單縫單洞縫洞型碳酸鹽巖底水油藏彈性開采機(jī)理研究.pdf

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1、2013年7月西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)Ju1．2013第28卷第4期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)VoI．28No．4文章編號：1673-064X(2013)04-0051-04單縫單洞縫洞型碳酸鹽巖底水油藏彈性開采機(jī)理研究趙艷艷，康志江，張宏方(中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京100083)摘要：單縫單洞底水體系是一種簡單的縫洞模式，但對于探索縫洞型底水油藏的開采機(jī)理和開發(fā)規(guī)律至關(guān)重要．結(jié)合流體在裂縫中的運(yùn)動規(guī)律和液體彈性膨脹理論，建立了單縫單洞底水縫洞油藏彈性開采時油水兩相流動的數(shù)學(xué)模型，用

2、數(shù)值方法求解揭示了油水流動規(guī)律，得到了產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、含水率和采出程度隨時間的變化規(guī)律，以及含水率與采出程度關(guān)系曲線．單縫單洞縫洞型碳酸鹽巖底水油藏彈性開采的含水率與采出程度關(guān)系曲線特征為凸型，見水后含水上升很快．關(guān)鍵詞：縫洞型碳酸鹽巖油藏；彈性開采；產(chǎn)量；含水率；采出程度中圖分類號：TE31文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A塔河油田奧陶系碳酸鹽巖油藏屬于縫洞型油藏．油田開發(fā)呈現(xiàn)見水早，見水后含水上升快，產(chǎn)量1數(shù)學(xué)模型的建立遞減快的特征，油田的動態(tài)預(yù)測和控水穩(wěn)油存在較大的難度．目前成熟的油藏工程方法和開發(fā)理論主圖1是單縫單洞縫洞底水油藏的示意圖，井通要建立在連續(xù)多孔介質(zhì)滲流力學(xué)理論基礎(chǔ)上，過垂直縫與洞溝通．假

3、設(shè)原始油水界面在裂縫下端而縫洞型碳酸鹽巖油藏中既存在裂縫中的流動，也面以下，油井投產(chǎn)只產(chǎn)油不產(chǎn)水，在開采過程中，油存在洞中的N—s流動，原有的基于多孔介質(zhì)中滲水界面不斷上移，當(dāng)油水界面上移到裂縫下端之上流的很多油藏工程概念(包括孔隙度、滲透率、飽和時，油井開始產(chǎn)水，即油井見水，之后含水不斷上升．度、相對滲透率)和理論方法(包括物質(zhì)平衡方程假定裂縫為垂直縫，洞為圓柱體(圖1)，油井定法、試井、油藏數(shù)值模擬等)都不適應(yīng)．因此迫切需井底流壓生產(chǎn)；流體在縫里的運(yùn)動服從裂縫里的運(yùn)要研究適合于縫洞型碳酸鹽巖油藏的油藏工程方法動規(guī)律，洞里面的壓力處處相等，流體只發(fā)生彈性膨和開發(fā)理論．脹，運(yùn)動速度忽略不計(jì)

4、，僅考慮油水界面的上移；油本文對單縫單洞的縫洞底水油藏的彈性開采機(jī)水界面上移到裂縫下端面之上時，油井即開始產(chǎn)水．理進(jìn)行了研究，建立了油水兩相流動的數(shù)學(xué)模型因此，模型建立及計(jì)算分見水前和見水后兩個階段．(偏微分方程組)，并用數(shù)值方法進(jìn)行了求解，得到假定油井通過一長度為￡、高為h、寬為∞的垂直裂縫與原始容積為的溶洞相連(圖1)，溶洞內(nèi)了定井底流壓開采時的壓力、油水界面、產(chǎn)量、含水、上部為油，下部為底水，油的原始體積為i，水的原采出程度隨時間的變化規(guī)律，探討了含水率與采出始體積為i，油的黏度為。，水的黏度為，原始壓程度的變化關(guān)系．力為P，油的壓縮系數(shù)為C。，水的壓縮系數(shù)為C，忽收稿日期：2013

5、-02—10基金項(xiàng)目：國家科技重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”(編號：2011ZX05014—005)作者簡介：趙艷艷(1969．)，女，高級工程師，博士，主要從事油氣田開發(fā)．E．mail：624101552@qq．corn一52一西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)略裂縫和溶洞的可壓縮性，某一時刻t，溶洞的壓力Q。=(g0d一hw3(p最‘-ld為P，井底流壓為P，油井產(chǎn)量為口。．=(CoVoi+CwVwi)(pj—pwf)(1一e一‘瓦i‘)．(6)影響因素有原始壓力、井底流壓、流體參數(shù)、縫的參數(shù)、油藏體積和水體體積．易知油水的膨脹體積分別為AVo=c。Voi(pi—Pwf)(1一e一‘1

6、‘)；△=CwVwi(pi—Pwf)(1一e一。瓦1‘‘)．(7)油水界面上移到縫下端之上時油井見水，若原始油水界面距縫底最高點(diǎn)距離為日，截面積為A，則可由式cw(pi—Pwf)(1一e一番藝‘瓦1’r)=AH(8)i計(jì)算出見水時間圖1縫洞型油藏示意圖(油井見水前)見水時間的影響因素有原始壓力、井底流壓、流Fig．1Schematicdiagramforfractured-cavereservoirbefore帥terbreakthrough體參數(shù)、裂縫參數(shù)、油藏體積和水體體積．1．1油井見水前將見水時間代人累計(jì)產(chǎn)油量公式得見水時的累見水前裂縫里充滿油，油井只產(chǎn)油，根據(jù)流體在計(jì)產(chǎn)油量，即無

7、水采油量為裂縫里的運(yùn)動規(guī)律刮知，油的產(chǎn)量為Q=(G。i+Cw)AH．(9)hw(p—pwf)g?！墒?9)可知，單縫單洞底水體系的無水采油量只與流體參數(shù)、油藏體積、水體體積、原始油水界面位根據(jù)物質(zhì)守恒定律，裂縫里流體流動由溶洞里流體置和洞的截面積有關(guān)，與原始壓力、井底流壓、縫的的彈性膨脹補(bǔ)充，因此，見水前油產(chǎn)量等于油水膨脹參數(shù)沒有關(guān)系．速度之和，即1．2油井見水后-_(cVoCwVw)，(2)油井見水后，裂縫里油水同