哈法亚油田自喷井停喷时间预测方法研究

2019-06-12杨军征王青华曹珍妮杨茜茜

钻采工艺 2019年5期

杨军征，王青华，曹珍妮，杨茜茜

（1中国石油勘探开发研究院工程技术中心2北京奥伯特石油科技有限公司）

杨军征等.哈法亚油田自喷井停喷时间预测方法研究.钻采工艺，2019，42（5）：59-61

哈法亚油田位于伊拉克东南部，北西-南东向长轴背斜构造，属砂泥岩、碎屑岩灰岩油藏，含边底水［1］。该油田2005年4月开始试采，利用7套井网开发9套层系。油藏埋深1 905～4 300 m，不同层系原油性质存在较大差异，地下原油黏度0.394～5.708 mPa·s，API值19.1～43.2，属中、重质原油。目前该油田处于开发前期，大部分油井采用自喷方式生产，随着生产进行，地层压力不断下降，部分物性好、边底水活跃的主力层系的油井陆续见水，且见水后含水上升速度较快，越来越多的油井面临停喷。为了及时掌握油井停喷情况，适时选择人工举升时机，需要对油井停喷时间进行准确预测。

常规的停喷时间预测方法主要通过公式计算停喷流压，预测流压随时间的变化趋势，当流压达到停喷流压时所对应的时间为停喷时间［2］。也有根据最小油压，回归油压变化趋势；计算最小井底流压，通过数模预测井底流压变化；确定最小地层压力，回归地层压力变化趋势这三种方式进行停喷时间的预测［3］。以上方法多以单因素为限定条件，通过单因素变化趋势的分析来预测停喷时间。此类方法考虑因素单一，而且未考虑含水变化和井筒流态变化对停喷时间的影响，预测结果误差较大。为此，本文提出了一种更为精细的多因素综合预测自喷井停喷时间的方法，在前人研究成果基础上将同时考虑井筒复杂流态、含水率及地层压力变化的影响。首先根据流体高压物性、压力测试、生产动态等数据优选合适的多相管流模型；再结合节点分析技术确定油井停喷临界条件（不同含水率下停喷地层压力）；然后利用油藏工程方法［4-5］和回归拟合方法预测含水率及地层压力的变化趋势，最后在此基础上综合确定油井停喷时间。该方法充分考虑了哈法亚油田高气油比、见水井含水上升较快的开发现状，停喷时间预测结果在实际应用中取得了较好的效果，验证了该方法的可靠性。

一、流体物性和多相管流模型优选

1.流体物性模型优选

对哈法亚油田各层系的高压物性多次脱气数据分别进行拟合，优选出包括溶解气油比、原油体积系数、原油黏度和天然气压缩因子等物性参数的计算模型［6］及修正系数，结果见表1。

表1 Mishrif层流体物性模型方法优选结果表

2.多相管流模型优选

通过大量的拟合分析工作，结合各理论模型的适用性［7-8］，认为Beggs-Brill多相流模型对于哈法亚油田更为适用［9-10］。该油田的油井生产气油比普遍较高，井型多为斜度较大的定向井、水平井和分支井，而Beggs-Brill方法综合考虑了流体在井筒中各种流态的变化以及井筒倾角的变化对井筒压力的影响，因此适用性较好。其计算公式如式（1）：

式中：d p／d h—井筒压力梯度，Pa／m；g—重力加速度，m／s2；gc—万有引力常数，Nm2／kg2；θ—井斜角，°；ρm—混合物密度，kg／m3；fm—两相摩阻系数；Gm—气液混和物的质量流量，kg／s；Vm—混合物流速，m／s；Vsg—气相表观速度，m／s；d—管直径，m。

二、停喷临界条件的确定

本文分析了井口压力、地层压力和含水率三个指标的停喷临界条件。由于上述三个指标动态变化，且相互关联，因此停喷临界条件为一组数据集，而非一个固定的数值，各指标停喷临界条件的分析方法如下。

1.停喷井口油压

停喷井口油压主要参照外输管线压力来确定。为使井口油压在满足原油外输压力的同时能正常自喷生产，本文在分析时取停喷井口油压为外输管线压力的1.1倍。

2.停喷地层压力和含水率的确定

在定井口油压的基础上利用所建立的油井多相管流模型开展节点分析来确定油井在不同含水率下的停喷地层压力［8］。从节点分析结果来看，含水对停喷地层压力的影响较为明显，油井含水越高，停喷地层压力越高。绘制哈法亚油田典型井的停喷地层压力与含水率的关系曲线，可发现两者具有较为明显的线性关系，依据这一规律即可建立两者之间的关系式（图1），为后续停喷时间的预测提供临界限制条件。