CN114233270B - 底水稠油油藏水平井产能预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田开发技术领域，公开了一种底水稠油油藏水平井产能预测方法，1)收集目标区块底水稠油油藏水平井的参数；2)将步骤1)中的各参数代入产能预测模型公式： 3)取不同的启动压力梯度值，根据产能预测模型公式计算得到产油量与启动压力梯度关系图，进而预测目标区块底水稠油油藏水平井的产量预测值。本发明还公开了底水油藏油井见水时间公式。本发明针对底水稠油油藏水平井提出了产量预测及见水问题时间预测方法，考虑到了启动压力梯度对该类油藏产量及见水时间的影响，给出了相应的计算公式，为同类油藏的开发提供参考。

Description

底水稠油油藏水平井产能预测方法

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，具体涉及一种底水稠油油藏水平井产能预测方法。

背景技术

稠油作为世界石油资源的组成部分，随着常规油田的开发不能再满足人类的需求而越来越受到开发者的关注。稠油作为非常规原油，是典型的非牛顿流体，由其在多孔介质中的渗流特征及其边界层理论可知，当流体经受的剪切应力达到一定值之后，流体才开始发生连续无限的形变。也就是说只有当驱替压力梯度大于一定的值之后稠油才开始流动，这个使稠油开始流动的驱替压力就是启动压力梯度，如图1所示，b即为启动压力梯度。

虽然水平井开采作为底水稠油油藏开采的一种重要方式被学者们进行了大量研究，并在水平井产量预测方面取得了一定的成果，但是由于稠油黏度大、流动性差、存在启动压力等特性使其开采难度很大，尤其是底水稠油油藏的开发既要考虑启动压力的影响又要考虑底水锥进问题，开采更是难上加难。另外，见水时间是注水效果的重要参数之一，是油田开采的重要指标。底水稠油油藏开发过程中存在启动压力问题及底水锥进问题，现有技术还没有针对启动压力进行底水稠油油藏水平井产量预测及见水问题的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种底水稠油油藏水平井产能预测方法。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种底水稠油油藏水平井产能预测方法，包括以下步骤：

1)收集目标区块底水稠油油藏水平井的参数，包括地层原油黏度μ、地层渗透率K_x、油层厚度h、水平井段长度L、井筒半径r_w、地层压力P_e，井底流压P_w，原油体积系数B；并假设水平井泄油面积为椭球形，水平井上点汇到椭球面的最短距离R；

2)将步骤1)中的各参数代入产能预测模型公式：

其中G_o为启动压力梯度；

3)取不同的启动压力梯度值，根据产能预测模型公式计算得到产油量与启动压力梯度关系图，进而预测目标区块底水稠油油藏水平井的产量预测值。

进一步地，地层原油黏度μ的单位为MPa·s，地层渗透率K_x单位为μm²，油层厚度h、水平井段长度L、井筒半径r_w和水平井上点汇到椭球面的最短距离R的单位为m，地层压力P_e和井底流压P_w的单位为MPa。

假设水平井泄油面积为椭球形，椭球形短半轴为b＝r_e，椭球体形长半轴为α＝2/L+b，焦距为c＝L/2，则底水油藏油井见水时间公式为：

其中，a为水平井距离油水界面的高度，r_e为泄油半径；

收集目标区块底水稠油油藏水平井的参数：水平井距离油水界面的高度a和泄油半径r_e，再将根据产能预测模型公式得到的产能Q和步骤1)收集到的水平井段长度L代入底水油藏油井见水时间公式，即可得到见水时间与启动压力梯度关系图，进而得到目标区块底水稠油油藏水平井的见水时间。

进一步地，水平井距离油水界面的高度a和泄油半径r_e的单位为m。

在本发明的一种优选实施方式中，启动压力梯度取值为0.000MPa/m、0.005MPa/m、0.010MPa/m和0.015MPa/m。

进一步地，本发明底水稠油油藏水平井产能预测方法，假设底水油藏中水平井的上边界封闭。

与现有技术相比，本发明针对底水稠油油藏水平井提出了产量预测及见水问题时间预测方法，考虑到了启动压力梯度对该类油藏产量及见水时间的影响，给出了相应的计算公式，为同类油藏的开发提供参考。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为稠油渗流特征示意图；

图2为上封闭的底水油藏水平井示意图；

图3为水平井泄油面积计算模型图；

图4为水平井产量与启动压力关系曲线；

图5为水平井见水时间与启动压力关系曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

一种底水稠油油藏水平井产能预测方法，包括以下步骤：

1)收集目标区块底水稠油油藏水平井的参数，本实施例中，已知NP油田为一稠油油藏，地层原油黏度μ为53.14mpa.s，地层渗透率K_x为1.1μm²，油层厚度h较小为8m，水平井段长度L为120m，井筒半径r_w为0.1m，地层压力P_e为13.5MPa.，井底流压P_w为8MPa，原油体积系数B为1.1，并假设水平井泄油面积为椭球形，水平井上点汇到椭球面的最短距离R为30m；

2)将步骤1)中的各参数代入产能预测模型公式：

其中G_o为启动压力梯度；

所述底水稠油油藏水平井产能预测模型，具体建模过程如下：

假设上边界封闭的底水油藏中一水平井的井筒半径为rw，水平段长度为L，油层厚度为h，水平井距离油水界面为a，如图2所示。

将水平井看成是yz平面上一均匀的线汇，假设其产量为Q，由于水平井长度为L，那么该线汇上的点汇的产量q＝Q/L。鉴于油藏是上封闭的底水油藏，为根据镜像反应原理的汇点反应法：以直线断层为镜面，在其另一侧反映出一口对称、等强度、同号的镜像；以直线供给为镜面，在其另一侧反映出一口对称、等强度、异号的镜像，将问题转化为无限大地层求解。故上封闭的底水油藏的水平井的点汇可以反映称无限大地层中两类注水井(0，2h+4nh+a),(0，4nh-a)；两类生产井(0，2h+4nh-a),(0，4nh+a)的两源两汇交互排列的一直线井排，其中n＝0,±1,±2,±3,……。

由平面上一点势的公式：

得底水油藏yz平面上任一点势的分布为：

上式可简化为：

考虑到稠油油藏存在启动压力梯度。因此，yz平面上任意一点(y,z)的势即为：

由(G₀—启动压力梯度)，得：

根据Joshi设想水平井泄油面积为椭球形，如图3所示，R为水平井上点汇到椭球面的最短距离(R<r_e)，L≦2b,L>>h，b＝r_e为泄油半径。

将(1)、(3)式带入(2)式，

在井壁处，y＝0,z＝a-r_w，带入式(4)，可得：

化简式(5)，则

整理得：

实际地层中渗透率各项异性，根据Joshi研究结果，地层有效渗透率地层厚度用折算厚度/>式(7)为：

3)当取启动压力梯度为0.000MPa/m、0.005MPa/m、0.010MPa/m和0.015MPa/m时应用产能预测模型公式(8)计算可得产油量与启动压力梯度关系图如图4所示，根据图4可知目标区块底水稠油油藏水平井的产量预测值。

进一步，假设水平井泄油面积为椭球形，椭球形短半轴为b＝r_e，椭球体形长半轴为α＝2/L+b，焦距为c＝L/2，则底水油藏油井见水时间公式为：

其中，a为水平井距离油水界面的高度，r_e为泄油半径；水平井距离油水界面的高度a和泄油半径r_e的单位为m。

底水油藏油井见水模型，具体建模过程如下：

底水油藏油井见水时间公式：

式中：a为水平井距离油水界面的高度。

由图3可知椭球体中长半轴为α＝2/L+b，短半轴为b＝r_e，焦距为c＝L/2。根据椭球体面积公式：

则底水稠油油藏水平井开发见水时间为：

本实施例中，NP油田水平井距离油水界面的高度a为6.4m，泄油半径r_e为100m，再将根据产能预测模型公式得到的产能Q和水平井段长度L为120m代入底水油藏油井见水时间公式，即可得到见水时间与启动压力梯度关系图，如图5所示，进而得到目标区块底水稠油油藏水平井的见水时间。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种底水稠油油藏水平井产能预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)收集目标区块底水稠油油藏水平井的参数，包括地层原油黏度μ、地层渗透率K_x、油层厚度h、水平井段长度L、井筒半径r_w、地层压力P_e，井底流压P_w，原油体积系数B；并假设水平井泄油面积为椭球形，水平井上点汇到椭球面的最短距离R；

2)将步骤1)中的各参数代入产能预测模型公式：

其中G_o为启动压力梯度；a为水平井距离油水界面的高度；也即β为地层水平方向渗透率与垂直方向渗透率的比值的平方根；

3)取不同的启动压力梯度值，根据产能预测模型公式计算得到产油量与启动压力梯度关系图，进而预测目标区块底水稠油油藏水平井的产量预测值。

2.根据权利要求1所述底水稠油油藏水平井产能预测方法，其特征在于，假设水平井泄油面积为椭球形，椭球形短半轴为b＝r_e，椭球体形长半轴为α＝2/L+b，焦距为c＝L/2，则底水油藏油井见水时间公式为：

其中，a为水平井距离油水界面的高度，r_e为泄油半径，A为椭球体面积。

3.根据权利要求2所述底水稠油油藏水平井产能预测方法，其特征在于，收集目标区块底水稠油油藏水平井的参数：水平井距离油水界面的高度a和泄油半径r_e，再将根据产能预测模型公式得到的产能Q和步骤1)收集到的水平井段长度L代入底水油藏油井见水时间公式，即可得到见水时间与启动压力梯度关系图，进而得到目标区块底水稠油油藏水平井的见水时间。

4.根据权利要求1～3任一项所述底水稠油油藏水平井产能预测方法，其特征在于，启动压力梯度取值为0.000MPa/m、0.005MPa/m、0.010MPa/m和0.015MPa/m。

5.根据权利要求1～3任一项所述底水稠油油藏水平井产能预测方法，其特征在于，假设底水油藏中水平井的上边界封闭。