油井合理井底流压的确定

高 飞 何玉发 陈昱林

(1.中海油研究总院，北京 100027;2.西南石油大学，成都 610500)

对于注水开发的油井，大量的生产实践和稳定试井资料表明，油井的产液量并不是随着井底流压的降低而不断增大的［1］。当井底流压降低到一定程度时，油井的产液量不增反降，因此存在一个产液量最大的最佳井底流压值。油井流入动态曲线出现向压力轴偏转的原因是井底流压降低到原油饱和压力以下后，井筒附近原油大量脱气，液相相对渗透率降低，最终造成油井产液量不增反降。本文通过分析气、液相的相对流动能力，采用无因次化处理的方法，确定油井的合理井底流动压力，并进一步寻找合理井底流压随含水率的变化规律。

1 油井流入动态模型的建立

考虑原油脱气和油井产水的影响，基于油井流入动态模型［2］，以原油饱和压力为节点，不同井底流压条件下，可将油井的流入动态划分为3种情况:

当井底流压高于原油饱和压力(pwf＞pb)时，油井产量与井底流压呈线性关系:

当井底流压等于原油饱和压力(pwf=pb)时，油井产量计算公式为:

当井底流压小于原油饱和压力(pwf＜pb)时，水驱油藏中由于溶解气的析出，存在油气水三相流动，此时油相的相对流动能力可表示为:

式中:Vm—采出1 t原油，井底条件下的油气水总体积，Vm=Vo+Vg+Vw。

代入式(3)，得到原油相对流动能力:

油井的产量公式可表示为:

其中R为井底条件下的游离气与原油的体积比［3］。

式中:qo—产油量，m3d;pr—地层压力，MPa;Jo—采油指数，m3(d·MPa);pwf—井底流压，MPa;pb—原油饱和压力，MPa;fw—含水率;Ri—原始气油比，m3m3;Bg—井底条件下的天然气体积系数;Rs—井底条件下的溶解气油比，m3m3;Z—天然气压缩因子;T—井底温度，K;γg—天然气相对密度;γo—原油相对密度。

当井底流压大于或等于原油饱和压力时，油井的产液量与井底流压呈直线关系。这里，重点讨论井底流压小于饱和压力时油井产液量与井底流压的关系。当井底流压小于原油饱和压力时，产油量qo可看成是:

式中:qob—饱和压力上拟产量，m3d;qowf—饱和压力下拟产量，m3d。

式(6)中采油指数为一常数，从而式(6)前半部分计算结果也为常数，为了便于更直观地反映流入动态模型形态与原油饱和压力的关系，现只考虑公式的后半部分，对qowf与pwf的关系进行分析，即

2 油井合理流压的确定

定义pwf/pb为油井的无因次流压，qo/qb为油井的无因次产量，当油井不产水(即fw=0)时，式(7)可简化为式(8):

选取X油田WQC6层、HSC8层和JYC4+5层的油藏进行模型的计算，各区块基础数据见表1。

表1 各区块基础数据

将表1中的数据代入式(8)分别计算得到不同流压pwf下的qowf，并对数据进行无因次化处理，结果见表2。

表2 油藏不同无因次流压对应的无因次产量计算结果

绘制无因次产量与无因次流压的关系曲线见图2。

图2 无因次产量与无因次流压的关系

计算出3个区块最大产液量点对应的无因次流压，进而计算得到该区块的合理井底流压见表3。

表3 合理井底流压计算结果

分析可知油井的合理井底流压与原油饱和压力存在较为明显的关系。在油井不产水的情况下，井底流压为原油饱和压力的0.5倍左右时，油井产量最大，因此3个区块的油井合理井底流压即为原油饱和压力的0.5倍。

3 油井合理流压与含水率的关系

对于注水开发的油田，开发到一定阶段，油井往往产水，含水的变化也会对油井的合理流压产生影响。对WQC6层、HSC8层和JYC4+5层这3个区块分别进行含水率敏感性分析，计算得到不同含水率条件下，油井产量最大时的无因次流压与含水率关系曲线见图3。

图3 油井产量最大时无因次流压与含水率的关系

饱和压力对合理流压的影响并不显著，3个区块油井产量最大时无因次流压－含水率关系散点基本落在同一条曲线上。对图3中的数据点进行曲线拟合回归，得到3个区块产水油井的合理流压比与含水率间的关系式:

式中:pwf/pb—油井最大产量时的无因次流压;fw—含水率，小数。

式(9)即为产水油井合理流压比的计算公式，在油田开发的不同阶段，在知道油井含水率和饱和压力后，利用式(9)可以求取油井的合理流压，指导油井生产。

4 结论

(1)考虑井底原油脱气的影响，分析原油相对流动能力，建立了油井流入动态分析模型。

(2)对X油田WQC6层、HSC8层和JYC4+5层这3个区块进行无因次化处理分析，得到3个区块油井合理井底流压为原油饱和压力的0.5倍。

(3)利用无因次模型，计算得到不同含水率条件下油井产量最大时的井底流压，并拟合回归得到油井合理流压与含水率的关系方程，为油田生产提供依据。

［1］林玉秋，林树华.采油井合理流动压力的界限［J］.石油勘探与开发，1995，22(6):51-53.

［2］王俊魁，李艳华.油井流入动态曲线与合理井底压力的确定［J］.新疆石油地质 1999，20(4):414-417.

［3］高文君，尹永光，胡银权，等.油井流入动态方程理论研究及应用［J］.新疆石油地质，2005，26(1):87-89.