油藏动力学在碳酸盐岩中的分析研究与应用

陈明仁

摘要：随着塔河油田不断开发，如何控制递减是开发一直面临的难题，而如何实现高产单元控水稳产是降递减的首要任务。前期分析方法仅通过单纯流压趋势对比、产层构造高低分析判断，由于各影响因素均孤立分析判断，分析结果准确度不高，无法指导油藏精细开发。油、气、水三项介质均属于流体范畴，研究其流动规律，对精细开发能够起到很好的指导作用，而动力学系统较运动学系统能更好表征流体运动状态。应用油藏动力学研究方法，通过计算各井流体势的大小，来指导单元的开发是一套有效的分析手段，本文将以典型的“断溶体”油藏TP12CX断裂上的大单元为例，应用流体势如何指导高产单元稳产，均衡底水抬升，底水突破单元如何明确剩余油分布，进行针对挖潜，从而提高单元整体采收率。

关键词：油藏动力学;流体势;高产单元;剩余油;断溶体;采收率

1.流体势分析基本原理

1.1流体势分析方法

20世纪40至50年代M.K.Hubbert（1940，1953）最早把流体势概念引入石油地质学，简称：Hubbert势——质量势，即单位质量流体所具有的机械能的总和，主要由位能、压力能和动能组成。后来，W.A.England（1987）对Hubbert流体势的概念进行了完善，引入毛管力的作用，认为流体势能是单位体积的流体相对于基准面所具有的的总机械能。

基于此，分析认为油藏中流体所具有的总机械能称为流体势能，简称势能。考虑流体在油藏开发过程中所受的作用了，流体所具有的势能主要包括位能、压能、动能及界面能（如图1）。

塔河缝洞型油藏埋藏深，对开发起主导作用的洞、缝渗透率高，因此界面能相对较小，可忽略，基于此，建立了缝洞型油藏流势表达公式，即：

对于以上计算式，在碳酸盐岩中，第一项为位能：反映重力的影响，相当于  将单位质量流体从基准面移至高程Z处克服重力所做的功;第二项为弹性势能：反映压力的影响，相当于将单位质量流体从压力为零（表测压力值）处移至压力为P处克服压力（弹性力）所做的功，考虑到气体的可压缩性带了积分号;第三项为动能：反映流体流速影响，是单位质量流体在流速为V时所具有的动能。

根据以上分析可知，开发中的油藏流体（地下），其流体势的大小主要取决于流体密度、地层流体压力以及高度等参数。其中重力加速度在同一研究区为固定常数，高度根据测点到基准面的距离决定，流体密度根据油井实测获得，地层压力根据实测资料或根据液面、含水折算获得，结合以上资料即可获得开发过程中任一口油水井的流体势。

2.流体势的应用

托甫台区断裂较发育，以断控岩溶为主，平面上沿主控断裂呈带状、次级断裂带和断裂区局部成片状分布。在研究区地质研究的基础上，根据以上原理，本文通过对F1大断裂上227X高产单元油井的流体势分布特征进行研究（以奥陶系一间房顶为基面），揭示该单元流体势分布特征，从而明确单元内剩余油富集区以及底水易突破区。

2.1 227X单元流体势的压力分布

227X單元位于深大断裂南部，单元由7口高产井组成（如图2），利用Hubbert势计算公式研究该单元内油井流体势变化趋势以及分布特征，分析认为该单元内227X井流势最高，目前水侵不易突破;246X井流势下降快，水侵易突破位置，风险点;

270H井初期差值最大，后期273H与246X井差值最大，是水侵最易突破位置。

2.2 227X单元合理产能确定

依据单元内油井流势分布特征，结合“易突破位置低流势，难突破位置高流势，同一基准面流势差相同”原理，尽量保证单元各个泄压点流势相当，设定均衡值，使底水均衡抬升，无法形成快速突破的点锥。均衡流势使得单元底水均衡抬升，避免了由于分析失误导致的底水点状锥进，影响产能。

经计算该单元油井目前流体势能及预期均衡势能值如表1所示：

结论

（1）油气运移遵从“高势区向低势区”，并在位于油气运移路径上的低势圈闭中聚集成藏，因而低势区是油气藏形成的有利区块。

（2）227X单元位于断裂上，而断裂附近常常出现流体势的低值部位，如断层是封闭的，则此处是油气聚集的最佳部位。

（3）参考单元内油井流体势分布，调整油井工作制度，均衡流势，目前该单元平稳生产。通过以上的分析以及应用结果，可见油藏动力学可以很好的指导油井高效开发。

参考文献：

[1]Hubbert M K.Entrapment of petroleum under hydrodynamics conditions[J].AAPG Bull，1954，37（8）：2026.

[2]Hubbert M K. The theory of ground - water motion[J].J Geol，1940，48（8）：785 – 944.