趙 超，鮑培軍，丁志文，姚健歡，左文永，封欽亞

（1．中國石油大學(xué)（北京）石油工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京昌平102249；2．中國石化江蘇油田分公司試采一廠）

底水油藏開發(fā)過程中的水錐使油井過早見水，并嚴(yán)重影響油井的正常生產(chǎn)，油井的臨界產(chǎn)量是底水剛剛錐進(jìn)到井底時的油井產(chǎn)量，李傳亮［1－2］提出帶隔板油藏臨界產(chǎn)量公式。這之前，國內(nèi)外許多研究底水油藏的專家提出的臨界產(chǎn)量公式都是對油藏中不存在非滲透夾層而言的。如果油藏中存在隔夾層，則水錐進(jìn)的形態(tài)會發(fā)生改變。因此，李傳亮提出的“隔板理論”對底水油藏臨界產(chǎn)量確定有重要指導(dǎo)意義。但是李傳亮提出的臨界產(chǎn)量公式，沒有考慮隔夾層以上的射孔長度對臨界產(chǎn)量的影響。何巍等［3］對李傳亮臨界產(chǎn)量公式進(jìn)行了修正。對于底水油藏，油井臨界產(chǎn)量與油井射孔井段大小或油層射開程度有關(guān)，射開程度越大，油井產(chǎn)量越大，但是油井臨界產(chǎn)量就越小，油井臨界產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量存在一個最優(yōu)化結(jié)果［4－6］。本文通過研究給出存在隔夾層底水油藏最佳射孔段，以確保油藏有較高的臨界產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量。

1 改進(jìn)后“帶隔板”臨界產(chǎn)量公式

油藏中存在隔夾層時，由于隔層的作用，底水錐進(jìn)變得困難，需要繞過隔板才能錐進(jìn)到井底。底水突破延遲，油井臨界產(chǎn)量變大（見圖1）。

考慮隔夾層對油井臨界產(chǎn)量的影響，李傳亮提出帶隔板臨界產(chǎn)量公式：

式中：ρwo——油水密度差，g／cm3；ρo——油的密度，g／cm3；g——重力加速度，m／s2；μ——黏度，mPa·s；k—— 滲 透 率 ，1 0－3μm2；re—— 泄 油 半 徑 ，m；rb——隔板半徑，m；qcb——帶隔板油井臨界產(chǎn)量，m3／d；L——射孔段長度，m；h——油層厚度，m；Bo——原油體積系數(shù)；hb——油水界面據(jù)隔板的距離，m。

圖1 帶隔板底水油藏錐進(jìn)示意圖

由公式（1）可以看出，公式中沒有油井射孔井段長度的參數(shù)。而在實(shí)際油井鉆井或者完井過程中，射孔井段長度通常不會剛好打到隔板處，因此在計算帶隔板底水油藏臨界產(chǎn)量時不應(yīng)忽略油井打開程度的影響。當(dāng)射孔井段底端與隔板之間有一定的距離時，底水會繞過隔板從射孔井段之下竄入井底，這段距離會產(chǎn)生油井附加臨界產(chǎn)量 ，因此考慮射孔段與隔板距離的臨界產(chǎn)量公式為［3］：

其中qcd為不帶隔板時的臨界產(chǎn)量，由公式（3）計算，qcb為帶隔板的臨界產(chǎn)量，由公式（1）計算。

Guo－Lee考慮儲層非均質(zhì)性不同射孔段底水油藏臨界產(chǎn)量計算公式：

隔板以下油層非均質(zhì)性對qcd有影響，但由于此臨界產(chǎn)量主要是由于隔板的存在而貢獻(xiàn)的，因此隔板以下油層垂向非均質(zhì)性對qcd影響不大，因此式（3）可變?yōu)椋?/p>

令射孔比例x＝L／h，reD＝re／h，rwD＝rw／h則公式（4）化為：

2 存在隔板底水油藏最優(yōu)射孔段確定方法舉例

某底水油藏有關(guān)參數(shù)如下：油水密度差2．061 g／cm3；油的密度0．8 g／cm3；黏度1．0mPa·s；滲透率1．0μm2；泄油半徑170．4 m；隔板半徑34．08 m；井筒半徑為0．0852 m；油層厚度10．224 m；油水界面據(jù)隔板的距離3．408 m。

把上述數(shù)據(jù)代入式（5），分別計算帶隔板與不帶隔板油井臨界產(chǎn)量，結(jié)果見圖2。

圖2 確定最優(yōu)射孔段圖

油井產(chǎn)量曲線與不考慮隔板時的臨界產(chǎn)量曲線的交點(diǎn)（點(diǎn)2），為不考慮隔板時底水油藏最佳射開程度。對于存在隔板的底水油藏，考慮隔板對油井臨界產(chǎn)量的影響，油井產(chǎn)量曲線與臨界產(chǎn)量曲線的交點(diǎn)為點(diǎn)1，即為此時的最佳射開程度。

在工程實(shí)際中，底水油藏油井的射開程度通常是根據(jù)油田開發(fā)經(jīng)驗(yàn)確定的。裂縫性灰?guī)r底水油藏的射開程度一般為油層厚度頂部的1／3～1／2；砂巖底水油藏的射開程度一般為油層厚度頂部的1／2～2／3［2］。但是，對于隔板發(fā)育的底水油藏，應(yīng)該考慮隔板對底水油藏臨界產(chǎn)量的影響。從圖2可知，對于存在隔板的底水油藏，考慮隔板對臨界產(chǎn)量的影響與否，對底水油藏的最佳射開程度影響較大。在圖中表現(xiàn)為點(diǎn)1與點(diǎn)2對應(yīng)的橫坐標(biāo)值差值較大。在實(shí)際油井生產(chǎn)中，最佳射開程度直接影響到油井的產(chǎn)量。所舉實(shí)例中，考慮隔板最佳射開程度（0．59）對應(yīng)的產(chǎn)量為26．373 m3／d，不考慮隔板時最佳射開程度（0．46）對應(yīng)產(chǎn)量為20．562 m3／d。底水油藏臨界產(chǎn)量本來就小，這一差別對底水油藏來說已經(jīng)很大，應(yīng)該予以足夠重視。

3 結(jié)論

對于帶隔板的底水油藏，應(yīng)該充分重視隔板影響，考慮隔板影響來確定油井最佳射開程度。這樣既可以利用底水油藏天然能量提高油井產(chǎn)量，同時不使油井過早見水，延長無水采油期，從而提高底水油藏開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益。

［1］李傳亮，宋洪才，秦宏偉．帶隔板底水油藏油井臨界產(chǎn)量計算公式［J］．大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，1993，（4）：43－46，7．

［2］李傳亮．帶隔板底水油藏油井射孔井段的確定方法［J］．新疆石油地質(zhì)，2004，（2）：199－201．

［3］何巍，黃全華，任鵬，等．對李氏帶隔板底水油藏油井臨界產(chǎn)量公式的改進(jìn)［J］．新疆石油地質(zhì)，2007，（1）：125－126．

［4］Guo B，Lee R L．A simple approach to optimization of completion interval in oil／water coning systems［J］．SPE23994，1992．

［5］Meyer H I，Garder A O．Mechanics of two immiscible fluids in porous media［J］．Journal of Applied Physics，1954，25（11）：1400－1406．

［6］Chaney P E．How to prevent water and gas coning［J］．OGJ，1956，（5）：108．