CN107169684B - 多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法，涉及油田开发技术领域，该方法包括：步骤1，已知各小层储层物性和流体参数；步骤2，已知n时刻小层平均含水饱和度，求出出口端含水饱和度，由相渗曲线拟和分流量方程，进而求得油水相对渗透率和含水率；步骤3，已知总产液量和n时刻油水相对渗透率，迭代试算求得定液量生产条件下，n时刻对应生产压差ΔPn；步骤4，由广义达西定律，求得n时刻产液量，由含水率fw n(Sw2)，进而确定产水量和产油量；步骤5，根据物质平衡原理，得到n+1时刻平均含水饱和度
Figure DDA0001340110560000011
步骤6，重复(2)‑(5)，直到n+1＝N，计算结束。本发明计算了多层合采定产液量生产开发动态，可为油田生产提供指导。

Description

多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，特别涉及一种多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法。
背景技术
我国陆相沉积的砂岩油藏，纵向油层多，为减少开采成本，普遍采用多层合采进行开发。多层合采定液量生产的油藏，生产压差以及各小层的产油量、产水量是油藏动态分析的重要参数，但通常难以获得。本发明在考虑注水启动压力梯度的基础上，采用迭代试算法获得不同时刻与给定产液量相匹配的生产压差，从而进一步获得不同时刻各小层的产油量、产水量，为油田实际生产提供指导。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法，可以实现多层合采油藏定液量生产条件下，不同时刻油井生产压差及各小层产油量和产水量。考虑注水启动压力梯度，通过寻找不同时刻与给定液量相匹配的生产压差，从而计算不同时刻各小层的产油量和产水量。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：该多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法的步骤如下：
(1)根据测井解释结果、高压物性分析报告、生产动态资料等，搜集各小层储层物性和流体参数；
(2)已知n时刻小层平均含水饱和度，求出出口端含水饱和度，由相渗曲线拟和分流量方程，进而求得油水相对渗透率和含水率；
(3)已知总产液量和n时刻油水相对渗透率，迭代试算求得与给定单井总产液量相匹配的生产压差ΔPn；
(4)由广义达西定律，求得n时刻产液量，再由n时刻的含水率fw n(Sw2)，进而确定产水量和产油量；
(5)根据物质平衡原理，求得n+1时刻各小层平均含水饱和度；
(6)重复步骤(2)-(5)，直到n+1＝N，计算结束。
优选的，所述步骤(1)中，多个储层物性和流体参数，包括含有面积、储层有效厚度、油层宽度、绝对渗透率、孔隙度、地下原油粘度、目前平均含水饱和度等，根据注水启动压力梯度与绝对渗透率关***计规律G＝55.624×K-1.7145，得到注水启动压力梯度。
优选的，所述步骤(3)中，已知n时刻
Figure BDA0001340110540000021
根据广义达西定律，考虑注水启动压力梯度的小层产液量为
Figure BDA0001340110540000022
已知多层合采油藏定产液量生产的单井总产液量，迭代试算n时刻生产压差ΔPn，直到满足各小层产液量之和与层系给定的产液量相等。
优选的，所述步骤(4)中，由步骤(3)已知n时刻与给定产液量相匹配的生产压差ΔPn，依据广义达西定律，求得各小层的产液量，再由步骤(2)中各小层n时刻含水率fw n(Sw2)，求得n时刻的产油量和产水量。
优选的，所述步骤(5)中，根据物质平衡原理，n到n+1时刻产油量引起的平均含油饱和度减少量，与平均含水饱和度增加量相等，由体积法
Figure BDA0001340110540000023
求得n+1时刻平均含水饱和度。
优选的，所述步骤(6)中，重复步骤(2)-(5)，直到n+1＝N，计算结束。
采用以上技术方案的有益效果是：该多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法考虑了纵向多层合采油藏，在定产液量生产条件下，注水启动压力梯度对产油量的影响；同时，考虑了生产过程中油水总渗流阻力变化，随着生产时间增大，含水率增加，油水总渗流阻力减小。该方法计算得到多层合采油藏定产液量生产条件下，不同时刻的产油量、产水量、对应生产压差等重要动态开发参数，可为油田实际生产提供指导。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
图1是本发明的多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法物理模型图；
图2是本发明的多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法的流程图；
图3是本发明的具体实施例中多层合采油藏定液量生产条件下各小层开发动态图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明一种多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法的优选实施方式。
图1、图2和图3出示本发明一种多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法的具体实施方式：
该多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法的步骤如下：
(1)根据测井解释结果、高压物性分析报告、生产动态资料等，搜集各小层储层物性和流体参数；
(2)已知n时刻小层平均含水饱和度，求出出口端含水饱和度，由相渗曲线拟和分流量方程，进而求得油水相对渗透率和含水率；
(3)已知总产液量和n时刻油水相对渗透率，迭代试算求得与给定单井总产液量相匹配的生产压差ΔPn；
(4)由广义达西定律，求得n时刻产液量，再由n时刻的含水率fw n(Sw2)，进而确定产水量和产油量；
(5)根据物质平衡原理，求得n+1时刻各小层平均含水饱和度；
(6)重复步骤(2)-(5)，直到n+1＝N，计算结束。
步骤(1)中，多个储层物性和流体参数，包括含有面积、储层有效厚度、油层宽度、绝对渗透率、孔隙度、地下原油粘度、目前平均含水饱和度等，根据注水启动压力梯度与绝对渗透率关***计规律G＝55.624×K-1.7145，得到注水启动压力梯度。
步骤(3)中，已知n时刻
Figure BDA0001340110540000031
根据广义达西定律，考虑注水启动压力梯度的小层产液量为
Figure BDA0001340110540000032
已知多层合采油藏定产液量生产的单井总产液量，迭代试算n时刻生产压差ΔPn，直到满足各小层产液量之和与层系给定的产液量相等。
步骤(4)中，由步骤(3)已知n时刻与给定产液量相匹配的生产压差ΔPn，依据广义达西定律，求得各小层的产液量，再由步骤(2)中各小层n时刻含水率fw n(Sw2)，求得n时刻的产油量和产水量。
步骤(5)中，根据物质平衡原理，n到n+1时刻产油量引起的平均含油饱和度减少量，与平均含水饱和度增加量相等，由体积法
Figure BDA0001340110540000033
求得n+1时刻平均含水饱和度。
步骤(6)中，重复步骤(2)-(5)，直到n+1＝N，计算结束
图2为本发明的多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法的流程图，包括步骤1，已知各小层储层物性和流体参数；步骤2，已知n时刻小层平均含水饱和度，求出出口端含水饱和度，由相渗曲线拟和分流量方程，进而求得油水相对渗透率和含水率；步骤3，已知总产液量和n时刻油水相对渗透率，迭代试算求得定液量生产条件下，n时刻对应生产压差ΔPn；步骤4，由广义达西定律，求得n时刻产液量，由含水率fw n(Sw2)，进而确定产水量和产油量；步骤5，根据物质平衡原理，得到n+1时刻平均含水饱和度
Figure BDA0001340110540000041
步骤6，重复(2)-(5)，直到n+1＝N，计算结束。
东辛油田是典型的复杂断块油藏，纵向油层数目多，多层合采应用普遍。选取其中的一个层系为例，作详细说明，具体实施步骤如下：
1.已知各小层储层物性和流体参数
已知各小层储层物性和流体参数，包括含有面积、储层有效厚度、油层宽度、绝对渗透率、孔隙度、地下原油粘度、平均含水饱和度等。根据注水启动压力梯度与绝对渗透率统计规律G＝55.624×K-1.7145，得到注水启动压力梯度，具体见表1。
表1各小层储层物性和流体参数
Figure BDA0001340110540000042
2.已知n时刻
Figure BDA0001340110540000043
计算油水相对渗透率和含水率
多层合采油藏以定产液量20m3/d生产，取时间间隔Δt＝tn+1-tn为30天，以生产时间2年(n＝24)为例，已知各小层平均含水饱和度
Figure BDA0001340110540000044
分别为0.55013、0.61842、0.64254、0.62543、0.57323，由平均含水饱和度和出口端含水饱和度的关系
Figure BDA0001340110540000045
求得出口端含水饱和度
Figure BDA0001340110540000046
为0.48230、0.58473、0.62091、0.59524、0.51694，再由相渗曲线，拟合得到油水相对渗透率与出口端含水饱和度的关系曲线kro＝6.6443Sw2 2-9.1544Sw2+3.1565，krw＝3.0522Sw2 2-2.1082Sw2+0.3651，求得油相相对渗透率
Figure BDA0001340110540000047
为0.2869、0.0754、0.0340、0.0616、0.1998，水相相对渗透率
Figure BDA0001340110540000048
为0.0583、0.1759、0.2328、0.1916、0.0909；不考虑油水重力差和毛管力的影响，根据分流量方程
Figure BDA0001340110540000051
计算出含水率fw 24(Sw2)为0.8120、0.9233、0.9394、0.9272、0.8636。
3.已知单井产液量和n时刻油水相对渗透率，试算迭代生产压差
根据注采平衡，单井产液量与注入量相等为20m3/d；由步骤(2)可知n时刻油水相对渗透率
Figure BDA0001340110540000052
和
Figure BDA0001340110540000053
根据广义达西定律，考虑注水启动压力梯度的小层产液量为
Figure BDA0001340110540000054
已知单井总定产液量，通过迭代试算，直到满足各小层产液量之和与单井总产液量相等，求得生产压差ΔP24为2.514MPa。
4.已知n时刻生产压差和含水率，求产油量和产水量
已知n＝24时刻与给定产液量相匹配的生产压差ΔP24，依据广义达西定律，求得各小层的产液量
Figure BDA0001340110540000055
为0.6184、5.7914、1.9296、7.9434、3.7173m3/d，再由步骤(2)中各小层n时刻含水率fw 24(Sw2)，求得日产油量
Figure BDA0001340110540000056
为0.1067、0.4033、0.1066、0.5244、0.4628m3/d；日产水量
Figure BDA0001340110540000057
为0.5117、5.3881、1.8236、7.4190、3.2545m3/d。
5.根据物质守恒原理，求得n+1时刻平均含水饱和度
根据物质平衡原理，n到n+1时刻产油量引起的平均含油饱和度减少量，与平均含水饱和度增加量相等，进入高含水期，油水总渗流阻力变化速率减小，在较小时间间隔内，近似认为产油量保持不变，为一个常数，由体积法
Figure BDA0001340110540000058
求得n+1＝25时刻平均含水饱和度
Figure BDA0001340110540000059
为0.55052、0.61961、0.64325、0.62658、0.57419。
6.重复(2)-(5)，直到n+1＝N，计算结束。若计算时间为10年，时间间隔为30天，则N为120，计算结束时刻开发动态，得到生产压差ΔP120为2.055MPa，日产油量为
Figure BDA00013401105400000510
为0.0433、0.1355、0.0404、0.1673、0.1648m3/d，日产水量
Figure BDA00013401105400000511
为0.4800、5.7459、1.7010、7.4760、4.0458m3/d。
从以上计算实例可以看出，纵向多层合采油藏，定液量生产条件下，可以通过试算得到不同时刻对应的生产压差，依据广义达西定律，求得产液量，再由含水率，进一步计算出产油量和产水量。随着时间的增大，含水率不断上升，油水总渗流阻力减小，与定产液量对应的生产压差不断减小，产油量越来越小。本发明提供了一种可以计算多层合采油藏油井产水量和产油量的方法，可对现场实际生产开发提供指导，具有一定的推广价值。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，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。

Claims (4)

1.一种多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法，其特征在于：所述多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法的步骤如下：
(1)根据测井解释结果、高压物性分析报告、生产动态资料等，搜集各小层储层物性和流体参数；
(2)已知n时刻小层平均含水饱和度，求出出口端含水饱和度，由相渗曲线拟和分流量方程，进而求得油水相对渗透率和含水率；
(3)已知总产液量和n时刻油水相对渗透率，迭代试算求得与给定单井总产液量相匹配的生产压差ΔPn；
(4)由广义达西定律，求得n时刻产液量，再由n时刻的含水率fw n(Sw2)，进而确定产水量和产油量；
(5)根据物质平衡原理，求得n+1时刻各小层平均含水饱和度；
(6)重复步骤(2)-(5)，直到n+1＝N，计算结束；
所述步骤(2)具体包括：
已知n时刻小层平均含水饱和度
Figure FDA0004077729730000014
由平均含水饱和度和出口端含水饱和度的关系
Figure FDA0004077729730000011
求得出口端含水饱和度Sw2；再由相渗曲线求得油相相对渗透率kro，水相相对渗透率krw；不考虑油水重力差和毛管力的影响，根据分流量方程计算
Figure FDA0004077729730000012
计算出含水率fw；
所述步骤(3)中，已知n时刻krw、kro，根据广义达西定律，考虑注水启动压力梯度的小层产液量为
Figure FDA0004077729730000013
已知多层合采油藏定产液量生产的单井总产液量，迭代试算n时刻生产压差ΔPn，直到满足各小层产液量之和与层系给定的产液量相等。
2.根据权利要求1所述的多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法，其特征在于：所述步骤(1)中，多个储层物性和流体参数，包括含有面积、储层有效厚度、油层宽度、绝对渗透率、孔隙度、地下原油粘度、目前平均含水饱和度等，根据注水启动压力梯度与绝对渗透率关***计规律G＝55.624×K-1.7145，得到注水启动压力梯度。
3.根据权利要求1所述的多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法，其特征在于：所述步骤(4)中，由步骤(3)已知n时刻与给定产液量相匹配的生产压差ΔPn，依据广义达西定律，求得各小层的产液量，再由步骤(2)中各小层n时刻含水率fw n(Sw2)，求得n时刻的产油量和产水量。
4.根据权利要求1所述的多层合采油藏定液量生产条件下的开发动态计算方法，其特征在于：所述步骤(5)中，根据物质平衡原理，n到n+1时刻产油量引起的平均含油饱和度减少量，与平均含水饱和度增加量相等，由体积法
Figure FDA0004077729730000021
求得n+1时刻平均含水饱和度。
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