丁世浩

（西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065）

目前，根據(jù)對(duì)氣水兩相流定律和水平井破裂產(chǎn)能的研究，一些學(xué)者在不考慮非稀疏效應(yīng)和產(chǎn)水影響的情況下研究了低滲透水平井破裂的流動(dòng)規(guī)律。一些學(xué)者為氣水兩相流體建立了壓力函數(shù)，以分析氣井產(chǎn)能的變化，但是它只能應(yīng)用于正常的垂直井，水平井或折斷的垂直井［1-2］?？梢栽谀撤N程度上解釋氣體定義滲透定律，但是這種解決方案過于陳舊，并可能存在一些缺陷［3］。

本文通過綜合考慮飽和度的起始?jí)毫μ荻?，高速非達(dá)西效應(yīng)等幾種不同的因素對(duì)其點(diǎn)的影響，采用一種方法來計(jì)算水平井的產(chǎn)能和水平井的產(chǎn)能。使用該方法進(jìn)行計(jì)算水平井的生產(chǎn)率，顯示影響因素下的容量曲線，并分析對(duì)容量的影響。結(jié)果表明，水分飽和度對(duì)生產(chǎn)率的影響最大，其表皮系數(shù)隨之變化，可以通過設(shè)置合理的生產(chǎn)壓力差來控制高速非達(dá)西效應(yīng)和應(yīng)力敏感性。

1 計(jì)算方法概述及分析

與常規(guī)油藏相比，地質(zhì)屬性，滲流機(jī)理和開發(fā)屬性在許多方面都大不相同。滲透率低，油氣水循環(huán)通道小，滲漏阻力大，液-液界面與液-固界面之間的相互作用力是明顯的，這使得滲漏定律偏離了達(dá)西定律。根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)，在低滲透率儲(chǔ)層中具有啟動(dòng)壓力梯度（或準(zhǔn)啟動(dòng)壓力梯度）會(huì)增加對(duì)低滲透率儲(chǔ)層中流體流動(dòng)的阻力，并使流動(dòng)更加困難。在油藏投入生產(chǎn)后，油藏的地層壓力降低，地層壓力的降低使油藏的巖石骨架變形，降低了孔隙度和滲透率。由于低滲透油藏地質(zhì)性質(zhì)復(fù)雜，開發(fā)難度大，因此，重點(diǎn)研究和開發(fā)低滲透油藏，提出針對(duì)性強(qiáng)的生產(chǎn)方法和增產(chǎn)措施是很重要的。

1.1 物理模型

假設(shè)：上下邊界是不可滲透的，儲(chǔ)氣庫(kù)是均勻且厚度相同的，水平井位于儲(chǔ)氣庫(kù)的中心，會(huì)形成氣體和水，并且當(dāng)氣體和水同時(shí)流動(dòng)時(shí)不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，忽略重力和毛細(xì)作用力的影響。流體是等溫滲透，滲透考慮了與水飽和度有關(guān)的起始?jí)毫μ荻鹊挠绊?，氣體泄漏與高速非振動(dòng)流一致。假設(shè)水平井的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，儲(chǔ)氣庫(kù)的厚度為h。

1.2 水平井產(chǎn)能方程計(jì)算

學(xué)者們已經(jīng)將水平井的三維滲透問題簡(jiǎn)化為兩個(gè)相關(guān)的二維滲透問題，分別是水平和垂直平面滲透，然后使用等效的防滲方法獲得了生產(chǎn)率，再然后通過水平面進(jìn)行流量計(jì)算。水平井的水平排油區(qū)為橢圓形。使用Zhukovsky函數(shù)，使用保形變換將橢圓形供應(yīng)區(qū)域轉(zhuǎn)換為供應(yīng)半徑為2（a+b）／L的圓形區(qū)域。在共形變換之后，水平滲透流被轉(zhuǎn)換為平坦的徑向滲透。對(duì)于低滲透性氣藏，壓力梯度大的部分顯示為達(dá)西流，壓力梯度小的部分顯示為低速非達(dá)西流。即，滲透率和壓力梯度是彎曲的。關(guān)于起始?jí)毫μ荻?，根?jù)易夏等實(shí)驗(yàn)研究，當(dāng)儲(chǔ)氣浸泡過程中有效氣體滲透率大于0.1×10-3μm2或小于20%束縛水飽和度時(shí)，氣芯流沒有起始?jí)毫μ荻取Ｔ趦?chǔ)氣發(fā)展的過程中，由于儲(chǔ)氣壓力降低而引起的滲透應(yīng)力的敏感性是不可避免的，并且附加壓力對(duì)儲(chǔ)氣量產(chǎn)生不可逆的影響。

2 實(shí)例分析

某水氣井地基本參數(shù) ：PR＝30MPa，pwf＝32.6MPa，h＝30 m，K＝0.2 mD，Swi＝0.2，T＝353.15 K，μ＝0.016MPa；Re＝1010 m，rw＝0.05 m，L＝500 m，γg＝0.562，Z＝1.23。本文討論幾種因素對(duì)其產(chǎn)能地影響。

2.1 含水飽和度對(duì)啟動(dòng)壓力梯度及產(chǎn)能的影響

為了分析飽和度對(duì)生產(chǎn)能力的影響，采用幾個(gè)值，如0.2、0.3、0.4和0.5。從相應(yīng)的生產(chǎn)能力曲線來看，當(dāng)水飽和度逐漸增加時(shí)，由于起始?jí)毫μ荻鹊脑黾樱節(jié)B漏性增加；氣相的有效滲透率降低，氣體定義的生產(chǎn)率顯著降低。為了分析不同含水飽和度對(duì)相同生產(chǎn)壓力差下的生產(chǎn)能力的影響，并比較分析相同含水飽和度對(duì)不同生產(chǎn)壓力差下的生產(chǎn)能力的影響，成型壓力為30 MPa，流動(dòng)壓力為分別為20 MPa和22.5 MPa。隨著水飽和度的增加，生產(chǎn)能力下降；當(dāng)流動(dòng)壓力為20 MPa時(shí)，水飽和度為40%時(shí)的生產(chǎn)能力比水飽和度為25%時(shí)的生產(chǎn)能力降低了54.99%；如果流動(dòng)壓力為22.5 MPa，則在水飽和度40%時(shí)的生產(chǎn)能力小于25%水飽和度，生產(chǎn)能力減少53.66%。由上述分析內(nèi)容可以看出，生產(chǎn)能力的大小與壓力有關(guān)。

2.2 高速非達(dá)西流

當(dāng)流體在井筒附近的區(qū)域中流動(dòng)時(shí)，高速非達(dá)西效應(yīng)的存在會(huì)引起慣性阻力損失，從而降低生產(chǎn)率。同時(shí)，當(dāng)流動(dòng)壓力大時(shí)，靠近井底的生產(chǎn)井的壓力損失相對(duì)較小，并且高速非達(dá)西效應(yīng)對(duì)生產(chǎn)率的影響尚不明確。當(dāng)流量壓力較小時(shí)，高速非達(dá)西對(duì)生產(chǎn)率的影響非常明顯。

2.3 應(yīng)力敏感對(duì)產(chǎn)能的影響

滲流能力對(duì)壓力敏感，因?yàn)樵诘蜐B透性氣藏中的多孔介質(zhì)中有小孔。應(yīng)力敏感性對(duì)生產(chǎn)能力的影響，中間應(yīng)變系數(shù)越高，產(chǎn)能越低。但是，隨著中值應(yīng)變因子的增加，生產(chǎn)能力下降率正在減小。因此，滲透應(yīng)力敏感性的存在會(huì)影響低滲透氣密氣藏的開發(fā)，在開發(fā)過程中需要注意選擇合理的生產(chǎn)壓力差。

2.4 表皮因子的作用

在鉆井的過程中，不可避免會(huì)在井區(qū)附近產(chǎn)生氣體污染。但是，隨著儲(chǔ)層轉(zhuǎn)換技術(shù)的飛速發(fā)展，儲(chǔ)層轉(zhuǎn)換將改善并改善井區(qū)附近地層的泄漏能力，表皮因子對(duì)生產(chǎn)能力的影響如圖1。伴隨著這種因素地增長(zhǎng)，氣井生產(chǎn)率下降。如果表皮因子為負(fù)，即可以顯著提高變形后儲(chǔ)層的生產(chǎn)率。因此，有必要在控制鉆井和完井過程中的地層污染的前提下進(jìn)行儲(chǔ)層變形，同時(shí)要考慮成本和施工風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 表皮因子對(duì)水平井產(chǎn)能的影響

3 結(jié)論

通過對(duì)低滲透氣藏產(chǎn)能水平井及產(chǎn)能評(píng)價(jià)的研究，通過產(chǎn)能水平井資料的解釋和分析，確定低滲透氣藏的產(chǎn)能情況，對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)的評(píng)價(jià)，為合理開發(fā)低滲透氣藏奠定基礎(chǔ)。