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1、十屋油田注采井距与注水见效时间研究 靖 伟,王建波,王科战 (中石化东北油气分公司勘探开发研究院,吉林 长春 130062) 摘 要:合理注采井距与注水见效时间是指导油田初期布井的关键决策参数,它的准确与否,直接 影响该油田的采收率与经济效益。 本文考虑十屋油田低孔低渗的油藏特点,利用渗流力学及其它低渗油 田的经验公式,计算十屋油田的合理注采井距与注水见效时间。 关键词:十屋油田;注采井距;注水见效时间; 1 地质概况 十屋油田位于松辽盆地东南隆起区十屋断陷东 北部。是一个被多条近南北向断层切割的破碎的背 斜构造。 十屋断陷中央构造带是受营末、 登末及嫩末 运动叠加改造而成的大型褶皱构造带,南
2、至桑树台 控盆断裂,北至太平庄凸起,纵贯十屋断陷,囊扩了 十屋断陷最有利源区;十屋断陷最大沉积体系 扇三角洲与之复合匹配,聚集了十屋断陷主要油气 资源,是松辽盆地东南隆起十屋断陷中央构造带上 的有利油气富集带。 十屋油田为构造岩性油藏,油层平均孔隙 度9. 6% ,储层平均空气渗透率7. 8510- 3m 2, 属低 孔低渗储层。地层压力16. 91 M Pa,地温梯度为3. 7?100m ,属常压、 常温油藏。地面原油密度0. 8675g?cm 3, 地面原油粘度17. 5m Pa s, 凝固点 26,含蜡量25. 4% ,原油体积系数1. 133。 2 合理注采井距计算 世界上有不少低渗透
3、油藏,我国也有相当数量 的这类油藏,在近几年新探明石油地质储量中,低 渗透、 特低渗透储量所占的比例越来越大。 而在已投 入开发的低渗透油田中,有相当部分是处于低产、 低效状态。因此,对于已开发的低渗透油田如何进 一步改善开发效果,未动用地质储量如何尽快、 有 效地投入开发,这对保持我国石油工业持续稳定发 展有着十分重要的意义。然而,低渗透油田由于存 在启动压力梯度,注采井间的压力损耗梯度很大, 在大井距条件下开发,压力的损耗则更加严重。 为了 减少压力损耗,最有效的方法是打加密井、 缩小井 距,但是盲目地加密井网,势必增加投资成本,增 加开发的风险。因此,确定油层能够有效动用的注 采井距对低
4、渗透油田的经济、 有效开发具有重要意 义。 图1 注采井间主流线示意图 假设在均质无限大地层中有不同产量的A、B 两口井,其中A为注水井,注水量为- qw ;B 为生产 井,产油量为+ qo,两井之间距离为 R ( 图 1) 。则A、 B两井主流线上任意一点M(距离注水井为r)的势 为:QM= q0 2hln (R- r) - qw 2hlnr+ C (1) d5M dr = q0 2h - 1 R-r- qw 2h 1 r (2) 根据势的定义有: 5= K p (3) 将( 3)式代入( 2)式,则: K dp dr= q0 2h0 - 1 R-r- qw 2hw 1 r (4) 由达西径
5、向流公式可得: q0= 2K0h0 (p e- pwf) 0lnre? (R- r) (5) qw= 2Kwhw (p inf- pe) wlnre?r) (6) 地层中任意一点的势为: 5=2 n i= 1 qhi 2lnri+ C (7) 供给边界处的势为: 5e=2 n i= 1 qhi 2lnre+ C (8) 将(8)式减去(7)式,并把(3)式代入,整理后 得地层中任意一点的压力为: p= pe- 2Kh 2 n i= 1qiln re ri (9) 将(9)式、(5)式和(6)式代入(4)式,整理后 得A、B两井主流线上任意一点M处的驱动压力梯 度表达式为: GD= pe- pw
6、f ln (R- r) ?rw 1 R-r+ pinf- pe ln (r?rw) 1 r (10) 所以只要确定了注水井底压力、 生产井底压力、 地层压力和注采井距就可以确定注采井之间任意一 点的驱动压力梯度。 图2 注采井距与驱替压力梯度关系 驱动压力梯度在注水井和生产井附近很大,注 采井之间逐渐减弱,并在注采井主流线中点附近最 小,注水能量主要消耗在井筒附近。因此,在不同 341 2009年第13期 内蒙古石油化工 收稿日期: 2009- 03- 28 作者简介:靖伟(1982 ), 男,辽宁开原人,助理工程师,主要从事油田开发研究。 的注采井距下,注采井之间必然存在一个最小驱动 压力梯
7、度GDm in,只有当这个最小驱动压力梯度克 服最大启动压力梯度时,注采关系才能建立,此时 GDm in所对应的井距即是油层能够动用的最大注 采井距(见图 2) 。 启动压力梯度和渗透率的关系低渗油田经验公 式: GD I= 0. 3632K- 0 . 9553 当R= 2r时, GD= GDm in,当GDm inGD I时, 驱动压力大于启动压力,注水有效。 当R= 2r时,将各参数(地层压力16. 91 M Pa,采 油井井底流压7. 8 M Pa,注水井井底流压40 M Pa,井 径0. 1m ,平均渗透率7. 85mD)代入公式: pe- pwf ln (R- r) ?rw 1 R-
8、r + pinf- pe ln (r?rw) 1 r 0. 3632K- 0 . 9553 计算注采井距 : R 185. 55m ,驱动压力大于启 动压力,注水有效。 3 注水见效时间 注水是油田开发广泛使用的方法之一,水井注 水后,地层压力提高效应自水井不断沿流线方向向 油井传播。 当沿速度最快、 路径最短的主流线传播到 油井后,油井开始受到注入水的影响,油井开始受 效,这个时间就是所谓的见效时间。 低渗透油藏渗流规律与中高渗油藏的渗流规律 不同,其最大特点是存在启动压力梯度。 启动压力梯 度对注水见效时间的影响是十分大的,低渗透油藏 注水效果与中高渗油藏明显不同。低渗透油藏注水 见效时间
9、比较晚,用常规的压力波动影响半径和时 间的关系公式不能正确预测。低渗透油藏的渗流规 律用下式表示: v= k 0 dp dr- dp dr 0 (11) (11)式中 (dp ? dr) o为启动压力梯度。积分可以 得到稳定生产时径向流的压力分布和产量公式 Pe- p r= Q00 2khln re r + dp dr 0 (r e- r) (12) Q0= 2kh 0ln (re?rw) Pe- pw f- dp dr 0 (r e-rw ) (13) 利用压力分布规律、 采油半径随时间变化规律、 物质平衡法推导出低渗透油藏压力波的影响半径与 传播时间的关系: t= 69. 44 500Ct
10、 K R 2 (t) + 25. 128 50Ctdp?dr0 Jos (P e- Pwf) R 3(t) (14) 其中Jos(Pe- Pwf)为采油强度。 可以用(14)式预测注水见效时间。此时在(4) 式中用井距d替换R(t ) , 用注水强度Jw s(Pinf- Pe)替 换采油强度,(14)式变为: t= 69. 44 5owCt K d2+ 25. 128 5oCtdp?dro Jw s (P inf- Pe) d3 (15) 表1 计算注水见效时间参数表 参数取值单位 50:9. 6% w:0. 39M Pa?s Ct:0. 0023931?M Pa K: 7. 8510- 3m
11、 2 d: 185m (dp?dr)o:0. 0507 M Pa?m Jw s:0. 017m 3? (dM Pam) Pinf:40M Pa Pe16. 91M Pa 根据十屋油田参数取值(见表1) ,计算注水见效 时间为197. 83天。 4 结论 411 低渗透油田由于存在启动压力梯度,只有当驱 动压力梯度完全克服启动压力梯度之后,注采关系 才能建立。驱动压力梯度在井筒附近很大,注采井 之间逐渐减弱,并在注采井主流线中点附近最小。 克服油层最大启动压力梯度的最小驱动压力梯度所 对应的井距即是油层能够动用的最大注采井距。 412 引入启动压力梯度后可以比较准确地预测低 渗透油藏注水见效时间
12、与井距的关系,计算表明:低 渗透油藏注水见效时间主要是由与启动压力梯度有 关项决定的,注水见效时间与井距的立方呈正比关 系,减小注采井距可以大大地缩短注水见效时间。 413 计算十屋油田的合理注采井距为185. 55m ,注 水见效时间为197. 83天;为十屋油田初期部署井 网,合理开发提供有效依据。 符号注释: 5 势 ; p e地层压力,M Pa; pinf注水井井底 压力,M Pa; pwf生产井井底压力,M Pa; po平均地 层压力,M Pa; p(r)距井中心半径为r处的地层压 力,M Pa; R(t)驱动半径,m;o平均孔隙度,无因 次; K渗透率, 10- 3m 2; C t
13、总有效压缩系数, M Pa- 1;o,w地层条件下原油和水的粘度,m Pa s; (dp? dr) 启动压力梯度M Pa?m; GD驱动压 力梯度,M Pa?m; GDm in最小驱动压力梯度,M Pa? m; GD I启动压力梯度,M Pa?m; Jw s米吸水指数, m 3? (dM Pam ); J os米采油指数 ,m 3? (dM Pa m ); h 有效厚度,m; qo产油量 ,m 3? d; qw注水 量 ,m 3? d; R注采井距,m; re泄油半径,m; rw井 筒半径, 0. 1m。 参考文献 1 何贤科,陈程.低渗透油层有效动用的注采井 距计算方法.新疆石油地质, 20
14、06. 2 李云鹃,胡永乐1 低渗透砂岩油藏注水见效时 间与井距关系.石油勘探与开发, 1999. 3 裘怿楠,刘雨芬.低渗透砂岩油藏开发模式 M .石油工业出版社, 1998. 4 翟云芳.渗流力学M .石油工业出版社. 1999. The study on injection- production well distance and injection effective ti me in ShiwuO ilf ield Abstract: Reasonable injection- production well distance and injection effective ti
15、me is key decision- making parameters on guiding the initial deployment of oilwells . W hether they are accurate or not, which are directly affecting the oil recovery efficiency and econom ic benefit.Considering Shi wu low - porosity and low - permeability oil reservoir characteristics and using inf
16、iltration fluid mechanics and other low -permeability oil fields in the empirical formula, this article calculate reasonable injection- production well distance and injection effective ti me on Shi wu O ilfield. Key words: Shi wu O ilfield, Injection- production well distance, Injection effective ti me 441内蒙古石油化工 2009年第13期
