高集油田高7断块油藏注采井间连通性分析

盛思璐,江厚顺,刘黎刚

张锟,蔡有君,陈煌炬 (长江大学石油工程学院,湖北武汉430100)

高集油田高7断块油藏注采井间连通性分析

盛思璐,江厚顺,刘黎刚

张锟,蔡有君,陈煌炬 (长江大学石油工程学院,湖北武汉430100)

高7断块油藏是高集油田主力区块之一,2套含油层系阜宁组阜二段2、3油层组 (、)共划分9个单砂体,砂体间动用程度差异大,纵向平面水驱不均匀,含水上升快,注采矛盾突出。为抑制含水上升过快,需要开展深部调驱作业。为此采用流线模拟法追踪流线轨迹来模拟注采井间各小层流线分布,判别注采井间各层系连通性。模拟计算结果表明、小层流线分布密集,为主力开发层系,高7-13井、高7-14井和高7-5井三口井周围流线共聚度大,油水井间连通性好,为区块调驱选井选层提供依据。

连通性分析;流线模拟;注采井间;高集油田

高集油田构造位于江苏金湖凹陷西斜坡中段,其中高7断块属于受构造控制、局部受岩性及物性影响的层状构造油藏。高7断块是高集油田主力区块之一。

高7断块包括两个主要含油层系是阜宁组阜二段2、3油层组 (、),油层的含油面积分别为1.3km2和1.7km2;探明石油地质储量157×104t,其石油地质储量分别为33×104t和124×104t;整个区块储量丰度92.35×104t/km2;、有效厚度分别为4.1m和7.9m。高7断块平均孔隙度18.6%,的平均渗透率63.4m D,的平均渗透率103m D,属于中-浅层、中丰度、低-中产能的小型整装断块油藏。油藏温度范围为73～89℃,地温梯度3.47℃/100m,油层中深温度为77.5℃。原始地层压力范围16.3～20.6MPa,原始压力因数在0.97～1.0之间,目前地层压力13.46MPa,饱和压力为2.72MPa。

1 高7断块生产现状

截止到2013年6月,高7断块共有油井总数23口,油井开井19口,平均单井日产液12.3t,平均单井日产油2.02t,综合含水率73.8%,区块累计产油35.43×104t,累计产水65×104m3,地质储量采出程度22.57%。注水井13口,开井数11口,日注水平均25.2m3,累计注水108.1×104m3,累计注采比1.02,注采大体平衡。该区块近几年产油量下降,产水量逐步上升,水油比一直在升高。为了抑制该区块含水上升过快趋势,需要采取深部调驱作业措施。因此,对区块注采井间连通性的判别将是十分重要的。

2 流线模拟模型

流线方法[1]是由早期Higgins和Leightont[2,3]建立的流管方法发展起来的,通过简化流管位置和几何形状的算法以及使用数值法代替解析法来求解饱和度方程,应用流线替代流管,从而使流线模型逐渐代替了流管模型并不断被完善。在数值模拟中,流线模型把三维模型的计算转化成沿每条流线的一维计算,同时进行流体流动计算,较传统的有限差分法计算更有效率。井间注采关系分析比较成熟的流线生成方法是稳态场流线追踪计算方法。现场地下体积注采比一般不等于1,因此是一个拟稳态甚至不稳态流场,对于这种拟稳态或者不稳态场的流线生成采用质点追踪方法。

2.1 流线模拟数学模型的建立

基本假设:①油藏中流体为油、水两相,忽略气相的存在;②油藏中流体和岩石均为不可压缩;③油藏中流体的渗流过程是等温的;④油藏中流体的渗流服从线性渗流规律。根据上述假设,在考虑重力及毛细管力效应的情况下,建立了流线模拟的数学模型[4]。

连续性方程为:

式中:ρj为油水各相的密度,kg/m3;vj为油水各相的渗流速度,m/s;qj为各相在单位时间、单位体积岩石中注入(或采出)的质量流量,kg/(m3·s);ϕ为孔隙度,1;Sj为各相的饱和度,1;t为时间, s。

油、水组分的运动方程为:

式中:K为油藏的绝对渗透率,D;Krj为各相的相对渗透率,1;μj为各相的黏度,Pa·s;pj为各相的压力,MPa;g为重力加速度常数,m/s2;D为某一基准面算起的深度,与重力加速度方向相同, m。

将运动方程代入连续性方程得渗流方程:

毛细管压力方程:

式中:pcow为毛细管力,MPa;Sw为水相饱和度,1;po、pw分别为油相和水相的压力,MPa。由毛细管压力方程和渗流方程得出压力方程:

式中:λo为油的流度,μm2/(mPa·s);λl为总流度,μm2/(m Pa·s);γ为油、水相的总重度, N/m3;qw为单位时间、单位体积岩石中注入(或采出)油、水的总体积流量,m3。

对于给定的流体质点,沿流线流动距离s所用的时间为:

式中:vt(δ)为流体质点沿流线运移的速度,m/s;δ为沿流线的坐标。

饱和度方程为:

式中:fw为含水率,1;λw为水的流度,μm2/(mPa·s)。

2.2 模型的数值求解

1)压力方程求解 根据有限差分法[5,6],对压力方程进行七点有限差分,根据差分格式用迭代法求出各网格tn+1时刻的水相压力。再根据毛细管压力方程求得各网格tn+1时刻的油相压力。

2)饱和度方程数值求解 求解出油水两相压力场后,就可以根据下面的公式求解沿流线的饱和度分布。

将饱和度方程中的对流项、重力及毛细管力项分别求解。运用算子分离技术[7]可以将对流扩散方程分解为2个部分。一个为描述对流项的非线性的双曲型方程和一个描述重力及毛细管力项的抛物型方程。

2.3 模拟结果

基于流线模拟理论,运用软件模拟了高7断块注采井间各小层的流线场,结果如图1～4所示。

图1 小层流场线分布

图2 小层流场线分布

图3 小层流场线分布

图4 小层流场线分布

从流线的形态可以清晰地看出流体流动的方向,流线的聚集程度也可以表征油水井间连通程度,从而根据流线图可以对油田开发过程中的流体运移情况有个明确的认识。

表1 各小层流线共聚度

在油藏的网格通道中,不同的流线经过相同的网格通道,则该通道中包含的所有流线叫做流线束,而流线束中包含的流线条数与注入井发射的流线总数的比值就叫做流线共聚度。通过对流线模拟结果图件中流线条数的统计,可以相应地计算出流线共聚度[8](见表1),从表1中可以看出和的流线共聚度相对较大,表明这两个小层水流优势通道最为发育,油水井间连通好。

3 结论

[1]罗二辉,胡永乐.流线数值模拟中的流线追踪技术[J].油气井测试,2013,22(3):11～12.

[2]Higgins R V,Leighton A J.A computer method to calculate two-phase flow in any irregularly bounded porous medium[J].JPT, 1962,14(3):679～683.

[3]Higgins R V,Leighton A J.Computer prediction of water drive of oil and gas mixtures through irregularly bounded porous media-threephase flow[J].JPT,1962,14(3):1048～1054.

[4]刘慧卿.油藏数值模拟方法专题[M].东营:石油大学出版社,2001.20～25.

[5]Pollock D W.Semianalytical computation of path lines for finite difference models[J].Ground Water,1988,26(6):743～750.

[6]刘雄,王晓冬,郝明强,等.流线法在二维两相渗流解析求解中的应用[J].断块油气田,2013,20(3):337～340.

[7]杨伦标,高英仪.模糊数学原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社,2004.75～76.

[8]盖平原.注采井间连通性的定量研究[J].断块油气田,2011,30(2):19～21.

[编辑] 黄鹂

TE33

A

1000-9752(2014)09-0117-04

2014-03-28

国家科技重大专项(2011ZX05010-003)。

盛思璐(1989-),女,2012年大学毕业,硕士生,现从事石油天然气开发方面的研究。

江厚顺(1969-),男,博士,副教授;E-mail:40592597@qq.com。