姜瑞忠，乔杰

(中国石油大学(华东) 石油工程学院，山东 青岛 266555)

孙辉

(中国石油大学(华东) 计算机与通信工程学院，山东 青岛 266555)

彭国强

(中国石油大学(华东) 石油工程学院，山东 青岛 266555)

陈冠中，林春阳，李强

(海洋石油高效开发国家重点实验室；中海油研究总院，北京 100028)

由于在实际生产中，低渗透层存在启动压力梯度，但是，目前大多数较为成熟的商业软件在针对严重非均质地层的模拟过程中，都是基于达西定律研制开发的[1]；加之在多小层的产量劈分上，现场在没有产液剖面测试资料的情况下，常用的方法按照地层系数(即渗透率与厚度之积)进行。而海上油田，往往会通过产液量大幅度改变来达到一定的开发目的。因此，在商业化软件中，必定会导致历史拟合工作很难进行下去。为此，笔者将讨论如何在Eclispe软件中解决非均质储层产液量大幅度变化引起的历史拟合困难问题。

1 非均质储层中的非线性渗流模型研究现状

图1 低渗透储层压力梯度与流体速度示意图

随着海上区块实际生产过程中的非均质问题的日益突出，越来越多的研究学者[2～8]开始注意非均质储层开发过程中的非线性渗流问题。在非均质的多孔介质中，低渗透层发生的流动往往为非线性流动。压力梯度与流体速度的关系如图1所示。

由于商业软件Eclispe中的基本流动理论都是基于达西定律研制开发的，所以针对这种流动，往往是很难实现的。即使能实现，也是采用了一种近似处理的方法，设置“门限压力”。其原理就是将储层设置n个平衡分区，然后运用关键字“THPRES”设置每一个平衡分区与相邻平衡分区之间的门限压力，如果将这种方法应用于现场实际模型，不仅繁琐而且难度较大。

2 提液/降液生产提高采收率机理

在实际的非均质储层的开发生产过程中，现场经常会采用提液或者换小泵降低产液量生产，以求达到提高采收率的目的[9～14]。

提液生产能提高采收率的机理是：在纵向上非均质严重的储层中，开发初期的低渗透层由于启动压力的存在，并不会真正的投入生产。当进行提液操作之后，产液量的大幅度上升必会导致井底压力的迅速下降，当低渗层位内部的地层压力p0与井底流压的差值大于启动压力的时候，低渗层位便开始有流体产出，达到了动用低渗储层、提高采收率的目的(图2)。

换小泵生产，其主要机理是在实际的储层生产中，存在低渗透层开发效果变差、含水率升高、高渗透层并没有完全动用的现象。当该现象出现时，现场就会采用换小泵生产，降低产液速率。其机理在于，当降液生产的时候，产油井的井底流压迅速提高，低渗透层的生产压差变小，当生产压差低于该低渗透层的启动压力梯度时，低渗透层便会停止生产，达到降低含水率的目的(图3)。

图2 提液生产提高采收率机理

图3 降液生产改善开采效果机理

3 等效模拟方法

在进行相关操作之前，首先需要对实际的地质模型和生产动态进行仔细的分析与研究，在该基础上，运用Eclispe中的WPIMULT关键字[15,16]，对每一个射孔层位进行设置。

3.1 WPIMULT描述

WPIMULT的主要作用是在模型内部可以分别针对某一层的传导率乘积因子进行设置。当设置的乘积因子大于1的时候，表示该小层的渗流效果变好；反之，当乘积因子小于1时，则表示该小层的渗流效果变差。运用WPIMULT的这一特殊功能，可以在一定程度上模拟出因为提液生产或者降液生产带来的低渗透层、高渗透层的渗流效果变化情况。

3.2 产液量变化设置描述

在实际生产过程中进行提液操作时，会导致井底流压迅速下降，生产压差变大，当生产压差大于启动压力时，低渗透储层开始有流体产出，有效地动用了低渗透储层中的油层。

在实际生产过程中进行降液生产时，井底流压瞬间增大，生产压差变小，当生产压差小于启动压力时,低渗透层便会停止生产，在现场这往往是为了解除由于低渗层的不良生产情况导致的含水率过高的问题。

3.3 WPIMULT的优势对比

在一般的概念模型中，根据生产机理，经常还可以用WELOPEN关键字设置某一小层和某几小层的开、关情况，这在机理上完全可以[17，18]。但是，在现场实际模型当中，有两方面因素限制了该关键字的应用：其一，由于地质模型内部的网格划分和随机建模的原因，某一油层内部可能既包含高渗透层，又包含低渗透层，因此，并不能仅仅用WELOPEN将这一层关闭，而当采用这个WPIMULT时，就完全可以设置一个介于0～1之间的乘积因子，来达到完全模拟的效果；其二，在进行降液生产时，可能存在高渗透层的产能提高现象，而仅仅采用WELOPEN，并不能将该效果体现出来。

4 应用实例分析

以渤海SZ36-1油田中的J02井为例。该油田分布广，埋藏浅，层系多，油层厚，纵向上呈现严重的非均质特性。J02井为一口后期转注井，射开层位为23、24、26、27、29、30、34、36小层。

图4为该油井的生产历史曲线。在2005～2006年之间，现场进行了换小泵大幅度降液生产操作。显然，含水率开始下降明显，而2006年以后，又开始了大幅度提液生产操作。

图4 目标井J02井含水率、产液量变化曲线

以现场实际地质模型为基础，采用Eclispe软件对该区块进行模拟，针对J02井的含水率变化拟合曲线见图5。

很明显，当不进行任何设置的时候，J02井在2005～2006年的时候，含水率拟合出现很大偏差，整体呈偏高趋势。并且在2005年之后，当现场进行提液生产的时候，含水率与实际又出现了整体偏低的现象。这充分说明，在商业软件Eclispe中，针对严重非均质储层，提液/降液生产时，模型内部并不会根据提液/降液机理进行分析计算，忽略了低渗透层的启动压力问题，导致含水率拟合出现很大偏差。

根据储层的沉积构造和储层特性，得到该井附近的储层29、30小层渗透率特别高,其余小层渗透率很低的情况，渗透率级差大于40。根据先前的机理研究，当进行降液生产时，则在降液生产的时间段，针对除高渗透层每一个射孔层位，采用WPIMULT设置，乘积因子设置为0.7，此处的0.7为经验值，可以根据实际的含水率变化情况和小层产液结构进行适当调整；针对29、30小层，采用WPIMULT设置乘积因子为4.0，此处4.0依旧为经验值，可以根据实际的含水率变化情况和小层产液结构进行适当调整。

调整之后的含水率变化曲线见图6。从图6中可以看出，修改之后的历史拟合效果变得很好，这也进一步验证了上述机理的准确性和Eclispe中的WPIMULT关键字在处理现场提液和降液生产方面的优越性。

图5 目标井J02井初期历史拟合含水率变化曲线

5 结论

给出了如何运用商业软件Eclispe中的WPIMULT关键字实现对现场提液、降液生产过程中带来的含水率拟合困难的解决方法，并从机理分析入手，采用现场的实际生产数据，进行了该方法的优越性阐述。结果表明，采用该方法可以有效地模拟出非均质储层大幅度提液、降液生产带来的拟合困难问题，对研究指导具有重要意义。

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