基于动态劈分法的剩余油饱和度定量预测方法

基于动态劈分法的剩余油饱和度定量预测方法

在水井开采和土壤沉积的油田中，剩余油分布的研究是制定计划、提高油田采收率的重要依据。定量预测技术是剩余油分布法研究的难题和问题。目前,中国绝大多数油田均是采用数值模拟方法进行剩余油分布的定量研究。实践证明,通过数值模拟技术确定的剩余油饱和度并没有完全体现出研究人员所期望的实用价值,且该方法受到资料有限(相渗资料、PVT数据)、措施工艺复杂(多次封堵、补孔、压裂、合采合注)、运算时间要求长以及对现场人员要求高等诸多因素的限制。因此,本文以油藏工程理论为基础,提出了一套可用于油田开发应用的剩余油饱和度定量预测方法,为油田剩余油挖潜提供了便捷而有力的理论指导。1支撑性地层模型利用油藏工程理论所建立的单层剩余油预测方法是以单层注采平衡为依据,综合考虑生产井及对应注水井所在单层的地质条件(油层厚度、渗透率)和开发条件(注采井距、生产压差)等因素,分阶段预测单层剩余油饱和度分布。方法流程见图1。1.1油、水、岩石压缩系数注3根据弹性–水驱油藏注采比平衡原理计算单层的压降,即其中,式中,∆p(u)—第u单层压降,MPa;N(u)—第u单层原油原始储量,m3;Np(u)—第u单层累积原油产量,m3;Wp(u)—第u单层累积产水量,m3;We(u)—第u单层天然水侵量,m3;Wu(u)—第u单层人工注水量,m3;Bou—原油原始体积系数,m3/m3;Bo、Bw—原油、地层水体积系数,m3/m3;Co、Cw、Cf—原油、地层水、岩石孔隙的压缩系数,MPa-1;Swc—束缚水饱和度,无因次。1.2j层和khj—单层动态劈分系数计算在动态劈分方法综合研究的基础上,采用如下单层劈分系数计算模型/式中,Cij—i生产井在j层上的劈分系数,无因次;Ckj—k注水井在j层上的劈分系数,无因次;Yij—i生产井在j层上的劈分条件值;Ykj—k注水井在j层上的劈分条件值;Kij—i生产井在j层的有效渗透率,mD;Kkj—k注水井在j层的有效渗透率,mD;Hij—i生产井在j层的有效厚度值,m;Hkj—k注水井在j层的有效厚度值,m;Kshj—j层的沉积微相影响系数;∆pij—i生产井在j层的生产压差,MPa;∆pkj—k注水井在j层的注水压差,MPa;µij—i生产井所在j层的原油黏度,mPa·s;µkj—k注水井所在j层的原油黏度,mPa·s。进而,根据单井的井底流压计算单层上各生产井的生产压差与各注水井的注水压差。1.3分层含水率的计算对于分层含水率,目前现场测试较少,但可以结合油藏工程理论,利用油井的动态开发数据计算分层含水率。首先,通过动态劈分方法计算油井在单层的动态劈分指标,然后,根据贝克莱–列维尔特驱油理论和相对渗透率数据计算出分层含水率,最后,根据油井含水率校正前面计算出的分层含水率,以此作为下一个时间步计算分层含水率的初始数据。计算方法具体如下。根据以上动态劈分方法由油井动态数据计算油井在单层上劈分的累产油量、产液量,即式中,Qoij—i生产井在j层上劈分的累产油量,m3/月;Qoi—i生产井的累积产油量,m3/月;Qlij—i生产井在j层上劈分的累产液量,m3/月;Qli—i生产井的累积产液量,m3/月。式中,Rij—i生产井在j单层上控制区域采出程度;Nij—i生产井在j单层上控制的地质储量,m3。根据油井控制区域内各单层的平均含水饱和度和出口端含水率的关系,插值计算单层井点含水率。式中,Sw2(i,j)—某一时间步的分层出口端饱和度;fw2(i,j)—某一时间步的分层含水率;f′w2(i,j)—某一时间步的分层含水率导数。由单井含水率校正各单层井点处的含水率,校正公式为式中,fw(i)—i生产井的含水率;fwij—校正出的分层含水率;c—单井含水率校正分层含水率的校正值,无因次。1.4计算井点处的压降、事故及井点含水率假设油田生产时间为T,初期油、水井在各单层劈分的累积产液量为Ql(0,i,j)、Wit(0,k,j),并记单井在单层的控制地质储量为N(i,j),其中i=1,2,···,m;k=1,2,···,l;j=1,2,···,n(m—油井数,l—水井数,n—单层数)。(1)令t=1;(2)根据式(1)计算第t时间步下的单层压降,进而计算出单层井点处的压差;(3)根据式(2)、式(3)计算第t时间步下油水井在各层上的劈分系数Co(0,i,j)、Cw(0,k,j)。进而根据式(4)、式(5)计算第t时间步下油水井在单层上的劈分指标。(4)由第t–1时间步下的油井动态开发数据,包括油井在各层上的累积产油量Qo(t-1,i,j)及产液量数据Ql(t-1,i,j),计算第t时间步下各单层井点含水率fw(t,i,j)。(5)计算第t时间步下单层井点剩余油饱和度,在计算过程中所包括的开发数据油井在各层上的累积产油量Qot(t,i,j)、劈分产液量Ql(t,i,j),水井在各层上的累积注水量Wit(t,i,j)、劈分注水量Wi(t,i,j)以及单井在单层控制区域采出程度R(t)为(6)令t=t+1,重复步骤(2)∼(5),直到达到t=T,即达到生产年限为止,这样就可以预测到不同时间步下单层井点剩余油饱和度变化。2方法验证2.1剩余油饱和度对比为了验证所建立方法的可行性,将本文方法计算结果与数值模拟方法计算结果进行对比分析。其中某两层剩余油饱和度分布对比图如图2所示。本文方法与数值模拟方法计算出的剩余可采储量结果对比如图3。本文方法与数值模拟方法计算出的剩余油饱和度结果对比如表1。结果表明,单层井点剩余油储量两者计算结果相近,并且两者的剩余油分布特征及规律基本一致,说明该方法能准确地对单层剩余油饱和度进行预测。2.2剩余油分布预测为了说明所建立的方法具有矿场应用价值,利用晋95断块油田实际开发资料,分别运用油藏数值模拟方法和本文建立的方法研究剩余油的分布,将两者的计算结果进行比较,该断块15层剩余油饱和度对比见图4。发现两者的误差很小,其预测结果可作为相应开发区开发调整的重要依据之一。本文方法与数值模拟方法计算15层的剩余可采储量结果对比如图5。本文方法与数值模拟法计算单层井点含油饱和度计算结果对比见表2。3数值模拟结果与现有计算结果相结合,进行模拟算法与其他建立的利用动态劈分法的单层剩余油定量预测方法,克服一般劈分方法预测单层剩余油精度低的局限性;同时运用单井含水率校正单层井点含水率,使得计算结果更加合理和准确。运用油藏数值模拟法建立概念模型,由数模计算结果与本文软件计算