利用生产动态资料计算启动压力方法研究

张顺康，万茂雯

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

利用生产动态资料计算启动压力方法研究

张顺康，万茂雯

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

针对传统的计算启动压力方法存在的不足，从低渗透油藏的渗流运动方程出发，建立了启动压力与生产压差的关系，结合油藏实际生产动态数据，可以计算出启动压力梯度。现场应用实例表明，利用生产动态资料计算启动压力梯度的方法相对简单、快捷，并且能够有效地为现场措施调整提供决策参考。

生产动态 低渗透油藏 启动压力梯度 注采井网

低渗透油藏开发中，启动压力梯度对于研究合理的注采井距、合理注采压差等方面具有重要的意义[1-4]。目前求取启动压力梯度的方法归纳起来，主要有室内实验研究方法、理论计算方法和试井方法。室内研究方法比较直观，是目前比较公认的求取启动压力梯度的方法。但该方法存在两个缺陷，一是实验条件与油藏实际驱替条件存在明显区别；二是由于难以保证岩心处于地下高温高压时的自然状态，难免会带来一定的误差。理论计算方法论证清晰，思路简练，比较简捷，但计算公式中的参数也要通过实验获得，在实用性方面存在明显的不足。试井方法由于施工时间较长且费用较高，并且会给油田的实际生产带来影响，因而实用性较差。而生产动态资料是油田开发过程中取得的第一性资料，直观反映了储层和流体的特征，利用现场丰富的生产动态资料，在考虑启动压力梯度的渗流理论基础上求解启动压力梯度则是一种比较好的方法。

1 基本原理

考虑启动压力时，低渗透油藏的渗流运动方程[5]为：

(1)

公式中：v为渗流速度，mm/s；K为渗透率， μm2；μ为粘度，mPa·s；λ为启动压力梯度，MPa/m；gradp为压力梯度，MPa/m；

从公式(1)中可以看出，当gradp<λ时，流体不能发生流动，只有当gradp>λ时才能流动。公式(1)具有以下特征：随着压力梯度的增加，启动压力梯度的影响逐渐减小。因而，在相对较高的压力梯度区间内(压力梯度仍然在层流临界压力梯度范围内)，渗流速度和压力梯度的关系曲线是一条不通过原点的直线。

对于平面径向流，油井的产量可以表示为：

(2)

公式中：q为流量，10-3m3/s；h为油层有效厚度，m；pe为边缘压力，MPa；pw为井底压力，MPa；Re为供油半径，m；Rw为油井半径，m；

对于采用一定形式注采井网的实际油藏来说，如果注采井间能够有效地驱动，可以近似认为井网的注采井距L等于平面径向流的供给边缘的距离。因而

qo=J(Δp-λL)=JΔp-JλL

(3)

公式中：qo为油井日产油量，t/d；J为采油指数，t/(MPa·d)；Δp为生产压差，MPa；L为注采井距，m。

以X=Δp为横坐标，Y=qo为纵坐标，通过油藏实际生产动态数据线性回归得到相关参数，公式(3)可以写成如下形式：

qo=aΔp-b

(4)

其中，a、b分别为回归得到的斜率和截距。

公式(4)中，油井日产油量qo可根据动态生产数据直接获得，而油井生产压差与油井静压和井底流压有关：

Δp=p0-pwf

(6)

公式中：p0为油井静压，MPa；pwf为油井井底流压，MPa。

油井静压可根据压力测试数据获得，对于新投入开发的油藏，可认为油井静压等于原始地层压力，而油井井底流压主要与套压、泵深、动液面等因素有关，可由如下公式计算获取：

pwf=pt+0.009 81hρ气+0.009 81(H泵-H动)ρ油+0.009 81(H中-H泵)ρ混

(7)

公式中：pt为套压，MPa；h为油套环形空间气柱高度，m；ρ气为油套环形空间气体密度， g/cm3；H泵为泵深，m；H动为动液面，m；ρ油为原油密度， g/cm3；H中为油井生产层位中部深度，m；ρ混为油水混合液密度， g/cm3。

ρ混=ρ水fw+ρ油(1-fw)

(8)

公式中：ρ水为地下水密度， g/cm3；fw为油井含水率，无因次。

当油井套压较小时(多数情况下为0)，油套环形空间中的气体密度也很小(小于0.001 g/cm3)，以埋深2 000 m油藏为例，若油套环形空间中的气柱高度为1 500 m，此时气柱产生的压力小于0.015 MPa，该数值相对于油、水等液柱产生的压力来说较小，因而对井底流压及启动压力梯度的影响可以忽略。

根据公式(3)和公式(4)，启动压力梯度的计算公式可以表示为

(9)

2 实例应用

S7断块油藏埋深2 150 m，平均孔隙度为23%，平均渗透率41×103μm2，原始地层压力20.82 MPa，地质储量222×104t，采用三角形井网开发。近年来，S7断块开发效果逐渐变差，有必要对注采井网进行调整。S7块初期生产动态资料显示投产油井套压为0，故在计算油井井底流压时忽略油套环形空间气体的影响。根据油井动态资料进行线性回归得到斜率和截距，可以得到S7断块的启动压力为3.06 MPa，结合平均注采井距(362m)，计算出启动压力梯度为0.008 5 MPa/m(图1)。

图1 S7断块开发初期启动压力梯度的确定

根据计算出的启动压力梯度，对注采井距进行了优化，调整以后的注采井距缩小到250 m左右，调整后，水驱控制程度由80.1%提高到85.9%，采收率由21%提高到23%，增加可采储量4.44×104t。

3 结论

(1)从低渗油藏的渗流运动方程出发，建立了启动压力与生产压差的关系，结合油藏实际生产动态数据，可以计算出启动压力梯度。

(2)应用实例表明，本文提出的方法相对简单、快捷，并且能够有效地为现场措施调整提供决策参考。

[1] 任允鹏，苏玉亮，张传宝，等．启动压力梯度对低渗透油藏水驱油规律的影响研究[J].科学技术与工程，2014，14(14)：181-184.

[2] 唐伏平，唐海，余贝贝，等．存在启动压力梯度时的合理注采井距确定[J].西南石油大学学报，2007，29(4)：266-268.

[3] 李留仁，胡永乐．非均质多层低渗油藏合理注采井距的确定.新疆石油地质[J].2010，31(3)：266-268.

[4] 吕成远，王建，孙志刚．低渗透砂岩油藏渗流启动压力梯度实验研究[J].石油勘探与开发，2002，29(2)：86-89.

[5] 孙黎娟，吴凡，赵卫华，等．油藏启动压力的规律研究与应用[J].断块油气田，1998，5(5)：30-33．

(编辑 王建年)

A New calculation method for start-up pressure based on dynamic data

Zhang Shunkang,Wan Maowen

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofJiangsuOilfield,SINOPEC，Jiangsu225009，China)

Aiming at the problems in the traditional methods for calculating start-up pressure,the relationship between start-up pressure and production pressure difference was established based on the seepage flow equation for low permeability reservoir.And then combined with the actual dynamic data of reservoir,the start-up pressure gradient can be calculated.The application example showed that the method is relatively simple and quick to calculate the start-up pressure gradient,and can effectively provide the decision reference for the adjustment of the field measures

production dynamic data；low permeability；start-up pressure gradient;permeability;injection-production pattern

2016-05-18；改回日期：2016-09-08。

张顺康(1979—)，博士，高级工程师，现从事油藏工程研究工作，电话：0514-87760793，E-mail：zhangsk.jsyt@sinopec.com

中国石油化工股份有限公司“真武油田改善水驱提高采收率研究”(P11025)。

10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.04.011

TE332

A