基于流管法的低渗透油藏水驱动态分析

肖圣洁 郭有鑫

摘要：本文圍绕基于流管法的低渗透油藏水驱动态展开讨论，借助油藏工程计算方法，遵循流管法的基本原理，保证油田实际产量与计算量相同。在对油藏分布以及产量进行计算时，应充分考虑启动压力梯度，避免计算时出现误差，影响到计算的准确性。

关键词：低渗透油藏;流管法;启动压力梯度;水驱动态

引言：

在低渗透油藏类型的油田进行开采时，借助水驱开发法，既能提升采油效率和速度，还能保证油田开采的稳定性。目前，对低渗透油藏水驱动态进行研究时，结合产量、水驱前缘或者波及系数等参数，需要更加关注每项参数具有的联系关系，才能在分析时，控制低渗透油藏采油效率。所以，在现阶段水驱动态分析时，采用压力梯度开发指标方法进行计算，并基于流管法原理，建立法井网三角流管模型。

1.流管模型的建立

对低渗透油藏水驱动态进行充分的分析，按照五点法井网，将其中的1/8平面作为单元，按照三角流管思想计算流管水驱动态，从而获得相应的分析数据。

在计算过程中，按照等角度形成N根流管，根据公式确定每根三角流管参数：α₁=β₁=π/4，△α=△β，△α=π/4。在1≤ι≤N范围内，每个流管α（ι）=β（ι）=π/4N·（ι-1/2），L（ι）=l/cosα（ι）。

2.水驱动态指标计算原理

在低渗透油藏水驱动态分析过程中，出现两相渗流情况，需要对启动压力梯度充分的考量，并根据非达西渗流公式，在一维三角流管中得到的公式如下：q/A（ξ）=-KK_ro/μ₀（dp/dξ+λ_o）-KK_rw/μ_w（dp/dξ+λ_w），在公式中q代表产液量，单位为m³/s，K代表绝对渗透率，单位为m²，KK_ro与KK_rw代表油相和水相的渗透率，μ₀与μ_w代表油和水粘度，单位为Pa·s，p代表压差，单位为Pa，λ_o与λ_w代表油相和水相的启动压力梯度，单位为Pa/m。根据上述公式可知，进行简化后可得△p=q·R+F，在公式中△p代表生产压差，单位为Pa。

在上述公式中，R代表渗流阻力，在流管内随着注水量和水驱前缘位置的变化发生改变。所以，在单根流管内，产油量和产水量计算公式为q（ι）和q（ι）（1-f_woutlet）、q_w（ι）分别为0和q（ι）f_woutlet，在公式内，q_o（ι）代表第ι根流管产油量，单位为m³/s，而q_w（ι）代表第ι根流管产水量，单位为m³/s。另外，q（ι）代表第ι根流管产液量，单位为m³/s，f_woutlet代表出口端含水率，单位为%。

以一维驱替前缘推进方程为计算方法，在三角流管内，可根据公式f_woutlet=Φ/?^T₀qdt·tan△α/2·h（1/2·L²-2r²_w），在公式中Φ代表孔隙度，T代表总注水时间，单位为s。按照想丢渗透率曲线公式可知，K_ro=α₁（1-S_WD）^m，K_rw=α₂（S_WD）ⁿ，S_WD=（S_W-S_WC）/（1-S_or-S_WC）。

3.水驱动态分析

以某油田对低渗透油藏水驱动态进行分析，结合基本参数以及五点法井网计算单元，对以下参数进行分析，包括油水井距、油藏孔隙度、渗透率、油层厚度、井筒半径、注入量、水相粘度、油相粘度、水相启动压力梯度、油相启动压力梯度、流管划分数目、流管划分单元数。而根据相对渗透率曲线，在K_ro曲线降低时，K_rw曲线会上升，而当K_ro曲线相对渗透率在0-0.2范围内，K_rw曲线含水饱和度在0.5-0.6范围内时，两条曲线会产生相交点。

3.1模型验证

借助模型进行验证时，需要对启动压力梯度考虑和不考虑两种情况下，对比计算产油量与实际产油量。通过比较发现，在考虑启动压力梯度的情况下，产油量和计算产油量较为接近。但是，若未能考虑启动压力梯度，会使计算的产油量高于实际产油量。以对比的数据可知，在流管模型中，考虑启动压力梯度，对于计算出准确的产油量发挥至关重要的作用。

3.2渗透阻力变化

根据各流管的渗流阻力，在规定的时间内变化可知，每根流管的渗流阻力曲线，会在渗流阻力变化下发生改变。通常情况下，若增加初始状态的渗流阻力，此时K_ro/μ₀+K_rw/μ_w计算值与渗流阻力值，按照油水总流度的变化，成非单调函数变化关系。一旦在特定的时间内，流管超过临近状态，流管受到的渗流阻力逐渐降低。

在每个流管内受到的渗流阻力变化可知，若主流管的渗流距离缩短，注水量会会突破渗流阻力，而此时的渗流阻力降低到最小值。若流管内的注水速度降低，会增大渗流阻力。

3.3饱和度分布和水驱前缘动态

结合主流管的饱和度分布情况，在时间不断增加过程中，会有更多的水进入到流管内，而水驱前缘与采油井端的距离不断缩小。若注入水突破极限值，会消除水驱前缘，同时也会增加含水饱和度。另外，在指定的时间段内，水驱前缘与注入井端含水饱和度，成正比例关系，若含水饱和度增加，递增幅度会加大。

3.4产量变化

按照主流管产油量、产水量以及水油比关系，在主流管初期注水时间段内，产油量保持稳定状态，此时水油比为0。若注水时间发生变化，且注入水在某一时刻大量增加，而产油量会降低。在注入一段时间水后，产油量和产水量保持平衡关系，这时会上升水油比。

3.5采出程度及波及系数变化

以五点法井网单元的猜出程度，以及波及系数在时间变化而改变时，若时间增加，采出程度和波及系数也会增加。但是流管突破见水后，采出程度和波及系数，尽管会持续增加，但是增加的速度不断变慢，最终趋于平衡的状态。根据上述参数可知，若流管突破后，会降低水驱效率。

结语：

综上所述，根据流管法，对低渗透油藏水驱动态分析可知，在注水拓展过程中，每个流管的水驱前缘前进减缓，此时渗流阻力会增加。另外，若主流管突破前，产油量较为固定，并且不会产水，此时采出程度和波及系数，在时间变化过程中速度不断减慢，导致水驱效率不断减少。

参考文献：

[1]宋付权，刘慈群.低渗透油藏水驱采收率影响因素分析[J].大庆石油地质与开发，2000，（1）：30-32.

[2]何秋轩，阮敏，王志伟.低渗透油藏注水开发的生产特征及影响因素[J].油气地质与采收率，2002，（2）：6-9.

[3]牛彦良，李莉，韩德金，等.低渗透油藏水驱采收率计算新方法[J].石油学报，2006，（2）：77-79.