如果油藏为不渗透封闭边界,油井以定产量封闭弹性驱动方式进行生产,当压力传播到泄油边界时,随着时间的推移,油藏弹性能量的释放趋于稳定,油藏中各点的压力随时间的变化速度相等,流体就由不稳定渗流逐渐过渡到拟稳态渗流。公式表达为:
一口井以恒定产量生产足够长时间后,油藏处于拟稳态渗流状态(见图)。图中上部曲线为不同时间油藏各点的圧力曲线,它们是互相平行的,说明油藏各点的压力随时间的变化相等。图中下部曲线表示在同一半径处压力随时间成线性递减关系,同样说明压力随时间的变化速度相等。
一旦油藏在拟稳态下生产,流入每口井的流体将在各自彼此不相关的流通边界内流动,压降速度在整个油藏中近似相同,否则流体会穿过边界重新调整位置。
利用压缩系数的定义,可以推出:
式中为
时刻某处油藏的流体压力;
为压降速度;
为井的产量;
为综合压缩系数;
、
、
、
分别为油、水、气、岩石的压缩系数;
、
、
分别为油、水、气的饱和度;
为供给面积;
为油层厚度;
为岩石孔隙度。
在拟稳态渗流期间,压降速度有以下重要特点:①随流体产量的增加,油藏压力下降变快;②综合压缩系数越大,油藏压力下降越慢;③油藏孔隙体积越大,油藏压力下降越慢。
当压力变化时,如果流体的体积或密度出现小变化,且体积或密度随压力的变化呈线性关系,则这种流体称为微可压缩流体。微可压缩流体径向流拟稳态渗流的产量公式可以表达为:
式中为流体流量,米3/天;
为岩石渗透率,毫达西;
为油层厚度,米;
为原始地层压力,兆帕;
为井底流压;
为流体黏度,毫帕·秒;
为供给半径,米;
为油井半径,米。
对于压缩流体,即气体的径向流拟稳态渗流的产量,按压力平均近似法计算是:
当>2000磅/平方英寸(1磅/平方英寸=0.01兆帕)时:
式中为气体流量,103英尺3/天(1英尺=0.3048米);
为岩石渗透率,毫达西;
为油层厚度,英尺;
为体积平均压力,磅/平方英寸;
为气井井底流压,磅/平方英寸;
为油藏温度,兰氏度(°R)〔兰氏度=(摄氏度+273.15)×1.8〕;
为气体黏度,厘泊(1厘泊=1毫帕·秒);
为压缩因子,小数;
为供给半径,英尺;
为油井半径,英尺。
当>3000磅/平方英寸时,气体的径向流拟稳态渗流的产量
,按压力计算法计算的公式为(气体黏度
、压缩因子在压力
时计算):
气体地层体积系数由下式确定: