对低渗透未饱合油藏的分析与研究

李春放

相同条件下，启动压力梯度越大、变形系数越大，产油量越低；井底压力小于饱和压力时，IPR曲线存在最大产量点(拐点)；相同条件下启动压力梯度越小、变形系数越大，最大产量点对应的井底流压越高。含水率变化对最大产量点位置影响不大。研究成果对合理开发低渗透未饱和油藏具有理论指导意义。

未饱和油藏；介质变形；启动压力梯度；IPR曲线；最大产量点

1.研究的目的和意义

低渗透油气田广泛分布在我国的各个油区，其中探明储量占全国低渗透油田储量的80%以上。已成为制约我国石油工业发展的主要地质因素之一，也是储层研究理论技术发展的大好机遇。

油井流入动态关系(即IPR曲线)既是确定油井合理工作方式的依据，也是分析油井动态的基础，所以它是采油工程的一项基础性工作。国内外早就针对不同类型的油藏和油井进行了研究，建立了不同类型的IPR方程。油井流入动态方程表达了在一定的油气层压力下，流体产量与相应井底压力的关系。在油井流入动态的计算中，很少考虑这些因素的影响。同时，对低渗透油藏一般需要实施增产措施，实施增产措施后，油井的完善性也会发生变化，应用传统的流动效率概念计算IPR曲线时，经常会导致错误的结果。

2.研究现状

国内对油井流入动态的研究起步较晚，在低渗透储层流入动态中，忽略油藏介质变形性，只考虑启动压力梯度梯度对油井动态的影响，是与实际不符合的。宋付权、王厉强等同时考虑启动压力梯度梯度和压力敏感效应建立了变形介质低渗透油藏的产能模型，但也有其局限性。而且对于开采低渗油藏的油井，当井底流压降至饱和压力以下生产时，会出现一个最低流压界限和产量最大点。

3.低渗透油藏的开发研究概述

低渗透油藏综述及分类。渗透油藏的储层流体特征如下：储层物性较差，储层渗透率偏低；储层非均质性强；储层敏感性强；原油性质较好。对应流体特征，低渗透油藏的开发特征有：自然产能低，弹性采收率低；注水井注入压力高，吸水能力差；见水后无因此采液指数下降明显，油藏稳产难度大；开发中存在以下的主要问题：水驱控制程度较差；层间矛盾突出；油藏压力恢复不够理想。根据裂缝发育情况可将油藏分为裂缝型特低渗透砂岩油藏和非裂缝型特低渗透砂岩油藏两种。

低渗透油藏开发效果的影响因素。启动压力梯度梯度的存在造成了平均含水饱和度的降低和地层压力的升高，驱替效果变差。因为启动压力梯度梯度对驱替的影响主要体现在对表观粘度的影响上，随着G的增加，原油的表观粘度增大，因而造成油水两相流体的流度比越来越大，驱替前缘越来越不稳定，水窜现象越来越明显，从而导致驱替效率降低。同时，原油表观粘度的增加也会造成油水两相区内渗流阻力的增加，因此在相同的流速下，越靠近注入端地层压力相对要高。

毛管力对驱替的影响。在流度比值接近于1的水驱牛顿原油时，毛管力的作用使饱和度分布前缘发生改变，在油田实际生产中，特别是强烈非均质条件下，毛管力的增加能缓和水驱前缘的突破，保持水驱前缘的均匀。在低渗透油田开发中，毛管力的存在显著的影响含水饱和度的分布。

润湿程度对吸渗排油作用的影响。令启动压力梯度梯度G=100000Pa/m，取E=-0.1保持不变，C取变量值分别为0.1、0.2、0.4，在取q=0.005cm3/s时所对应的无因此变量D分别为1/4、1/8、1/16。由D值可见三种情况均处于毛管力在起主导作用的范围之内。D值越大说明水润湿程度越强。在其他条件保持相同时，润湿程度的不同对最终的采收率(含水率达到98％时的采出程度)没有显著的影响。对含水动态的影响也很小。

润湿性对驱替的影响。令启动压力梯度梯度G=100000Pa/m，取E=-1保持不变，C取变量值分别为0.4、0.4，在q=0.1cm3/s、C=0.4时所对应的无因此变量D为1.25。由D值可见两种情况下即不能忽略外部驱动压力也不能忽略毛管压力。C<0意味着岩石是亲油的。

平均地层压力的影响。不同启动压力梯度梯度下平均地层压力的作用进行了分析，发现在启动压力梯度梯度变化的情况下，在不同的压力水平下平均地层压力的作用并不一致。压力水平低时，启动压力梯度梯度变化对IPR曲线影响很大，随着平均地层压力的增大，启动压力梯度梯度变化对IPR曲线影响逐渐变弱，到平均地层压力为20MPa时，启动压力梯度梯度变化产生的影响已大大减少。

变形介质的影响。在油田开发过程中，地层要发生弹性、弹－塑性和塑性变形。变形引起储层绝对渗透率和孔隙度随压力降低而减小。在油藏生产中，由于地层压力下降导致储集层骨架变形，从而使孔隙度、渗透率降低的现象称为压敏效应，这种现象多出现在低渗透油藏或深层高压油藏中，压敏效应明显的油藏称为变形介质油藏。

4.未饱和油藏的产能计算

未饱和油藏的概述。未饱和油藏在开发初期，井底压力控制的较高，井下渗流还是以单相为主。到了开发中后期，由于放大生产压差，井底压力降低到流体饱和压力以下，渗流就出现两相流。严重时会出现气窜。导致IPR曲线出现拐点，即是随着井底流压的降低，产油量不升反降。

未饱和油藏的IPR曲线方程。IPR曲线方程推导：流动压力高于饱和压力——力、流动压力高于饱和压力，水相以束缚水的形式存在时，油层只存在原油单向流动。一般在此条件下，与压力之间的函数关系为：=，那么油相产量为：

流动压力低于饱和压力。当油藏压力高于饱和压力，流动压力低于饱和压力时，油井附近存在油气水3相，其中油气两相参与流动，而水相以束缚水得形式存在。设与压力之间的函数关系为

未饱和油藏也会出现拐点。是由于脱气的影响，具体说来是当井底压力低于饱和压力后，气体从液相中分离出来，由于气体的流动能力远大于液体的流动能力，所以当井底压力降低至泡点压力以下时，产油量可能不升反降。

低渗未饱和油藏产能公式的研究。油气两相渗流的流入动态：溶解气驱油藏中存在油气两相渗流。假设流动稳定、地层均质且各向同性，忽略重力和毛管力的作用，对于圆形地层中心一口井，其油相的渗流方程为：(3-29)

式中，为原油的相对渗透率。

油、气、水三相流动时的流入动态：

若，则有若，则有

若，则有(3-38)

式中为产液量，m3/d；为饱和压力，MPa；为含水率。

油、气两相产能预测新模型：

考虑启动压力梯度梯度的低渗油藏油、气两相平面径向流压力梯度计算公式为

低渗油藏油井往往产量较小，在近井地带地层压力梯度较大，井底流压较小。

当油藏启动压力梯度梯度为零时，最小井底流压即为零；而对于低渗油藏，油井必然存在一个极限井底流压，流压低于此点时，产量随生产压差增加而下降。同时，随着低渗油藏启动压力梯度梯度的增加，极限井底流压增加，即启动压力梯度梯度越大，井底流压的可调节范围越小。

建立了考虑启动压力梯度，介质变形的低渗透未饱和油藏的产能公式。绘制的理论IPR曲线与矿场实际数据吻合，证明该产能公式适用于低渗透未饱和油藏。井底流压大于饱和压力时的未饱和油藏，在相同井底流压下产油量随着启动压力梯度的增大而减小，随着变形系数的增大而减小，并且随着变形系数的增大有出现拐点的趋势。井底流压小于饱和压力时的未饱和油藏，IPR曲线存在最大产量点。在相同条件下，启动压力梯度越大、变形系数越大，产油量越低；相同条件下启动压力梯度越小、变形系数越大，最大产量点对应的井底流压越高。含水率变化对最大产量点位置影响不大。

[1]崔梅红，殷志华.低渗透油田开发实践及认识[J].断块油气田，2007.07

[2]王文环，袁向春，王光付等.特低渗透油藏分类及开采特征研究[J].石油钻探技术，2007.01

[3]李东霞，苏玉亮，李成平.低渗透储层驱替特征研究[J].油气地质与采收率，2006.07