非线性渗流条件的低渗油藏产能计算方法.pdf

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1、2013年1月西安石油大学学报(自然科学版)Jan．2013第28卷第1期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)V01．28No．1文章编号：1673-064X(2013)01-0057-04非线性渗流条件的低渗油藏产能计算方法任俊杰，郭平，汪周华，张小龙(1．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；2．中海石油(中国)有限公司上海分公司，上海200030)摘要：为了准确评价低渗透油藏的产能动态规律，针对低渗透油藏的渗流特点，建立了考虑非线性渗流特征的产能计算模型，并用

2、Newton—Raphson方法对模型进行求解．结果表明：用启动压力梯度方法计算的产量将比用非线性渗流方法计算的产量低，特别是在井底流压较大时；而用达西方法计算的产量比用非线性渗流方法计算的产量高，特别是在井底流压较小时．非线性渗流方法比传统的启动压力梯度方法更能够反映低渗透油藏的渗流规律．关键词：低渗透油藏；非线性渗流；产能评价；Newton—Raphson方法；启动压力梯度中图分类号：TE348文献标识码：A随着常规油藏资源量的减少以及油田开发的不描述非线性渗流存在一定的不合理性。，但是，目断深入，低渗透油藏已逐渐成为勘探开发的重点．而前关于综合考虑这种非线性

3、渗流特征的产能计算方低渗透油藏又有其自身特殊的渗流规律，渗流曲线法的研究却相对较少．因此，本文建立了考虑非线性表现为非线性渗流特征(图1)，具体表现为存在渗流特征的低渗透油藏产能计算模型，并用Newton-Raphson方法对模型进行了求解，分析了非线性渗流特征对低渗透油藏产能的影响，这对低渗透油藏产能预测及动态分析具有理论和现实意义．1储层非线性渗流特征描述通过大量渗流实验发现低渗透油藏具有图1所示的渗流规律¨。J，曲线明显由非线性段OB和线性段BC两部分构成．当压力梯度小于临界压力梯度图1低渗透油藏非线性渗流特征曲线A时呈现曲线形态，当压力梯度增大到一定程度后

4、Fig．1Characteristiccurveofnonlinearseepageflow(大于临界压力梯度A)为直线形态．目前较为精inlowpermeabilityreservoir确描述这种非线性渗流特征的方法是非线性段OB临界压力梯度A，流速在压力梯度不大(小于A)用指数形式来描述，而线性段BC用线性关系来描时按非线性规律缓慢增加，当压力梯度超过A后流述，因此，渗流曲线可以用分段函数来描述J，即速就按线性规律快速增加．在工程应用中，通常忽略流量较小的非线性流动阶段，而处理为具有启动压，≤⋯力梯度的非达西线性渗流(图1所示启动压力梯={、Ll度为A)．虽然

5、已有学者认识到用启动压力梯度来_AB)，≥AH．收稿日期：2012—11-20基金项目：国家科技重大专项“低渗、特低渗透油气田经济开发关键技术”(编号：2008ZX05013)作者简介：任俊杰(1985一)，男，博士研究生，主要从事油气藏工程理论研究．E—mail：renjunjiel900@126．com一58一西安石油大学学报(自然科学版)压力，MPa；A为临界压力梯度，MPa／m；A为启动式中：41为压力梯度，MPa／m；为流体速度，m／s；A0。。压力梯度，MPa／m；o，a：，rt分别为实验确定的参数．为临界压力梯度，MPa／m；A。为启动压力梯度，联立

6、式(3)、(5)和式(6)，可以得到3个方程构MPa／m；o，a：，n分别为由实验确定的参数．成的含有3个未知数的非线性方程组，这3个未知数分别为Q、r、P．考虑到模型为3×3的非线性方2产能计算模型的建立及求解程组，这里采用Newton—Raphson方法¨对模型进行求解，从而得到在给定井底流压下的油井产量．假设有一水平均质且各向同性圆形等厚的低渗透油藏，中心有一口井以定产量Q生产，流体渗流为3实例分析平面径向渗流，该低渗透油藏的渗流特征曲线如图1所示，原始地层压力为p，供给半径为r，井筒半径以某低渗透油藏为例，其中一口井的地层流体为rw．物性参数为：h=10I

7、n，B：1．2，=100131，r=根据渗流力学中的单相不可压缩流体平面径向0．1m，P。=25MPa，=5mPa·S．通过渗流实验曲渗流理论，储层中的压力分布为以井眼为中心的同线得至0：口】=9．271×10一，a2=6．996×10一，n：心圆环且井筒附近压力梯度较大，离井筒越远压力1．386，AH：0．296MPa／m，AB=0．051MPa／m．梯度越小．则从井筒半径r到供给半径之间被划为了便于对比非线性渗流方法与传统的启动压分为内外2个渗流区域，内区为压力梯度大于A时力梯度方法、达西方法在计算该油井产量及压力分的线性渗流区域，外区为压力梯度小于A时的非线

8、布上的差异