，即为此时的最佳射开程度。

在工程实际中，底水油藏油井的射开程度通常是根据油田开发经验确定的。裂缝性灰岩底水油藏的射开程度一般为油层厚度顶部的1／3～1／2；砂岩底水油藏的射开程度一般为油层厚度顶部的1／2～2／3［2］。但是，对于隔板发育的底水油藏，应该考虑隔板对底水油藏临界产量的影响。从图2可知，对于存在隔板的底水油藏，考虑隔板对临界产量的影响与否，对底水油藏的最佳射开程度影响较大。在图中表现为点1与点2对应的横坐标值差值较大。在实际油井生产中，最佳射开程度直接影响到油井的产量。所举实例中，考虑隔板最佳射开程度（0．59）对应的产量为26．373 m3／d，不考虑隔板时最佳射开程度（0．46）对应产量为20．562 m3／d。底水油藏临界产量本来就小，这一差别对底水油藏来说已经很大，应该予以足够重视。