油田開(kāi)發(fā)中的油井產(chǎn)能預(yù)測(cè)

油田開(kāi)發(fā)中的油井產(chǎn)能預(yù)測(cè)

成功研究和應(yīng)用cordic驅(qū)動(dòng)器的國(guó)家包括美國(guó)、加拿大和俄羅斯。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球?qū)嵤〤O2驅(qū)提高采收率的項(xiàng)目共有94個(gè),美國(guó)占82個(gè)(其中低滲透油藏65個(gè),占79%),其年產(chǎn)油量達(dá)1.186×106t,占世界CO2驅(qū)提高采收率總產(chǎn)量的94.2%。國(guó)內(nèi)的大慶油田、江蘇油田、吉林油田等也先后開(kāi)展了CO2驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn),取得了一定的效果。油井產(chǎn)能預(yù)測(cè)是油井舉升、優(yōu)化設(shè)計(jì)、配產(chǎn)等措施的基礎(chǔ),在油田開(kāi)采中起著重要作用。但國(guó)內(nèi)外關(guān)于CO2驅(qū)油效果及其影響因素研究較多,而有關(guān)CO2驅(qū)油井產(chǎn)能預(yù)測(cè)研究相對(duì)較少。筆者從油藏?cái)?shù)值模擬角度出發(fā),考慮常見(jiàn)因素對(duì)油井產(chǎn)能的影響,進(jìn)行了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和大量油藏?cái)?shù)值模擬計(jì)算。以Vogel方法為基礎(chǔ),綜合數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果回歸建立了CO2驅(qū)油井產(chǎn)能預(yù)測(cè)方程。1ipr無(wú)因次的計(jì)算Vogel在對(duì)大量巖石和流體物性分析的基礎(chǔ)上,于1968年首次提出了溶解氣驅(qū)油藏?zé)o因次流入動(dòng)態(tài)關(guān)系式。假定油藏外邊界為封閉邊界、內(nèi)邊界采取定壓或定流量生產(chǎn),利用計(jì)算機(jī)對(duì)溶解氣驅(qū)油藏不同衰竭程度下的直井流入動(dòng)態(tài)進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,通過(guò)對(duì)產(chǎn)量和流壓進(jìn)行無(wú)因次化處理,得到無(wú)因次IPR曲線,發(fā)現(xiàn)不同采出程度下的無(wú)因次IPR曲線很接近,從而提出了一條參考曲線,即Vogel方程。Vogel無(wú)因次化方法是將IPR曲線上某一采出程度下的各產(chǎn)量點(diǎn)與該采出程度下的最大產(chǎn)量的比值作為無(wú)因次產(chǎn)量橫坐標(biāo),以該采出程度下各產(chǎn)量對(duì)應(yīng)的井底流壓與平均地層壓力比值為無(wú)因次壓力縱坐標(biāo),從而得到歸一化的IPR曲線。Vogel之后Wiggins、Cheng、Bendakhlia等也沿用該方法進(jìn)行無(wú)因次IPR曲線的制作。其具體制作方法是:定流壓或定產(chǎn)油量生產(chǎn),進(jìn)行油藏?cái)?shù)值模擬計(jì)算。當(dāng)達(dá)到某一采出程度時(shí),記下相對(duì)應(yīng)的流壓和產(chǎn)量;重復(fù)改變流壓或產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)算,可以得到同一采出程度下的不同流壓和產(chǎn)量關(guān)系,從而得到該采出程度下的IPR曲線;重復(fù)進(jìn)行不同采出程度下的上述計(jì)算,可以得到不同采出程度下的IPR曲線;最后通過(guò)無(wú)因次化處理即可得到無(wú)因次IPR曲線。研究表明,油氣平均采出程度與油藏平均壓力呈一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,因此,將油藏平均壓力作為衡量衰竭程度指標(biāo),按照上述方法對(duì)不同平均地層壓力下的IPR曲線進(jìn)行歸一化。2基于功率預(yù)測(cè)的研究方法和模型的建立2.1正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)選取對(duì)油井產(chǎn)能影響較直接的7個(gè)因素,每個(gè)因素選取3個(gè)合理的水平,見(jiàn)表1。2.2兩相滲流網(wǎng)格將油藏模型考慮為單層、均質(zhì)、圓形封閉油藏中心一口井的情況,油層內(nèi)為油氣兩相滲流。采用徑向變步長(zhǎng)網(wǎng)格,最小徑向網(wǎng)格步長(zhǎng)0.1m、最大徑向網(wǎng)格步長(zhǎng)30m,如圖1所示。在建立油藏網(wǎng)格模型后,利用2009版CMG數(shù)模軟件GEM組分模擬器對(duì)上述正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的18組試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。2.3路徑一:特點(diǎn)二驅(qū)油的產(chǎn)能預(yù)測(cè)方程通過(guò)對(duì)18組正交試驗(yàn)數(shù)值模擬計(jì)算,利用上述IPR曲線制作方法對(duì)每組試驗(yàn)的不同平均地層壓力下的產(chǎn)量和流壓進(jìn)行無(wú)因次化,并將所有無(wú)因次化結(jié)果繪制在一張圖上,如圖2所示。在得到上述綜合歸一化曲線基礎(chǔ)上,回歸建立具有較為普遍意義的CO2驅(qū)油井產(chǎn)能預(yù)測(cè)方程上述處理的結(jié)果是針對(duì)油氣兩相滲流的,當(dāng)pr>pb>pwf時(shí),即地層中滲流為油氣兩相滲流和單相滲流組合時(shí),產(chǎn)能預(yù)測(cè)方程將變?yōu)槿缦滦问绞街?qo為油井產(chǎn)油量,m3/d;qomax為油井最大產(chǎn)油量,m3/d;pwf為井底流壓,MPa;pr為平均地層壓力,MPa;qb為流壓等于飽和壓力時(shí)的產(chǎn)量,m3/d;pb為油藏飽和壓力,MPa。3對(duì)比及誤差計(jì)算根據(jù)建立的CO2驅(qū)油井產(chǎn)能預(yù)測(cè)方程,對(duì)吉林油田2口CO2驅(qū)采油井產(chǎn)能進(jìn)行了預(yù)測(cè),并與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比和誤差計(jì)算,最大相對(duì)誤差為9.07%,總的平均相對(duì)誤差為4.27%(見(jiàn)圖3)。從圖3可以看出,兩口井預(yù)測(cè)計(jì)算的趨勢(shì)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)非常相近,雖然某些點(diǎn)的預(yù)測(cè)誤差較大,但都在工程應(yīng)用許可的10%范圍內(nèi),從而驗(yàn)證了所建立的預(yù)測(cè)模型的可靠性和應(yīng)用可行性。4施工質(zhì)量及預(yù)測(cè)模型建立的建議(1)正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與油藏?cái)?shù)值模擬計(jì)算相結(jié)合可以作為一種切實(shí)可行的油井產(chǎn)能預(yù)測(cè)研究方法,運(yùn)用該方法建立了CO2驅(qū)油井產(chǎn)能預(yù)測(cè)方程。吉林油田CO2試驗(yàn)區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,本文方法預(yù)測(cè)趨勢(shì)與實(shí)際情況一致,計(jì)算精度較高,可以滿足工程應(yīng)用的需要。(2)建立的CO2驅(qū)油井產(chǎn)能預(yù)測(cè)方程與Vogel溶解氣驅(qū)方程在形式上一致,但系數(shù)差別蘊(yùn)含了流體、儲(chǔ)層等物性綜合作用的