地层原油脱气对产能的影响研究

2021-09-17王洪斌刘子雄

西部探矿工程 2021年7期

王洪斌，刘子雄

（中海油田服务股份有限公司油田生产事业部，天津300450）

目前越来越多的小断块油田的投入开发，该类小油田主要是由于储量小、物性差，在当前的油价情况下，不能部署大量的井组单元进行补充能量开发，仅依靠天然能量开采。对于溶解气驱的油藏产能论述方面文章较少，本文主要是针对该类油田的溶解气驱动产能进行研究，从而得出该类油田产能的变化规律，更合理的指导该类油田的开发。

1 合理地层压力的确定

当流动压力降低到一定界限以后,再降低流动压力,油井产量不但不再增加,而且还会减少。这一流压值可以作为采油井合理流动压力的下限值。即为油井的最低允许流动压力。井底压力低于该值以后,由于原油脱气严重,将会影响采油井生产能力的正常发挥。主要是溶解气油比降低后，导致原油粘度增加，从而油相相渗降低。

根据《油、气藏工程方法研究与应用》中推导了三相流流入动态曲线方程,并且给出了油井最低允许流动压力与饱和压力和地层压力之间的定量关系式,即：

式中：Pwfmin——油井允许最低流动压力，MPa；

Pb——饱和压力，MPa；

PR——原始底层压力，MPa。

式中：α——原油溶解系数，m3/(m3·MPa);

fw——油井含水率，小数；

Bo——原油体积系数；

T——油层温度，K。

可见合理的井底压力与饱和压力、含水率以及原油体积系数有关。根据对部分油田的资料统计[1-2]，在无水期或低含水阶段，油井合理井底流压约为饱和压力的0.6倍，当综合含水大于60%以后，则可进一步将井底流压降至0.5倍的饱和压力。

2 原油脱气后对油相相渗的影响

当井底压力降低时，储层岩石发生弹—塑性或塑性变形，使储层渗透率下降。当上覆压力增加时，储层渗透率下降。岩石的渗透率应力敏感测试结果,一般绘制成渗透率随外压的变化曲线,该曲线可以表示成指数方程，即:

式中：b——应力敏感常数,MPa-1。

从式中可以看出地层压力的下降对渗透率的降低很显著。具体对储层流体的有效渗透率的影响主要表现在原油底层中脱气以后，使得油相的粘度增加，从而在多相流动中油相渗透率大幅度下降。根据维科夫—博特谢特曲线以及米勒—悉斯油田油气相渗曲线[3]，当油层中含气饱和度达到10%时，油相渗透率将减少38%～41%，由于气体粘度较低，此时储层中气体的分流量达到72%。

利用某油田的实际动态数据计算出的油相相渗曲线[4]和实际的实验室测得的油相相渗曲线见图1。

图1 实验室测得油相相渗曲线与动态数据计算对比

3 不同溶解气油比的产能

根据达西定律推导出的产能公式可以得出，产能主要与油相相渗和粘度以及油层厚度有关。在地层中，原油组分发生变化的只有溶解气油比不同导致粘度发生变化。但是目前还没有文献推导出原油的粘度变化与溶解气油比的关系，均是通过做出Rs与P、μ与P的关系曲线，然后再计算时通过找出压力对应的Rs和μ参与计算。为了说明此种影响采用数值模拟的方法设置不同的Rs在地层压力下降的水平相同时，对比累计产油从而看出其影响，计算结果如图2所示（模拟计算时采用的是衰竭式开发）。

图2 数模计算不同溶解气油比下累产油

从图中可以看出Rs在160～200间产能变化幅度很大，在低于160时累产油变化较小。当Rs高于200时曲线的斜率变的较为平缓。由此可见油藏的Rs有一个最合理的值。当低于这一值时产能可以降低50%以上。

4 以WC油田为例分析

WCA3m井属于鱼骨状分支井，开采目标层位为ZH1-2L油组。储层孔隙度为14.5%，渗透率为5.6×10-3μm2，原始含油饱和度为42.2%，油层平均有效厚度为14.6m。A3ma和A3mb井在目的层的水平段长度分别为265m、120m,在油层内的完井方式为优质防砂筛管完井，分枝井裸眼完井。A3m井于2008年11月投产，截止2009年11月16日,日产水平为10m3/d,含水率为10%。累计产油1.475×104m3，含水率10%。采出程度仅为1.2%。地层能量不足，且地饱压差小只有1.7MPa，导致原油脱气严重，影响油井产能。生产动态曲线见图3。

图3 WCA3m井实际生产动态曲线

为了说明脱气原油产能的影响采用数值模拟的方法。由于在实际的储层中存在弱边水，在模型也考虑加入了解析水体。在计算中采用定井底流压为3MPa生产。计算的其高峰期产量与实际投产时产量较小，均在150m3/d左右。从图4中可以看出随着时间的增加，日产量递减很快200多天即下降50%，地层压力也急剧的下降。这些特点与实际投产的数据相接近（图3）。

图4 数值模拟计算的生产动态曲线

在图3中由于地层压力下降，导致生产气油比升高。当生产半年以后气油比明显下降，与数值模拟的情况不符。这主要是由于Eclipse没有考虑低渗油田的启动压力梯度，认为流动边界无限远，故导致动用的边界很大。

通过对生产气油比的对比可以看出，ZH1-2L油层在2009年8月份已经达到了极限距离。其生产汽油比和产量还将继续下降。根据以前对海上低渗油田启动压力梯度的研究该地区启动压力为0.025MPa/m，该井目前的生产压差为10MPa，则极限泄油半径为400m。该油层组的含油面积为1.4km2，故还有很大的面积没有控制。同时可以看出其地层压力偏低，需要补充能量或者采用压裂多条裂缝增加油井的控制面积以维持较高的产能。