衰竭式开采条件下原油采收率的确定

编译:赵文琪 姚长江 王晓冬 (中国地质大学 (北京)能源学院)

审校:周瑞平 (中国石油大学 (华东)外国语学院)

衰竭式开采条件下原油采收率的确定

编译:赵文琪 姚长江 王晓冬 (中国地质大学 (北京)能源学院)

审校:周瑞平 (中国石油大学 (华东)外国语学院)

确定自然衰竭式开采的油藏采收率是一项非常重要的任务。对于彼尔姆地区的油藏,基本上借助于流体动力学模拟试验来确定采收率的大小,但是该方法周期较长、工作量大,所以一般不用其进行采收率的快速计算。本文研究了油藏自然衰竭式开采条件下评价采收率的方法,并对方法的选择进行了分析。

采收率 衰竭式开采 模拟试验 图表法 API公式

原油采收率是指工艺上所能采出的原油量与原始地质储量之比。在油田开发过程中有多种因素共同影响采收率,而这些因素又取决于储层物性和开发工艺条件 (技术、方式、系统)。采收率的大小决定了某种油藏开发体系的采油效果,是研究油田开发方案的重要特征参数。

自然衰竭式开采即无压力补给系统与具有压力补给的储层在采收率计算方法上是存在差异的。现如今鲁科伊尔-彼尔姆石油有限责任公司有197个区块是自然衰竭式开采,确定该开采方式下的采收率具有重要的现实意义。因此,本文的目的是研究油藏自然衰竭式开采的采收率计算方法。

依靠地层能量衰竭开发油田的方式往往发生在无气顶时水压驱动的油田开发初期,在该阶段没有压力补给系统,或者少数区块用来增压的注入井布局不适用,亦或是不合理。除此之外,当采液速度比较大,甚至含有边水、底水或者是气顶的储层能量发生衰竭,而水或者气体又不足以弥补由于采出原油而造成的地层亏空体积时,该开采方式也会产生作用。

自然衰竭式开采分为两个阶段:①弹性封闭开采阶段,该阶段发生在地层压力由原始压力下降至泡点压力的时期;②溶解气驱开采阶段,该阶段发生在地层压力低于泡点压力的时期。

采用三种方法计算彼尔姆地区油田自然衰竭式开采的采收率:①采收率模型法,通过油藏开采的三维模拟试验计算采收率;②图表法,通过油藏自然衰竭式开采的采收率图表计算采收率;③API采收率公式法,通过API(美国石油学会)采收率公式计算采收率。

通过流体动力学模拟试验得到的采收率结果是最可靠的,因为在计算过程中考虑了大量影响油藏开采过程的参数和因素,并且模型是根据实际储层状况建立起来的。该方法得到的采收率是技术文件中油田开发方案筛选和确定原油可采储量的依据。但是该方法存在的缺点是计算过程中工作量大、计算周期长;当进行模拟试验的模型缺乏稳定性时则不能确定原油采收率。

API采收率计算公式由每个储油层实际参数组成,它使原油采收率计算过程变得简单。

式中 φ——孔隙度;

μ——地层原油黏度,mPa·s;

k ——渗透率 ,10-3μm2;

Sw——地层束缚水饱和度;

Pb——储层饱和压力,atm (1 atm=101.325 kPa);

Pm——地层平均压力,atm;

Bo——体积系数,小数。

利用图表法可以分别计算油藏弹性封闭开采阶段和溶解气驱开采阶段的采收率。使用基本的储层物性参数就可计算采收率,包括:原始地质储量、原油饱和度、储层孔隙度、原始地层压力、原油中气体饱和压力、气体因子、原油体积系数、原油密度。在计算油藏弹性封闭开采的采收率时,除了上述基本参数以外,还需要考虑原油、地层水和岩石压缩系数。而对于溶解气驱时采收率的计算要具备的参数是溶解气含量、原油黏度和取决于开采压力的气体黏度。原始资料可以从储量估算和根据一定的试验研究来获得,当不具备上述手段时可以通过油田类比方法得到。在油藏自然衰竭式开采的采收率的计算图表中考虑了影响油田开发指标的储层特征动力学因素,并且该方法使用能量的增量作为计算的尺度,它可以表明地层压力下降过程中储层的能量状况。该指标决定了油藏自然衰竭式开采的目前和最终采收率大小。

表1 油田区块自然衰竭式开采的采收率计算

本文利用API采收率公式法和采收率图表法计算了均为自然衰竭式开采的13个油区的采收率,并将计算结果与技术文件中通过渗流力学模拟试验确定的采收率进行对比,计算结果如表1所示。

对表1中所列举的区块利用API公式法与渗流力学模拟试验法所得采收率结果之差的平均值为0.093,通过方法调整以接近于彼尔姆地区储层条件可提高计算精度。利用图表法同样与渗流力学模拟试验法的计算结果具有良好的吻合性,其中谷德理夫兹夫和斯特列简油田的吻合性最好,并且在两个油田的运算过程中仅用到储层自身的参数。当储层原始资料均具备时采收率平均差值为0.012;而新契民、卡梅史洛夫、列斯、萨斯诺夫和阿布立夫油田有三个基本参数 (地层水压缩系数、介质和气体黏度)是通过油田类比方法得到的,因此降低了结果吻合性,其差值将近0.113。

通过上述计算可以发现,为了提高计算结果的准确度,应该利用具体储层中原油和油气物性与对应地层温度下压力之间的关系、原油和地层水以及介质 (岩石)压缩系数。

结论

在必要的原始资料具备情况下利用油藏自然衰竭式开采的采收率图表法可完成以下工作:①确定弹性储量;②监测储层能量状态、规划油田开发年限和预测油气产量;③根据目前储层压力和累计采油量可有效评价剩余地质储量。

因此,为了快速计算油藏衰竭式开采条件下的采收率可以采用图表法和API公式法。利用图表法的优势在于能够快速拟合自然衰竭式开采的油藏能量,并且可以计算该开采方式下的采收率。

10.3969/j.issn.1002-641X.2010.2.001

资料来源于俄罗斯《Геология,геофизикаиразработканефтяныхигазовыхместорождений》2008 年 8 月

2008-12-16)