一种薄差油层两层多阶段有效驱动模型的制作方法

本发明涉及油藏开采技术领域，特别涉及一种薄差油层两层多阶段有效驱动模型。

背景技术：

薄差油层含有低渗透储层，由于低渗透油藏有其特殊的结构特点：孔隙不均匀、喉道细小、固液界面分子力和毛管力作用强烈，而且储层一般泥质含量高，容易受到污染和伤害、天然产能低、渗流阻力大，对注水驱油造成很大的困难和不利因素。开采过程中通常表现为启动压力大、油井见效慢、见水后含水上升快、产液产油指数下降快、水驱效率低等特点。对于薄差油层由于层多而薄储层物性变化大在注采强度大的条件下，容易造成注入水沿断层、裂缝和高渗透夹层向前推进，导致微观驱油效率偏低，自然递减率急速增大，要保持良好的开采水平难度增大。因此，如何有效驱动薄差油层成了亟需解决的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明旨在提供一种薄差油层两层多阶段有效驱动模型，通过计算注采井的有效驱动半径，当所述有效驱动半径大于等于注采井井距的一半，所述薄差油层就可以有效动用。

本发明的技术方案如下：

一种薄差油层两层多阶段有效驱动模型，所述薄差油层包括低渗层和高渗层两层，且两层的流体渗流包括三个阶段，

在第一阶段时，所述低渗层和所述高渗层均由油水混合区和油区组成，此时所述低渗层的产液量为：

所述高渗层的产液量为：

总产液量为：q＝q1+q2；

在第二阶段时，所述低渗层由油水混合区和油区组成，所述高渗层由油水混合区组成，此时所述低渗层的产液量通过式(1)进行计算，所述高渗层的产液量为：

在第三阶段时，所述低渗层和所述高渗层均由油水混合区组成，此时所述低渗层的产液量为：

所述高渗层的产液量通过式(3)进行计算；

所述薄差油层有效驱动的条件为有效驱动半径大于等于井距的一半，所述有效驱动半径的表达式为：

式(1)至式(6中)：

q1为低渗层的产液量，m³/d；q2为高渗层的产液量，m³/d；q为薄差油层的总产液量，m³/d；

ψ1为低渗层的波及系数，％；ψ2为高渗层的波及系数，％；

pe为地层压力，mpa；pw为井底流压，mpa；

h1为低渗层的油层厚度，m；h2为高渗层的油层厚度，m；

k1为低渗层的渗透率，md；k2为高渗层的渗透率，md；

f1为kro1/μo+krw1/μw，μm²/(mpa.s)；f2为kro2/μo+krw2/μw，μm²/(mpa.s)；

rc1为低渗透油区的供给半径，m；rc2为高渗透油区的供给半径，m；re为泄油半径，m；rw为井筒半径，m；r为有效驱动半径，m；

l为水油井井距，m；

t为方程系数，m²；

ph为注水井流压，mpa；pw为采油井流压，mpa；

h为油层厚度，m；

c为纵向波及系数，％；

gc为启动压力梯度，mpa/m。

作为优选，所述薄差油层启动压力梯度与渗透率间呈反比例函数关系。

作为优选，所述薄差油层启动压力梯度与渗透率k间的关系为：gc＝0.0203k^-1.4508。

作为优选，若单层厚度为楔形变化，则在流体流动的第一阶段，非稳态带动界面时，厚度h＝(a1-a2)x+(b1-b2)，流体流动到第二阶段，稳态时，厚度h＝ar+b，其中a1、a2、b1、b2、a、b为方程参数，无量纲。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明建立的薄差油层有效驱动模型，能够准确计算所述薄差油层的有效驱动条件，为提高薄差油层类油田的开发效果起到重要的科学意义和现实意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为薄差油层两层两相渗流第一阶段示意图；

图2为薄差油层两层两相渗流第二阶段示意图；

图3为薄差油层两层两相渗流第三阶段示意图；

图4为渗透率与启动压力的关系曲线示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。

本发明提供一种薄差油层两层多阶段有效驱动模型，所述薄差油层包括低渗层和高渗层两层，且两层的流体渗流包括三个阶段，

在第一阶段时，所述低渗层和所述高渗层均由油水混合区和油区组成，此时所述低渗层的产液量为：

所述高渗层的产液量为：

总产液量为：q＝q1+q2；

在第二阶段时，所述低渗层由油水混合区和油区组成，所述高渗层由油水混合区组成，此时所述低渗层的产液量通过式(1)进行计算，所述高渗层的产液量为：

在第三阶段时，所述低渗层和所述高渗层均由油水混合区组成，此时所述低渗层的产液量为：

所述高渗层的产液量通过式(3)进行计算；

所述薄差油层有效驱动的条件为有效驱动半径大于等于井距的一半，所述有效驱动半径的表达式为：

式(1)至式(6中)：

q1为低渗层的产液量，m³/d；q2为高渗层的产液量，m³/d；q为薄差油层的总产液量，m³/d；

ψ1为低渗层的波及系数，％；ψ2为高渗层的波及系数，％；

pe为地层压力，mpa；pw为井底流压，mpa；

h1为低渗层的油层厚度，m；h2为高渗层的油层厚度，m；

k1为低渗层的渗透率，md；k2为高渗层的渗透率，md；

f1为kro1/μo+krw1/μw，μm²/(mpa.s)；f2为kro2/μo+krw2/μw，μm²/(mpa.s)；

rc1为低渗透油区的供给半径，m；rc2为高渗透油区的供给半径，m；re为泄油半径，m；rw为井筒半径，m；r为有效驱动半径，m；

l为水油井井距，m；

t为方程系数，m²；

ph为注水井流压，mpa；pw为采油井流压，mpa；

h为油层厚度，m；

c为纵向波及系数，％；

gc为启动压力梯度，mpa/m。

在一个具体的实施例中，考虑多层开采纵向非均质对所述模型的影响。

确定纵向波及系数是预测注水开发效果的重要一环。纵向波及系数主要受油水流度比m，水油比fwo和渗透率变异系数vk的影响。计算纵向波及系数方法一般采用德克斯川-帕森斯图版法，该方法一直广泛应用在油田开发分析中。然而，该图版法有它的不足之处，即每一图版只能在一定的水油比条件下，根据已知的流度比和渗透率变异系数，查得相应的纵向波及系数值，因此该方法应用非常繁琐麻烦。

为了用数值模拟来研究纵向波及系数，把这套图版回归成方程或简化为一条曲线显得格外重要。用回归分析的方法，把这组曲线回归成一条曲线，并引入计算参数y，建立了流度比m、水油比fwo和渗透率层间变异系数vk之间的相关方程。其中，参数变化范围为：0≤m≤10，0.3≤vk≤0.8。

引入计算参数的关系式为：

f(vk)＝-0.6891+0.9735vk+1.6453vk²(8)

为进一步简化计算，得到计算参数y和纵向波及系数c间的关系式为：

式中：a1＝3.334088568，a2＝0.773734189，a3＝-1.225859406。

所述层间变异系数是指统计层段内各油层的渗透率的均方差与平均渗透率之比，渗透率变异系数值越大，说明层间非均质性越强：

式中：

为平均渗透率，md；

ki为第i小层渗透率，md；

hi为第i小层有效厚度，m；

n为段内小层数，层；

vk值越接近于1，非均质性越强，相反则弱。一般来说，vk≤0.5时为均匀型，0.5＜vk≤0.7时为较均匀型，vk＞0.7时为不均匀型。

在一个具体的实施例中，取十九块岩心开展薄差油层物理渗流规律实验，所述岩心的启动压力梯度测试结果如表1所示：

表1岩心的启动压力梯度测试结果表

根据表1的试验结果，得到如图4所示的渗透率与启动压力的关系曲线，根据表1和图1可知，所述薄差油层启动压力梯度与渗透率间呈反比例函数关系，具体为：gc＝0.0203k^-1.4508。一般内前缘相过渡枝状、外前缘相ⅰ类、外前缘相ⅱ类储层启动压力很小或无，外前缘相ⅳ类储层渗透率低，具有启动压力。储层渗透率大于50×10^-3μm²时，一般无启动压力。储层渗透率小于20×10^-3μm²时，启动压力梯度明显增加。当储层渗透率小于2×10^-3μm²时，启动压力梯度急剧增加。流体流动阻力增大幅度较大。渗透率、砂体类型对启动压力均有一定的影响，渗透率对启动压力的影响最大。

在另一个具体的实施例中，研究不同砂体平面展布厚度不同对所述模型的影响。

假设单层厚度为楔形变化，则在流体流动的第一阶段，非稳态带动界面时，厚度h＝(a1-a2)x+(b1-b2)，其中a1、a2、b1、b2为方程参数，无量纲。

低渗透时，单井单层产量为：

非低渗透时，单井单层产量为：

流体流动到第二阶段，稳态时，厚度h＝ar+b，其中a、b为方程参数，无量纲。

低渗透时，单井单层产量为：

常规渗透时，单井单层产量为：

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。