低渗透油藏储集层近井区压力分布特征

蒋天昊 王月萍 彭建 郑亚军 宋方新

(1.中石油长庆油田分公司采油十厂，甘肃 庆城 745100;2.中国石油大学(北京)，北京102249)

我国低渗透油气田分布广，储量丰富，然而产能尚有待提高。低渗透储集层近井区的压力对产能影响较大，相关研究中已建立起低渗透储集层近井区存在堵塞带时的产能方程［1-2］，然而关于低渗透储集层近井区压力分布特征的定量研究并不多。本次研究的目的是通过理论分析与计算，分析低渗透砂岩储层近井区压力分布特征。此次研究对进一步了解低渗透砂岩油藏存在微裂缝的情况下岩石形变对近井区渗流特征的影响，更具有重要的理论与实践意义。

1 稳定渗流的压力降公式及“压降漏斗”表征

研究液体向井流动时地层中任意一点的压力降规律。假设条件如下:某均质等厚的圆形地层，已知地层半径re，油井半径rw，m;地层边缘上有充足的液源供给，而保持边缘的供给压力为pe，Pa;油井的井底压力为pw，Pa;油层厚度为h，m;地层渗透率为k，μm2;液体的黏度为μ，mPa·s;r为地层中任意一点到井轴的距离，m。计算平面径向稳定渗流地层中任意一点的压力降［3］:

压力降公式表明，从井壁到供给边缘，压力分布呈对数函数关系，整个地层形成“压降漏斗”。图1所示为平面径向流“压降漏斗”示意图。

图1 平面径向流“压降漏斗”示意图

从压力降公式和“压降漏斗”图可以看出，压力在供给边缘附近下降较慢，而在井底附近曲线变陡，压力下降变快［4］。这是由于压降梯度与地层开采半径r成反比关系所造成，近井区压力梯度大，远井区压力梯度小。以上现象表明流体从边缘流到井底，压力大部分消耗在井底附近。然而，这只是一个定性的结论。为了更好地研究井底附近地层，需进一步进行定量研究。

2 近井区储层压力分布特征研究

由前述可知，从井壁到供给边缘，压力分布呈对数函数关系，整个地层形成“压降漏斗”状。根据平面径向稳定渗流模型中的压力降公式，对井筒附近地层压力分布压力损失与地层半径的关系进行定量研究［5］。

设计参数如下:地层半径re=103rw(rw为井筒半径)，为了计算方便将其变换为re=e7rw，e是自然对数的底，约等于2.718 3;边界压力pe=1.5pw(pw为井底压力);r为地层中任意一点到井轴的距离。分别取 r为 1，e，e2，e3，…，e7倍的井筒半径，计算各点的压力值及压降与原始压差的比值，计算结果见表1。

表1 沿地层半径的压力值及压降、原始压差的比值

根据计算结果绘制出图2所示沿地层半径的压力及压降变化图。图中分别标记了压力损失70%和压力损失80%的位置，各自对应r约为1/8倍和1/4倍的地层半径。这说明在地层中任意一点到井轴的距离约为1/4地层半径的近井范围内，压力损失已近80%。

同理测算，地层半径与井筒半径比为102～104，边界压力与地层压力比为1～30，均处于合理范围内［6］。同样得到结论:在地层中任意一点到井轴的距离约为1/4地层半径的近井范围内，压力损失已近80%。由此断定，在近井区压力大量损失，压降幅度较大，势必会造成井底附近岩石的形变远大于地层边缘，从而影响渗流规律。因此，研究近井区岩石形变的渗流规律及其对产能的影响非常必要［7］。

图2 沿地层半径的压力及压降变化图

图3为图2中区域A的放大图。可以清楚地看到，当r等于0.001倍的地层半径时，压力值为井底压力，这与原假设条件一致。

图3 图2中区域A的放大图

3 结语

通过储层压力分布研究，可知在近井区(1/8地层半径)压力损失较大(接近70%)，进而造成井底附近岩石裂隙严重形变，渗流规律受到影响。近井区压力大量损失，压降幅度很大，势必会造成井底附近岩石的形变远大于地层边缘，进而造成井底附近岩石裂隙严重形变，渗流规律受到影响。

［1］何顺利，郑祥克.低渗透储集层近井区堵塞带的产能方程［J］.石油勘探与开发，2003(10):97-98.

［2］郑祥克，陶永建，涂彬，等.利用IPR方法确定启动压力［J］.石油学报，2003，23(2):80-81.

［3］张建国.油气层渗流力学［M］.东营:石油大学出版社，1998:46-49.

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［6］Tian Leng，Hu Huajun，Wang Hehua，et al.Research on Calculating Rational Well Sacing Based on Classification of Dynamic Reserve in Ultra-low Permeability Sandstone Reservoirs［J］.Journal of Digital Content Technology and Its Applications，2013，7(8):326-333.

［7］Tian Leng，Xiao Cong，Liu Mingjin，et al.Well Testing Model for Multi-fractured Horizontal Well for Shale Gas Reservoirs with Consideration of Dual Diffusion in Matrix［J］.Journal of Natural Gas and Engineering，2014(21):283-295.