姜瑞忠，喬杰

(中國石油大學(華東) 石油工程學院，山東 青島 266555)

孫輝

(中國石油大學(華東) 計算機與通信工程學院，山東 青島 266555)

彭國強

(中國石油大學(華東) 石油工程學院，山東 青島 266555)

陳冠中，林春陽，李強

(海洋石油高效開發(fā)國家重點實驗室；中海油研究總院，北京 100028)

由于在實際生產中，低滲透層存在啟動壓力梯度，但是，目前大多數較為成熟的商業(yè)軟件在針對嚴重非均質地層的模擬過程中，都是基于達西定律研制開發(fā)的[1]；加之在多小層的產量劈分上，現(xiàn)場在沒有產液剖面測試資料的情況下，常用的方法按照地層系數(即滲透率與厚度之積)進行。而海上油田，往往會通過產液量大幅度改變來達到一定的開發(fā)目的。因此，在商業(yè)化軟件中，必定會導致歷史擬合工作很難進行下去。為此，筆者將討論如何在Eclispe軟件中解決非均質儲層產液量大幅度變化引起的歷史擬合困難問題。

1 非均質儲層中的非線性滲流模型研究現(xiàn)狀

圖1 低滲透儲層壓力梯度與流體速度示意圖

隨著海上區(qū)塊實際生產過程中的非均質問題的日益突出，越來越多的研究學者[2～8]開始注意非均質儲層開發(fā)過程中的非線性滲流問題。在非均質的多孔介質中，低滲透層發(fā)生的流動往往為非線性流動。壓力梯度與流體速度的關系如圖1所示。

由于商業(yè)軟件Eclispe中的基本流動理論都是基于達西定律研制開發(fā)的，所以針對這種流動，往往是很難實現(xiàn)的。即使能實現(xiàn)，也是采用了一種近似處理的方法，設置“門限壓力”。其原理就是將儲層設置n個平衡分區(qū)，然后運用關鍵字“THPRES”設置每一個平衡分區(qū)與相鄰平衡分區(qū)之間的門限壓力，如果將這種方法應用于現(xiàn)場實際模型，不僅繁瑣而且難度較大。

2 提液/降液生產提高采收率機理

在實際的非均質儲層的開發(fā)生產過程中，現(xiàn)場經常會采用提液或者換小泵降低產液量生產，以求達到提高采收率的目的[9～14]。

提液生產能提高采收率的機理是：在縱向上非均質嚴重的儲層中，開發(fā)初期的低滲透層由于啟動壓力的存在，并不會真正的投入生產。當進行提液操作之后，產液量的大幅度上升必會導致井底壓力的迅速下降，當低滲層位內部的地層壓力p0與井底流壓的差值大于啟動壓力的時候，低滲層位便開始有流體產出，達到了動用低滲儲層、提高采收率的目的(圖2)。

換小泵生產，其主要機理是在實際的儲層生產中，存在低滲透層開發(fā)效果變差、含水率升高、高滲透層并沒有完全動用的現(xiàn)象。當該現(xiàn)象出現(xiàn)時，現(xiàn)場就會采用換小泵生產，降低產液速率。其機理在于，當降液生產的時候，產油井的井底流壓迅速提高，低滲透層的生產壓差變小，當生產壓差低于該低滲透層的啟動壓力梯度時，低滲透層便會停止生產，達到降低含水率的目的(圖3)。

圖2 提液生產提高采收率機理

圖3 降液生產改善開采效果機理

3 等效模擬方法

在進行相關操作之前，首先需要對實際的地質模型和生產動態(tài)進行仔細的分析與研究，在該基礎上，運用Eclispe中的WPIMULT關鍵字[15,16]，對每一個射孔層位進行設置。

3.1 WPIMULT描述

WPIMULT的主要作用是在模型內部可以分別針對某一層的傳導率乘積因子進行設置。當設置的乘積因子大于1的時候，表示該小層的滲流效果變好；反之，當乘積因子小于1時，則表示該小層的滲流效果變差。運用WPIMULT的這一特殊功能，可以在一定程度上模擬出因為提液生產或者降液生產帶來的低滲透層、高滲透層的滲流效果變化情況。

3.2 產液量變化設置描述

在實際生產過程中進行提液操作時，會導致井底流壓迅速下降，生產壓差變大，當生產壓差大于啟動壓力時，低滲透儲層開始有流體產出，有效地動用了低滲透儲層中的油層。

在實際生產過程中進行降液生產時，井底流壓瞬間增大，生產壓差變小，當生產壓差小于啟動壓力時,低滲透層便會停止生產，在現(xiàn)場這往往是為了解除由于低滲層的不良生產情況導致的含水率過高的問題。

3.3 WPIMULT的優(yōu)勢對比

在一般的概念模型中，根據生產機理，經常還可以用WELOPEN關鍵字設置某一小層和某幾小層的開、關情況，這在機理上完全可以[17，18]。但是，在現(xiàn)場實際模型當中，有兩方面因素限制了該關鍵字的應用：其一，由于地質模型內部的網格劃分和隨機建模的原因，某一油層內部可能既包含高滲透層，又包含低滲透層，因此，并不能僅僅用WELOPEN將這一層關閉，而當采用這個WPIMULT時，就完全可以設置一個介于0～1之間的乘積因子，來達到完全模擬的效果；其二，在進行降液生產時，可能存在高滲透層的產能提高現(xiàn)象，而僅僅采用WELOPEN，并不能將該效果體現(xiàn)出來。

4 應用實例分析

以渤海SZ36-1油田中的J02井為例。該油田分布廣，埋藏淺，層系多，油層厚，縱向上呈現(xiàn)嚴重的非均質特性。J02井為一口后期轉注井，射開層位為23、24、26、27、29、30、34、36小層。

圖4為該油井的生產歷史曲線。在2005～2006年之間，現(xiàn)場進行了換小泵大幅度降液生產操作。顯然，含水率開始下降明顯，而2006年以后，又開始了大幅度提液生產操作。

圖4 目標井J02井含水率、產液量變化曲線

以現(xiàn)場實際地質模型為基礎，采用Eclispe軟件對該區(qū)塊進行模擬，針對J02井的含水率變化擬合曲線見圖5。

很明顯，當不進行任何設置的時候，J02井在2005～2006年的時候，含水率擬合出現(xiàn)很大偏差，整體呈偏高趨勢。并且在2005年之后，當現(xiàn)場進行提液生產的時候，含水率與實際又出現(xiàn)了整體偏低的現(xiàn)象。這充分說明，在商業(yè)軟件Eclispe中，針對嚴重非均質儲層，提液/降液生產時，模型內部并不會根據提液/降液機理進行分析計算，忽略了低滲透層的啟動壓力問題，導致含水率擬合出現(xiàn)很大偏差。

根據儲層的沉積構造和儲層特性，得到該井附近的儲層29、30小層滲透率特別高,其余小層滲透率很低的情況，滲透率級差大于40。根據先前的機理研究，當進行降液生產時，則在降液生產的時間段，針對除高滲透層每一個射孔層位，采用WPIMULT設置，乘積因子設置為0.7，此處的0.7為經驗值，可以根據實際的含水率變化情況和小層產液結構進行適當調整；針對29、30小層，采用WPIMULT設置乘積因子為4.0，此處4.0依舊為經驗值，可以根據實際的含水率變化情況和小層產液結構進行適當調整。

調整之后的含水率變化曲線見圖6。從圖6中可以看出，修改之后的歷史擬合效果變得很好，這也進一步驗證了上述機理的準確性和Eclispe中的WPIMULT關鍵字在處理現(xiàn)場提液和降液生產方面的優(yōu)越性。

圖5 目標井J02井初期歷史擬合含水率變化曲線

5 結論

給出了如何運用商業(yè)軟件Eclispe中的WPIMULT關鍵字實現(xiàn)對現(xiàn)場提液、降液生產過程中帶來的含水率擬合困難的解決方法，并從機理分析入手，采用現(xiàn)場的實際生產數據，進行了該方法的優(yōu)越性闡述。結果表明，采用該方法可以有效地模擬出非均質儲層大幅度提液、降液生產帶來的擬合困難問題，對研究指導具有重要意義。

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