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考虑井筒压降的底水油藏水平井见水时间研究

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底水砂岩油藏水平井生产规律研究

底水砂岩油藏水平井生产规律研究

底水砂岩油藏水平井生产规律研究作者：王娜刘成华孟宪明孟宪红白亿平来源：《中国科技博览》2014年第14期【摘要】由于底水砂岩油藏水平井油井射孔井段与油水界面距离较近，相比边水油藏而言，其见水往往较早，其开采特征主要以中-高含水为主。

利用水平井开采底水油藏，准确计算临界产量和见水时间是研究其生产动态规律的关键。

目前，国内外学者在底水油藏水平井生产规律研究方面都取得了很多成果，包括底水油藏水平井开采产能、临界产量、见水时间、产量及出水动态及其影响因素的研究，这里将从几个方面对底水油藏水平井生产规律展开研究。

【关键词】底水油藏水平井生产规律【分类号】：TE357.6【正文】由于底水砂岩油藏水平井油井射孔井段与油水界面距离较近，相比边水油藏而言，其见水往往较早，其开采特征主要以中-高含水为主。

利用水平井开采底水油藏，准确计算临界产量和见水时间是研究其生产动态规律的关键。

由于底水油藏初期产量都会较高，如果在配产过程中不考虑底水脊进的临界产量，而是一味的提高采液速度就会导致底水的快速突破，使得油井较早的进入到中高含水生产阶段；在油井进入到中-高含水期后，通过提液来提高产量，但由于地层能量充足，供液能力强，提液后，产油量并没有明显的增加，含水仍居高不下，通过降低产液量来控制含水，其效果也不明显。

目前，国内外学者在底水油藏水平井生产规律研究方面都取得了很多成果，包括底水油藏水平井开采产能、临界产量、见水时间、产量及出水动态及其影响因素的研究，本节将从以上几个方面对底水油藏水平井生产规律展开研究。

一水平井产能计算水平井的产能是水平井配产、制定合理工作制度的重要参数。

目前，对水平井的产能分析采用两种方法：一是解析方法，其中包括直接建立数学模型求解、等值渗流阻力方法、镜像反映原理和势函数叠加方法，主要是针对地层中的单相渗流情形；另一种方法是采用数值模拟的方法研究水平井的产能及流入动态关系曲线，主要针对地层中出现的油气两相流动，即溶解气驱油藏水平井。

探讨大港油田边底水油藏水平井见水特征及避水措施

探讨大港油田边底水油藏水平井见水特征及避水措施

探讨大港油田边底水油藏水平井见水特征及避水措施摘要：底水油藏水平井见水后,含水率上升迅速,产油量很快下降,后期堵水作业困难,措施费用高.根据水平井见水特征,利用物理模拟,理论推导和数值模拟等手段,对底水油藏水平井水淹特征进行研究,得出了均质和非均质油藏水平井的水淹模式.本文结合笔者的实践经验，主要探讨了大港油田边底水油藏水平井见水特征及避水措施，以供广大学者和读者朋友参考。

关键词：大港油田；边底水油藏水平井；见水特征；避水措施引言：采用无标度的三维裂缝底水驱模型，对裂缝性井底的三维动态进行了实验研究。

将计算结果与无裂缝水平井和垂直裂缝和纵向裂缝水平井的计算结果进行了比较。

该模型代表了大港油田某水平井的排水量剖面。

用煤油和蒸馏水代表储层流体，用玻璃珠代表多孔介质。

所有的实验都是在相同的生产率下进行的，所选择的生产率是为了使油水界面在接近生产井之前保持稳定。

正如预期的那样，压裂直井通过提高突破点和最终采收率、延迟水突破和降低压降，大大改善了其性能。

虽然水平井总体上比直井有更好的表现，但裂缝性垂直井在采收率、水突破和压降方面的表现优于水平井。

正交裂缝和纵向裂缝的水平井优于裂缝性垂直井。

总的来说，增加裂缝穿透深度可以改善垂直井和水平井的生产动态。

研究发现，将裂缝穿透延伸至原始油水接触面，并没有如预期的那样，导致早期水突破。

1. 大港油田边底水油藏水平井见水特征水平钻井的主要目的是在产层内设置一个长距离的排水孔，以提高产能或注入能力。

在水平井钻井中，出现的问题比垂直井更严重。

这些问题包括：井眼清洁不良、扭矩和阻力过大、井眼充填、卡钻、井眼不稳定、井漏、地层损坏、固井质量差、测井难度大。

因此，水平井的成功钻井和生产在很大程度上取决于钻井和完井过程中使用的流体阶段。

几个阶段本文提出了满足部分或全部要求性能（井眼清洁、切削悬浮、良好润滑和相对较低地层损害）的新型流体[1] ，水平井与常规井含水对比图如图一所示:图一：大港油田水平井与常规井含水对比图本文采用二维Hele-Shaw模型对气顶底水同时驱水平井的生产动态进行了实验研究。

分段压裂水平井产能与底水油藏水平井流入动态研究的开题报告

分段压裂水平井产能与底水油藏水平井流入动态研究的开题报告

分段压裂水平井产能与底水油藏水平井流入动态研究的开
题报告
一、研究背景与意义
水平井是近年来催生出的新型钻井方式，其通过与油藏垂直交错的方式，将油脂包裹在其中，从而达到提高采油速度和提高产量的目的。

随着油气资源的日益减少和能源需求的不断加强，水平井的应用必将得到更加广泛的推广和应用。

在水平井的生产过程中，由于井壁与地层之间的摩擦力的作用，使得水平井的井壁与油藏的接触面积较小，导致其开采难度更加复杂。

同时，在底水油藏中，水平井的产能也受到底水流入的影响。

因此，研究水平井产能与底水油藏水平井流入动态，具有重要的实际意义和应用价值。

二、研究内容和方法
本研究将从水平井的分段压裂和底水油藏水平井流入两个方面来研究其产能和流入动态。

具体研究内容和方法如下：
1. 分段压裂水平井产能研究
（1）分析分段压裂水平井的基本原理和技术特点；
（2）建立分段压裂水平井生产模型，研究其产能特点；
（3）对井壁与地层之间的摩擦力、压裂液性质等因素进行分析，并探讨对产能的影响。

2. 底水油藏水平井流入动态研究
（1）分析底水油藏的特点和水平井开采的难度；
（2）建立底水油藏水平井生产模型，研究水平井产能与底水流入的动态特征；
（3）考虑底水流入的强度、水质等因素，研究其对水平井产能的影响。

三、预期结果与意义
预计通过本次研究，可以深入探究分段压裂水平井和底水油藏水平井的产能和流入动态特征，掌握其应对底水流入及其他异常情况的方法和技能，从而提高水平井生产效益，提高采油速度和产量，为油气开采技术进步提供新的思路和探索。

底水稠油油藏水平井见水特征及影响因素

底水稠油油藏水平井见水特征及影响因素

38
步过渡到高含水阶段，主要是由于水平井段存在高渗带， 井筒内一点 见 水 后 带 动 局 部 见 水，最 终 达 到 高 含 水 期。 水油比（ WOＲ） 曲线随着开发时间的延长而逐渐增加，水 油比导数（ WOＲ'） 随着开发时间的延长也逐渐增加，即 曲线的斜率基本上为正值。 2. 3 多点见水整体水淹
果的影响，设计水平段长度 90、130、170、210、250 m，分别 计算不同水平段长度的含水率曲线与累积产油量曲线。
从图 7-a） 看出，随着水平段长度的逐渐增加，含水 率曲线上升变慢，累积产油量逐渐增加。说明较长的水 平段长度可以有效延缓底水脊进，但增加水平段长度同 时会导致钻井成本和射孔完井费用的增加，且由于井筒 内的流动为变质量流动，产能并不能随着水平段长度的 增加而线性增加，因此在利用水平井开发底水油藏时，应 确定水平段的合理长度，从图 7-b） 可以看出，合理水平 段长度为 200 m 左右。 3. 2 油藏条件 3. 2. 1 渗透率各向异性的影响
1 075. 365 94. 62 17. 0
0
0. 2
2. 9
b） 水油比及水油比导数变化曲线 图 3 线性见水整体水淹
2. 2 点状见水局部水淹 点状见水局部水淹（ 图 4） 表现为含水率从低含水逐
a） 含水率变化曲线
2 水平井见水类型
在历史拟 合 的 基 础 上，根 据 数 值 模 拟 结 果，提 出 了 XH 27 块底水稠油油藏水平井的三种见水类型： 线性见 水整体水淹、点状见水局部水淹和多点见水整体水淹。 2. 1 线性见水整体水淹
多点见水整体水淹（ 图 5） 表现为水平井一旦见水， 就进入较 高 的 含 水 率 水 平，然 后 逐 渐 过 渡 到 高 含 水 期。 水油比（ WOＲ） 曲线初期较高，然后逐渐增大，这是由于水 平井存在多条高渗带，底水沿着高渗带迅速上窜使水平井 局部水淹，然后再带动高渗带之间的水平段水淹，所以水 油比导数（ WOＲ'） 随着开发时间的延长也逐渐增加。

底水油藏水平井见水时间预测方法筛选与应用

底水油藏水平井见水时间预测方法筛选与应用

底水油藏水平井见水时间预测方法筛选与应用朱永峰;曹鹏;罗日升;戴传瑞;崔仕提【摘要】针对常用的几种水平井见水时间预测方法进行敏感性分析,比较各种模型的优劣.敏感性分析结果显示,Permadi和Pual Papatzacos方法预测结果与实际吻合程度较高,建议优先选用.【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(018)002【总页数】4页(P51-54)【关键词】水平井;底水油藏;预测模型;见水时间;敏感性【作者】朱永峰;曹鹏;罗日升;戴传瑞;崔仕提【作者单位】塔里木油田公司勘探开发研究院,新疆库尔勒 841000;中国石油杭州地质研究院,杭州 310023;中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室,杭州310023;塔里木油田公司勘探开发研究院,新疆库尔勒 841000;中国石油杭州地质研究院,杭州310023;中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室,杭州310023;塔里木油田公司勘探开发研究院,新疆库尔勒 841000【正文语种】中文【中图分类】TE243相对于直井开采技术而言，底水油藏开发中的水平井开采具有控油面积大，初期产量高，成本回收快等优势。

但采用水平井开发时，油井见水后的产量递减较快，且找水堵水措施的实施难度较大；因此，准确预测水平井的见水时间，及时调整工作制度，对于底水油藏水平井的有效高效开发意义重大。

本次研究中，将针对目前常用的5种见水时间预测方法进行分析，根据各模型筛选及敏感性分析结果，推荐优选模型。

在水平井开采底水油藏时，井筒周围产生的压力降及油藏中的物质平衡关系使得底水油藏中油水界面呈脊形上升变形，其方向垂直于水平井方向的横截面而形状类似于直井中形成的“锥面”，此变形界面称为底水水脊。

图1所示为水平井水脊模型示意图[1] ，图中给出了理想模型和实际模型。

理想模型未考虑均质油藏中井筒压力损失的影响，而实际模型中底水油藏底水脊首先在跟端A点突破，而后进一步从趾端B点突破。

考虑二次梯度的低渗透油藏面积井网产量及见水时间研究

考虑二次梯度的低渗透油藏面积井网产量及见水时间研究

率 的 变化 率 。
将式 （６）和式 （８）带入式 （Ｉ２）积分 ，并
根 据 流 动 区域 的对 称 性 ，可 得 五点 井 网不 同流 线
上 油 水 前 缘 达 到井 底 的时 间为 ：
注水 井
ｄ
图 １ 五点井 网计算 单元
生产 井
，＝
警
（１３ ）
考 虑 到对 称性 ，则 五 点井 网 的 流 线 长度 处 流 １．３ 四点 井 网 渗流 方 程 的建 立
—
—
ｄ ：ｅ
）ｄ
ｐｉＫ Ａ（ ）
式 中 ， ＝Ｐ一 。
（３）
对式 （３）两 边 沿流 线 积 分 可得 ：
［ ］／ ｄ
（４ ）
为 了 统 一 用 体 积 流 量 表 示 ， 并 考 虑 井 底 有
ＡＭ ＝Ｐ Ａｑ＝ｐ￣Ａｑｅ‘
整 理 可得 ：
’ ，
将 其 带 人式
（４）并
油气 田开 发
ＯＩＬ／ＧＡＳ ＦＩＥＬＤ ＤＥＶＥＬＯＰＭ ＥＮＴ
考虑二 次梯度 的低渗 透油藏 面积井 网产量 及见水 时 间研 究一 张楠
考 虑 二 次 梯 度 的低 渗 透 油 藏 面 积 井 网产 量 及 见 水 时 间 研 究
张 楠
（中 国石 油集团 长城 钻探 工程公 司地质研 究 院 ）
摘 要 ：基 于低速 非达 西渗流基 本公 式和油 水两相 流的 Ｂｅｃｋｌｅｙ－Ｌｅｖｅｒｅｔｔ方程 ，利 用流线积 分方 法和单 元分 析 方法 ，推导 出考虑 启动压 力梯度 和二 次梯度 的四 点法和五 点 法面积 井 网的 产量公 式 、并底 见水时 间公 式及 未动用 系数公 式。计 算表 明：生 产压 差、注采 井距 、启动压 力梯度 ，以及二次 梯度 项对 面积 井 网油井产 量 、 井底 见水时 间及油层 未动 用 系数 都有 不同程度 的影 响。所推 导 的公式可 为低 渗透 油藏四点 面积 井 网和五 点 面 积 井 网 的 评 价 、 开 发 规 划 和 设 计提 供 理 论 基 础 。 关键词 ：二次压 力梯度 ；启动 压 力梯度 ； 面积井 网；产量 ；见 水时 间；未动 用系数

底水油藏水平井水平段动用状况预测方法


水平井开发技术已广泛应用于油田新区产能建 设和老区调整挖潜，尤其是底水油藏，因为水平井比 直井泄油面积大、生产压差小，降低了底水的脊进速 度，可以达到延缓底水锥进、延长无水采油期以及合 理利用油层能量的目的[1-2]。油田实测资料反映，水平 段动用状况对油藏开发效果影响较大[3]。目前，针对 水平井动用状况的研究多集中于稠油油藏，常常采用 测试井筒的沿程温度来获取水平井动用状况，而这种 方法并不适用于底水油藏。虽然现场多采用光纤测 试获得底水油藏水平井水平段的动用状况，但该测试 方法投入较大，且对井况要求较高。因此，需要建立 一套行之有效、经济实用的方法来获取底水油藏水平 井动用状况[4]。
郭长永 1，熊启勇 1，邓伟兵 1，孔新民 1，赵风凯 2，李冬冬 2
（1. 中国石油 新疆油田分公司 工程技术研究院，新疆 克拉玛依 834000；2. 中国石油大学（华东） 石油工程学院，山东 青岛 266580）
摘 要：利用水平井开发底水油藏过程中，水平井水平段的动用状况不均严重制约着开采效果。为改善底水油藏水
GUO Changyong1, XIONG Qiyong1, DENG Weibing1, KONG Xinmin1, ZHAO Fengkai2, LI Dongdong2
(1.Research Institute of Engineering Technology, Xinjiang Oilfield Company, Karamay, Xinjiang 834000, China； 2.School of Petroleum Engineering, China University of Petroleum, Qingdao, Shandong 266580, China)
Abstract: In the development process of the bottom⁃water reservoirs in horizontal wells, the production effects in the horizontal wells are severely restricted by the unbalanced producing status of the horizontal section. In order to improve the producing effects of the horizontal sections in horizontal wells in bottom⁃water reservoirs, the conventional horizontal well testing data are used to perform modern well test interpretation for the target horizontal well, and the effective producing length and the geological and development parameters of the wells are obtained. Then, numerical simulation is used to establish a numerical model to simulate the reservoir production performance. With this method, the producing status of the horizontal section can be obtained and its influences are analyzed. The results show in horizontal Well H, serious bottom water invasion appears in the middle part, both edge and bottom water invasion are serious in the toe⁃end and the producing status is poor in the heel⁃end. An optimal solution is proposed, that is adding artificial barriers and controlling watercut, main⁃ taining the liquid production rate at 20 m3/d, meanwhile increasing the water injection volume in neighboring wells and doing selective wa⁃ ter plugging. Keywords: bottom⁃water reservoir; development with horizontal well; well testing; numerical simulation; heterogeneity; producing status

考虑应力敏感的低渗透底水油藏见水时间预测

考虑应力敏感的低渗透底水油藏见水时间预测汤连东;陈小凡;孙兆鑫;陈文钢;丰妍【期刊名称】《大庆石油地质与开发》【年(卷),期】2017(036)003【摘要】目前预测低渗透底水油藏油井见水时间没有考虑渗透率应力敏感问题,基于低渗透底水油藏的渗流特征和储集层介质的压力敏感性等特点,推导出了考虑应力敏感等多因素影响的低渗透底水油藏底水突破时间预测公式.分析了应力敏感、启动压力梯度及油水黏度比对底水突破时间的影响.研究表明:应力敏感系数越大,底水突破越早;随着启动压力梯度增加,底水与井底之间的压力差值越大,底水突破的时间提前;油水黏度比越大,油井见水时间越早;油井见水时间随着产量的增加而提前,因此合理地设计生产井产量,可以延长油井无水采油期.【总页数】4页(P60-63)【作者】汤连东;陈小凡;孙兆鑫;陈文钢;丰妍【作者单位】西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TE122.1【相关文献】1.低渗透带半渗透隔板的底水油藏油井见水时间预测 [J], 王世洁;刘峰;王艳玲2.低渗透带隔板底水油藏油井见水时间预测 [J], 赵新智;朱圣举3.低渗透无隔板底水油藏油井见水时间预测 [J], 朱圣举4.低渗透带半渗透隔板的底水油藏油井见水时间预测 [J], 刘峰;洪建伟;任建红;王博;王超文5.改进的低渗透带隔板底水油藏油井见水时间的预报式 [J], 胡志鹏;胡望水;阮洪江;谭亦然;胡志成因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

考虑井筒压降的底水油藏水平井见水时间研究

松 、 范子 菲 利 用单 相 渗 流理 论 推 导得 到 活 塞 式 驱替 见水 时 间 ； 邓英 尔 １ 据 水 平 井椭 球 流 理 论 求 ７根 解 得 到无 限 大地层 水 平井 见 水 时 间 ； ａａｚｃｓ 基 Ｐ ｐ ｔ ｏ ａ
１ 见 水 时 间求解 方 法
１ １物 理模 型 ．
：
图 ２ 水 平 井 内微 元 段流 动 示 意 图
Ｆｉ ． Ｓ ｈｅ ａ ｉ ｉ ｇ ａ ｏ ｈ ｃ ｏ ｕｎ ｔｆｏ ｇ２ ｃ ｍ ｔｃ ｄ ａ ｒ ｍ ｆｔ ｅ ｍｉ ｒ ・ ｉ ｗ ｌ
ｉ ｏ ｉ ｏ ｔ ｌｗｅ ｌ ｏｒ ｎ ａ ｈ ｒｚ ｎ ａ ｌ ｂ ｅ
摘 要 ： 了明确 水 平井 筒 内流 动对 出水 时机 的影响 ， 于油藏 渗 流 与 井筒 管 流耦 合 方 法 ， 究 了考 为 基 研
虑 井筒压 降 的底水 油藏 水平 井见 水 时间 ， 分析 了见 水 时 间随水平 井产 量 、 平 井筒长度 等 因素 的 变 水
化规 律． 究结果表 明 ： 井筒压 降作 用 ， 水平 井趾 端 到跟 端 ， 藏 向水 平 井 筒流 入 量逐 渐增 大 ， 研 受 从 油
取值与管壁粗糙程度相关¨ 将式 （ ）微分 ， ． ７ 然后
分别 将 流 入 量 计 算 公 式 （ ） 井 简 压 降 计 算 公 式 ９、 （ １ 代 入得 到 １）
＿ １７ ．８ ｑ ｊ
量越高 ， 两条曲线 间的差距越大． 这表 明产量越高， 井 筒 内 因流 动产 生 的压 力 损 失 越 大 ， 对见 水 时 间 其 影响 越 明 显 ． 析 数 据 得 到 ， 平 井 产 量 超 过 ２ 分 水 ０ ｍ／ ｄ后 ， 考虑 井筒 压 降得 到 的见水 时 间误 差 超过 不

底水油藏油水运动规律研究

底水油藏油水运动规律研究摘要：对于底水砂岩油藏，分析水平井的脊进机理，进而确定其水淹规律是底水油藏水平井合理开发的理论基础。

通过对底水油藏水平井的水脊机理、生产规律及影响因素分析基础上，采用物模实验、数值模拟以及水平井测试相结合来分析水平井见水特征，以指导后期的水平井控水措施。

关键词：底水水平井规律Abstract:forsandstone reservoir with bottom water,analysis of horizontal wellridgeinto themechanism,and then determine itsflooding lawis the theoretical basis forreasonable developmentofhorizontal well in bottom water reservoir.Thelaw and the influencemechanismofproductionwater crest,a horizontal well in bottom water reservoirbased on the factor analysis,analysis ofhorizontal wellwaterfeatures using thephysical modelexperiment,numerical simulation and thehorizontal well testingof the horizontal wellcombination,guide the laterwater controlmeasures.Keywords:rulesof horizontal well with bottom water drive中原1区和KZ1区是中原油田碎屑岩底水油藏的典型区块，以研究两个区块揭示底水油藏油水运动规律。

两个区块表现特征包括开发过程中油井的压力下降幅度较小。

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考虑摩阻损失、 加速损失， 根据质量守恒和动量
+
— 48 — 16 ρq2 w （ x） dx． 2 4 π D
西安石油大学学报（ 自然科学版）
（ 10 ）
井筒趾端到跟端， 流入量不断增加， 而且越靠近跟 增加速度越快． 在靠近跟端的 40% 井段内， 井筒 端， 流入量超过平均流入量 （ 不考虑井筒压降模型 ） ， 该 这将导致水平井见水时间 段内底水运动速度加快， 提前． 2 ． 1 水平井产量对见水时间的影响 理论分析可知水平井产量提高， 底水运动速度 见水时间提前． 由图 4 看出， 见水时间随产量 加快， 升高而缩短， 而考虑井筒压降模型降低速度更快 ， 产 量越高， 两条曲线间的差距越大． 这表明产量越高， 井筒内因流动产生的压力损失越大， 其对见水时间 影响越明 显． 分 析 数 据 得 到， 水 平 井 产 量 超 过 20 m3 / d 后， 不考虑井筒压降得到的见水时间误差超过 20% ， 产量越高， 误差越大．
时间变化， 并考虑产量、 井筒长度等因素影响． 概念 2 模型油层厚度为 10 m， 渗透率为 1 μm ， 孔隙度为 0． 3 ， 水平井筒长度 1 000 m， 位于油层中部， 产量为 1 000 m3 / d． 将计算得到的见水时间、 水平井产量等 12］ 方法无因次化． 按照文献［ 图 3 为计算得到的沿水平井方向流入量分布． 可以看出， 井筒压降使井筒流入量分布不均 ： 从水平
［7 ］
1
见水时间求解方法
水平井开采底水油藏时， 高于临界产量生产会
1 ． 1 物理模型 形成水脊． 由于临界产量值较小， 实际中产量一般都 因此底水脊进难以避免． 水平井产能 高于临界产量， 研究
［10 ］
根据水平井椭球流理论求
［8 ］
解得到无限大地层水平井见水时间； Papatzacos
基
于移动边界方法得到不稳定渗流水平井见水时间 ． ［910 ］ ： 井筒内为变 之后， 学者注意到井筒压降的影响 沿井筒流入剖面分布不均匀， 应该研究这种 质量流， 因素对见水时间中得到广泛 ． 底水油藏中， 应用 水平井一旦出水会严重影响
［13 ］
见水时间预测是重要 开发效果． 在出水问题研究中， 的内容． 在早期研究中一般不考虑井筒内压降 ， 此条 件下水平井各处流入量与见水时间相同 ． 基于这种 ［4 ］ 假设， 郭大立 将 Buckley － Lerverett 方程推广到二 得到非活塞式驱替水平井见水时间； 程林 维情况， ［5 ］ ［6 ］ 松 、 范子菲 利用单相渗流理论推导得到活塞式 驱替见水时间； 邓英尔
2012 年 7 月 第 27 卷第 4 期
西安石油大学学报（ 自然科学版） Journal of Xi'an Shiyou University（ Natural Science Edition）
Jul． 2012 Vol． 27 No． 4
064X（ 2012 ） 04004604 文章编号： 1673-
［5 ］
根据变质量流性质， 可以得到轴向流量与径向 流量关系为 dq（ x） = q w （ x） ． dx 守恒可以得出井筒压降计算式 dp w （ x） 32 ρq w （ x） q（ x） 8 fρq2 （ x ） － = + 2 5 2 4 dx π D π D （ 9）
（ 4）
式中： Φ 为水平井内流动在油藏内产生的势 ， 根据镜 ， 得
李立峰等： 考虑水平井筒压降的底水油藏水平井见水时间研究
— 47 —
w
筒时间也较早． 因此水平井见水时间为运动最快底 即油藏向井筒流入量最高处见水时间 ， 水突破时间， 即 T = minT（ x） ． （ 1） 由公式（ 1 ） 看出， 求水平井见水时间首先要得到沿 x 方向各点见水时间分布．
π（ z + Z ） π（ z － Z ） y πy + cos － cos ch [ ch π ] [ ] 2h 2h 2h 2h ln + C． π（ z － Z ） π（ z － Z ） πy πy [ ch 2h + cos 2h ] [ ch 2h － cos 2h ]
Relationship between water breakthrough time and horizontal wellbore length
李立峰等： 考虑水平井筒压降的底水油藏水平井见水时间研究
— 49 —
长度增加， 单位长度上平均产液强度降低， 底水运动 速度降低． 考虑井筒影响模型中， 水平井小于 400 m 时， 见 水时间曲线与不考虑井筒压降模型重合 ， 这表明， 在 此长度范围内， 井筒内压力损失较小， 对见水时间影 响可以忽略； 水平井超过 400 m 时， 见水时间小于不 考虑井筒压降模型的见水时间， 但仍随长度增长而 增加， 这表明井筒内压力损失比较明显 ， 开始对见水 时间产生影响； 水平井超过 2 000 m 时， 见水时间不 再随长度变化， 这表明井筒压降非常显著， 导致新增 井段内产液很少， 甚至不产液， 见水时间不再变化． 由此看出， 在实际生产中， 保持产量不变时， 在 一定范围内增加水平井长度， 能延缓底水脊进， 延长 无水采油期； 而长度超过一定范围后， 受井筒压降作 用， 增加长度对延缓底水脊进效果会逐渐减弱 ．
kg / m3 ． 式（ 10 ） 右 式中： f 为摩阻因子； ρ 为流体密度， 第二与第三项为加速压降， 可 侧第一项为摩阻压降， 以看出， 与前两项相比， 第三项值较小， 可以忽略． 并 将式（ 9 ） 代入式（ 10 ） ， 得到 2 dp w （ x） 8 fρq （ x ） 32 ρq（ x） dq（ x） = ． － + 2 5 2 4 dx dx π D π D 0 ． 3164 ． Ra e
a 1 －a d2 q （ x ） 32 ρ μ ρ 2 －a = 1 ． 789 8 J （ x） + J 2 4 q（ x） × 2 2 －a 5 －a q dx π D π D
dq（ x） ． dx
（ 13 ）
公式（ 13 ） 是关于井筒内流量 q（ x） 的非线性微 分方程， 根据相应边界条件可以得到数值解 ， 将得到 的 q（ x） 代入式（ 9 ） 得到油藏向井筒流入量分布． 然 后根据式（ 6 ） 求解见水时间分布， 将结果代入式（ 1 ） 就得到水平井见水时间．
[
(
)]
（ 6） 将 T i 代入式（ 1 ） 可以得到水平井见水时间． 分 析式（ 6 ） 可看出， 沿水平井筒方向， 油层厚度 h、 水平 井位置 Z w 等参数容易得到， 而流入量 q wi 在井筒压 降影响下， 沿 x 方向分布不均， 需要建立耦合模型计 算． 油藏向井筒渗流符合达西定律， 由此得到 q w （ x） = J（ p e － p w （ x） ） ． （ 7） m3 / （ s · Pa） ； p e 为底水 式中： J 为水平井产液指数， Pa； p w （ x） 为水平井筒内压力， Pa； q w （ x） 为沿 压力， x 方向井筒流入量分布， m3 / s． 可以看出， 式（ 7 ） 建立 了油藏渗流与井筒内压力之间的关系 ． 为了求解， 需 建立耦合 要找出合适流入量与井筒压力的表达式 ， 5］得到， 关系． 产液指数根据文献［ 即 J = 2 πK 8h πZ w + ln tan π ln πD 2h
Fig． 2
图2
水平井内微元段流动示意图
∫
Zw
0
dz． u
（ 3）
Schematic diagram of the microunit flow in a horizontal wellbore
油藏内流动符合达西定律， 渗流速度 Φ u =－ ． z 像反映与叠加原理 q wi × Φ = 4π
［11 ］
（ 11 ）
由于井筒内流动主要为紊流， 摩阻因子计算式为 f = （ 12 ）
式中： R e 为雷诺数； a 为常数， 范围为 0 ～ 0 ． 25 ， 具体 取值与管壁粗糙程度相关 ． 将式 （ 7 ） 微分， 然后 分别将 流 入 量 计 算 公 式 （ 9 ） 、 井筒压降计算公式 （ 11 ） 代入得到
在水平井上取任一微元段， 如图 2 所示． 水平井 内流体沿井筒轴向流动， 流量为 q（ x） ， 同时油藏内 流体径向进入井筒， 流量为 q w （ x） ．
s； z 为移动距离， m； 为油藏孔隙度； 式中： t 为时间， u 为渗流速度， m / s． 对式（ 2 ） 两侧积分得到 i 平面内 底水运动到井筒时间， 即 i 平面内井筒见水时间 Ti =
Fig． 4
图4
见水时间与水平井产量关系
Relationship between the water breakthrough time and the horizontal well output
2
结果分析
建立底水油藏水平井开采概念模型， 研究见水
实际生产中， 水平井产量普遍较高， 因此预测见 水时间时需考虑井筒压降． 2． 2 水平井长度对见水时间的影响 水平井设计中， 通常认为增加水平井筒长度有
利于提高产能， 而产量相同时， 较长水平井有利于降 低底水脊进速度， 推迟见水时间． 图 5 为见水时间随 水平井长度变化关系． 从图中看出， 如果不考虑井筒 ， ， ． 压降 水平井越长 见水时间越晚 这是因为水平井
图5 图3
Fig． 3
见水时间与水平井长度关系
水平井筒流入量分布
Fig． 5
Distribution of flux along a horizontal wellbore
w w w
（ 5） m3 / s． 对式（ 5 ） 式中： q wi 为 i 平面油藏向井筒流入量， 求导后代入式（ 3 ） 得到 i 平面内见水时间 πZ w πZ w 4 h2 πZ πZ Ti = 1 － cot cos ln sec w + tan w ． πq wi 2h 2h 2h 2h