[发明专利]一种基于模型耦合穷举法实现低渗透油藏间开工作制度优选方法

权利要求书

1.一种基于模型耦合穷举法实现低渗透油藏间开工作制度优选方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)首先收集应用油田的地质参数、流体参数及抽油泵相关参数，对这些参数进行统计分析；

2)建立具有最大产量点低渗透油藏流入动态模型，模型针对低渗透油藏渗流机理，综合考虑表皮系数、启动压力梯度、应力敏感、原油粘度以及含水率的影响；

3)通过井筒环空体积平衡原理，建立低渗透油藏开井生产时的井筒流出动态方程及低渗透油藏关井恢复时地层流入量与井筒动液面数学表达式，使用经验法公式拟合，完成泵效与沉没度数学表达式的建立；

4)通过耦合参数井底流压和泵效，将低渗透油藏间歇开采开井生产模型和低渗透油藏间歇开采关井恢复模型耦合，最终建立低渗透油藏间歇开采耦合模型，通过四阶龙格库塔法数值迭代求解，得到间开区间开井生产时间，以及关井恢复时间，完成低渗透油藏间歇开采工作制度的建立；

5)分别通过油藏类参数敏感分析、工艺参数最优化以及经济参数最优化三个步骤，使用Visual Basic程序设计语言穷举法，最终完成目的区块间歇开采工作制度优选；

所述步骤2)中建立具有最大产量点低渗透油藏流入动态模型的过程为：

首先建立油井产油量方程通式，方程建立条件为地层均质，边界条件封闭，储层为低渗透储层，则其平面径向流通式为：

式中，q_o为日产油量，cm³/s；K为岩心渗透率，μm²；K_ro为油相相对渗透率，无量纲；μ_o为油相粘度，mPa·s；Bo为原油体积系数，无量纲；h为油层厚度，cm；r_e为供给半径，cm；r_w为井筒半径，cm；p_r为平均地层压力，10⁵Pa；p_wf为井底流压，10⁵Pa；S为表皮系数，无量纲；

对于低渗透油藏启动压力梯度与地层渗透率呈幂函数关系；应力敏感与压力呈幂函数关系；原油粘度在高于饱和压力时与压力呈线性规律，低于饱和压力时呈负幂增长规律，其表达式分别如式(2)至式(4)所示：

式中，G为启动压力梯度，10³Pa/cm；C₁，C₂通过实验曲线回归，与目标区块储层物性相关，常数；α_k为应力敏感系数，无量纲；a，b通过现场实验测定得到，常数；m，n通过现场实验测定得到，常数；P_b为饱和压力，10⁵Pa；

对于低渗透油藏，间歇开采整个过程井底流压是动液面高度和时间的关系式，因此其高于饱和压力和低于饱和压力时低渗透油藏流入动态方程分别如式(5)和式(6)所示：

(6)式中，H为动液面高度，m；t为时间，h；

在实际油井生产过程中，随着井底流压不断减小，当小于饱和压力时，储层中的流体会产生油气水三个相流动，为了描述其中的油相和液相的流动，引入了相对流动能力；式(7)定义为油相相对流动能力；式(8)定义为液相相对流动能力，其表达式如下：

式中，M_o为油相相对流动能力，无量纲；M_L为液相相对流动能力，无量纲；R为生产气油比，m³/t；α为气体溶解系数，m³/(t·MPa)；C_o为原油压缩系数，MPa^-1；Z为天燃气偏差系数，无量纲；T_sc为临界温度，K；P_sc为临界压力，MPa；f_w为含水率，％；T为油藏温度，K；

因此用式(5)描述低渗透油藏低于饱和压力时的流入动态并不准确，其需要考虑油相和液相的相对流动能力，通过式(7)完成流入动态方程的校正：

式(10)即为低渗透油藏流入动态方程，该式能够将地层表皮系数、应力敏感系数、地层含水率，启动压力梯度、高于饱和压力和低于饱和压力时的原油粘度，以及在低于饱和压力时的油相与液相相对流动能力全部考虑进来，使得该公式更加符合低渗透油藏的流入动态规律。