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水驱特征曲线对油田不同阶段开发效果的评价研究

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特征 曲线 油田 不同 阶段 开发 效果 评价 研究
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第 16卷 第 4期2009年 8月特 种 油 气 藏 il 009收 稿 日 期 : 2008 - 12 - 16;改 回 日 期 : 2009 - 03 - 15基 金 项 目 :该 研 究 内 容 受 中 国 石 油 天 然 气 集 团 公 司 石 油 科 技 中 青 年 创 新 基 金 项 目 “ 水 平 井 整 体 开 发 渗 流 理 论 研 究 ” (2002 金 资 助作 者 简 介 :赵 春 森 (1964 - ) ,男 ,教 授 , 1987年 毕 业 于 华 东 石 油 大 学 采 油 工 程 专 业 ,现 从 事 油 田 开 发 研 究 工 作 。文 章 编 号 : 1006 - 6535 (2009) 04 - 0051 - 03水 驱 特 征 曲 线 对 油 田 不 同 阶 段开 发 效 果 的 评 价 研 究赵 春 森 1 ,刘 庆 娟 1 ,李 佩 敬 2 ,袁 友 为 1 ,李 振 红 3(11大 庆 石 油 学 院 ,黑 龙 江   大 庆   163318; 21中 油 大 港 油 田 公 司 ,天 津   大 港   300270;31中 油 冀 东 油 田 分 公 司 ,河 北   唐 山   063200)摘 要 :水 驱 特 征 曲 线 是 预 测 水 驱 油 田 未 来 开 发 动 态 和 最 终 采 收 率 的 一 个 重 要 方 法 。 通 过 水 驱特 征 曲 线 的 分 析 ,推 导 出 预 测 油 田 可 采 储 量 、 采 收 率 和 综 合 含 水 率 的 公 式 ,并 根 据 油 藏 数 值 模拟 结 果 ,针 对 不 同 沉 积 类 型 油 藏 总 结 其 不 同 开 发 阶 段 的 水 驱 规 律 特 征 ,克 服 了 以 往 只 能 针 对 不同 油 田 区 块 研 究 的 缺 点 ;对 不 同 开 发 阶 段 条 件 下 措 施 前 后 预 测 的 可 采 储 量 和 最 终 采 收 率 进 行对 比 评 价 ,结 果 表 明 ,随 着 二 次 加 密 井 网 开 采 技 术 的 调 整 ,最 终 采 收 率 均 有 所 提 高 。关 键 词 :可 采 储 量 ;采 收 率 ;水 驱 特 征 曲 线 ;沉 积 类 型 ;阶 段 ;效 果 评 价 ;杏 南 开 发 区中 图 分 类 号 :   文 献 标 识 码 : 言水 驱 特 征 曲 线 是 油 田 最 为 常 用 的 预 测 产 油 量与 产 水 量 之 间 关 系 的 一 种 方 法 。 生 产 实 践 表 明 ,一个 天 然 水 驱 或 人 工 水 驱 的 油 藏 ,当 其 全 面 开 发 进 入稳 定 生 产 以 后 ,含 水 达 到 一 定 程 度 并 逐 步 上 升 时 ,在 单 对 数 坐 标 上 以 累 计 产 水 量 为 纵 坐 标 ,以 累 计 产油 量 为 横 坐 标 ,绘 制 出 二 者 关 系 曲 线 (一 条 直 线 ) ,即 水 驱 特 征 曲 线 。 在 油 田 注 采 井 网 及 注 采 强 度 保持 不 变 的 条 件 下 ,直 线 性 也 保 持 不 变 ;当 注 采 方 式发 生 变 化 后 ,直 线 出 现 拐 点 ,但 直 线 关 系 仍 然 成 立 。实 践 证 明 ,绝 大 部 分 注 水 开 发 油 田 符 合 油 水 产 量 之间 的 这 种 单 对 数 关 系 ,可 以 运 用 该 规 律 来 定 量 描 述和 预 测 油 田 生 产 过 程 中 的 含 水 率 、 油 水 产 量 、 最 终采 收 率 以 及 可 采 储 量 等 开 发 参 数 [ 1, 2 ]。1  水 驱 特 征 曲 线 的 基 本 原 理水 驱 特 征 曲 线 有 2种 基 本 表 达 形 式 [ 3, 4 ] :p =B 1 1)R =B 2 lg )式 中 :W p 为 累 计 产 水 量 , 104 累 计 产 油 量 ,104 出 程 度 ; 含 水 率 ; B 1 为 常 数 。这 2种 表 达 形 式 的 实 质 是 一 样 的 ,将 式 (1)微分 变 换 后 便 可 得 到 式 (2)。 实 际 油 田 开 发 中 ,综 合含 水 会 产 生 波 动 ,特 别 是 在 油 田 调 整 时 更 加 剧 烈 ,在 应 用 式 (2)时 容 易 产 生 误 差 ,而 式 (1)由 于 使 用了 累 计 产 油 量 和 累 计 产 水 量 ,对 含 水 的 波 动 相 对 不敏 感 ,直 线 相 关 性 较 好 ,因 此 预 测 油 田 可 采 储 量 时 ,采 用 式 (1)结 果 较 好 。 但 是 ,式 ( 1)对 含 水 变 化 不敏 感 ,掩 盖 一 些 倾 向 性 的 变 化 ,造 成 误 差 ,具 体 应 用时 应 以 式 (1)为 主 ,同 时 参 考 式 (2)所 反 映 的 变 化 ,求 出 油 田 的 可 采 储 量 后 即 可 计 算 出 油 田 的 最 终 采收 率 。式 (1)也 可 变 形 为 : a ( p - (3)其 中 : a = 1b = 10A 1。常 数 理 意 义 是 累 计 产 水 量 上 升 10倍(即 一 个 对 数 周 期 )所 能 获 得 的 采 油 量 ,其 值 的 高低 反 映 了 水 驱 油 田 的 驱 油 效 果 和 开 发 方 式 的 有 效程 度 。 若 地 层 条 件 好 ,原 油 性 质 好 ,而 注 采 井 网 、 注采 速 度 又 比 较 合 理 ,则 高 ,否 则 偏 低 。 若 油田 的 开 发 效 果 变 好 ,则 水 驱 曲 线 变 平 ,否 则 曲 线 上  52    特 种 油 气 藏 第 16卷  翘 。 开 发 调 整 的 目 的 就 是 尽 量 使 曲 线 变 平 ,使 含 水上 升 速 度 变 缓 [ 5 ]。2  开 发 指 标 预 测211  产 水 量将 式 (3)变 形 为 [ 6 ] :W p = b· 10N 4)由 式 ( 4 )可 知 ,若 已 知 某 一 时 期 的 累 计 产 油量 ,便 可 预 测 出 累 计 产 水 量 ,从 而 为 油 田 确 定 相 应的 排 液 能 力 提 供 依 据 。212  综 合 含 水 率对 式 (3)微 分 有 : a W p ·dW 5)令 dW 代 入 式 (5)整 理 得 : 213W 6)式 中 : 年 产 油 量 , 104 a; 年 产 水 量 ,104 a; 油 比 。含 水 率 可 根 据 式 (7)求 得 : 11 + F - 1)将 式 (6)变 形 为 :W p = 8)将 式 (8)代 入 式 (3) ,得 : a lg 9)则 有 : 213· B · 10A 1 +B 1N p (10)则 含 水 率 与 累 计 产 油 量 的 关 系 式 为 : 1 + 1213· B · 10A 1 +B 1N (11)从 式 (11)可 以 看 出 ,若 已 知 某 一 时 期 的 累 计 产油 量 ,便 可 预 测 综 合 含 水 率 的 大 小 ,从 而 制 订 出 合 理的 控 水 稳 油 措 施 ,为 油 田 长 期 稳 定 开 采 提 供 依 据 。213  可 采 储 量 与 采 收 率水 驱 油 田 普 遍 采 用 极 限 水 油 比 ,达 到 该 极 限 所获 得 的 采 出 程 度 就 是 油 田 的 最 终 采 收 率 。 经 验 方法 所 预 测 的 采 收 率 一 般 更 符 合 生 产 实 际 。将 通 用 的 极 限 水 油 比 49代 入 式 ( 9) ,即 可 求得 各 区 块 最 大 累 计 产 油 量 11131 (12)则 油 田 的 最 终 采 收 率 11131 (13)式 中 : N 为 石 油 地 质 储 量 , 104 用 此 方 法 预 测 的 最 终 可 采 储 量 和 采 收 率 ,只是 在 当 前 井 网 条 件 和 水 驱 状 况 下 的 最 终 可 采 储 量和 采 收 率 ,随 着 油 田 开 发 情 况 的 变 化 ,水 驱 曲 线 的形 态 、 可 采 储 量 与 采 收 率 的 预 测 结 果 也 将 随 之 改变 [ 7~ 10 ]。3  应 用 实 例根 据 大 庆 油 田 杏 南 开 发 区 的 动 、 静 态 特 征 ,充分 考 虑 储 层 的 非 均 质 性 ,采 用 插 值 技 术 给 出 渗 透率 、 孔 隙 度 、 厚 度 等 参 数 ,对 流 体 性 质 、 相 对 渗 透 率进 行 合 理 分 区 ,建 立 精 细 数 值 模 拟 模 型 。 历 史 拟 合精 度 较 高 ,保 证 了 油 田 开 发 动 态 预 测 的 可 靠 性 。 根据 数 值 模 拟 结 果 ,从 模 型 中 导 出 不 同 沉 积 类 型 油 层累 计 产 水 量 、 累 计 产 油 量 ,分 别 绘 制 不 同 沉 积 类 型油 层 的 水 驱 特 征 曲 线 ,进 而 总 结 出 不 同 沉 积 类 型 油层 在 不 同 开 采 阶 段 的 水 驱 规 律 。该 区 有 效 厚 度 大 于 2 体 薄 层 砂 自 1977年 投 入 开 发 ,水 驱 特 征 曲 线 如 图 1所 示 。图 1  有 效 厚 度 大 于 2 体 薄 层 砂 累 计产 水 量 与 累 计 产 油 量 关 系 曲 线由 图 1可 以 看 出 ,曲 线 呈 现 出 2个 拐 点 ,将 曲线 分 成 3段 。 其 中 ,第 2段 直 线 表 明 油 井 见 水 后 ,区 块 进 入 含 水 上 升 期 ,含 水 上 升 较 快 ,直 线 呈 上 翘形 式 ;第 3段 直 线 由 出 现 的 拐 点 开 始 ,趋 于 平 缓 ,说明 随 着 二 次 加 密 井 网 开 采 技 术 的 调 整 ,含 水 率 上 升缓 慢 ,开 发 效 果 变 好 。  第 4期 赵 春 森 等 :水 驱 特 征 曲 线 对 油 田 不 同 阶 段 开 发 效 果 的 评 价 研 究 53     由 图 1中 2条 直 线 段 可 知 :(1) 第 1个 直 线 段 中 , a = 4158, b = 01012。 设最 大 水 油 比 为 49,可 得 到 当 前 井 网 条 件 和 水 驱 状况 下 的 最 大 可 采 储 量 为 17189 × 104 最 大 产 水量 为 96167 × 104 已 知 该 沉 积 类 型 石 油 地 质 储量 为 96158 × 104 最 终 采 出 程 度 为 18153%。 由此 可 知 ,该 沉 积 类 型 处 于 含 水 上 升 阶 段 ,含 水 上 升快 ,最 大 可 采 储 量 与 最 终 采 出 程 度 均 较 低 。 为 控 制含 水 上 升 速 度 ,挖 潜 剩 余 油 ,进 行 二 次 加 密 井 网 调整 ,曲 线 出 现 拐 点 ,直 线 关 系 仍 然 成 立 ,变 得 平 缓 ,说 明 取 得 良 好 的 措 施 效 果 。(2) 第 2个 直 线 段 中 , a = 9155, b = 01355。 设最 大 水 油 比 为 49,可 得 到 当 前 井 网 条 件 和 水 驱 状况 下 最 大 可 采 储 量 为 26136 × 104 最 大 产 水 量为 204123 × 104最 终 采 出 程 度 为 27129%。根 据 不 同 沉 积 类 型 、 不 同 开 发 阶 段 的 水 驱 规 律公 式 ,应 用 式 (13)分 别 得 到 不 同 沉 积 类 型 、 不 同 开发 阶 段 的 油 田 最 终 采 收 率 (表 1)。表 1  不 同 沉 积 类 型 油 层 不 同 开 发 阶 段 最 终 采 收 率沉 积 类 型 石 油 地 质 储 量/104 终 采 收 率第 1阶 段 第 2阶 段 第 3阶 段有 效 厚 度 大 于 2 体 薄 层 砂 96158 / 011853 012729有 效 厚 度 大 于 1 体 薄 层 砂 1939163 012099 013730 013730有 效 厚 度 小 于 015 主 体 薄 层 砂 591165 013159 014018 014018外 前 缘 1、 2类 中 的 表 外 储 层 114199 / / 012325外 前 缘 3、 4类 中 的 表 外 储 层 463166 / 011729 012724葡 11 - 3中 的 河 间 砂 704191 012757 014045 014045葡 11层 河 道 26156 013170 014438 014438葡 12 - 3层 河 道 1390194 012777 013231 013231葡 132层 河 道 1387120 014147 014739 014739葡 142表 外 储 层 100190 012041 012865 012865葡 142河 间 砂 49160 / 012419 013677由 表 1可 以 明 显 看 出 ,不 同 开 发 阶 段 不 同 沉 积类 型 储 层 措 施 后 预 测 的 可 采 储 量 和 最 终 采 收 率 均有 所 提 高 ,即 随 着 二 次 加 密 井 网 开 采 技 术 调 整 的 应用 ,开 发 效 果 均 有 所 提 高 。4  结   论(1) 对 水 驱 特 征 曲 线 进 行 理 论 分 析 ,推 导 出 预测 油 田 产 水 量 、 综 合 含 水 率 、 可 采 储 量 和 采 收 率 计算 公 式 ,为 油 田 开 发 指 标 的 预 测 提 供 依 据 。(2) 结 合 数 值 模 拟 结 果 ,应 用 水 驱 特 征 曲 线 方法 总 结 出 杏 南 开 发 区 不 同 沉 积 类 型 不 同 开 发 阶 段水 驱 特 征 。 二 次 加 密 井 网 开 采 技 术 的 调 整 ,提 高 了最 终 采 收 率 ,对 杏 南 区 块 的 稳 产 起 到 了 重 要 作 用 。(3) 由 于 针 对 不 同 沉 积 类 型 水 驱 规 律 进 行 研究 ,避 免 了 分 区 块 笼 统 意 义 上 的 开 发 调 整 措 施 ,为三 次 加 密 调 整 改 善 表 内 薄 差 油 层 和 表 外 储 层 的 开发 效 果 提 供 了 理 论 依 据 。参 考 文 献 :[ 1 ] 童 宪 章 1天 然 水 驱 和 人 工 注 水 油 藏 的 统 计 规 律 探 讨[ J ]1石 油 勘 探 与 开 发 , 1978, 5 (6) : 38~ 641[ 2 ] 赵 锋 ,陈 祥 光 1Γ 模 型 与 水 驱 曲 线 的 一 种 联 解 法 [ J ] 1特 种 油 气 藏 , 2004, 11 (1) : 54~ 641[ 3 ] 陈 涛 平 ,胡 靖 邦 1石 油 工 程 [M ]1北 京 :石 油 工 业 出 版社 , 2000: 460~ 4821[ 4 ] 陈 元 千 1水 驱 曲 线 关 系 式 的 推 导 [ J ] 1石 油 学 报 ,1985, 6 (2) : 69~ 781[ 5 ] 黄 炳 光 ,刘 蜀 知 1实 用 油 藏 工 程 方 法 与 动 态 分 析 [M ]1北 京 :石 油 工 业 出 版 社 , 1998: 125~ 1431[ 6 ] 李 发 印 ,姜 新 民 1一 种 新 型 水 驱 特 征 曲 线 方 程 的 推 导及 应 用 [ J ]1新 疆 石 油 地 质 , 2001, 22 (4) : 320~ 3221[ 7 ] 李 显 路 1一 种 新 型 水 驱 特 征 曲 线 方 程 及 其 应 用 [ J ] 1河 南 石 油 , 2003, 17 (1) : 42~ 441[ 8 ] 张 金 庆 1一 种 简 单 实 用 的 水 驱 特 征 曲 线 [ J ] 1石 油 勘探 与 开 发 , 1998, 25 (3) : 56~ 571[ 9 ] 周 广 厚 ,张 玉 庄 1广 义 水 驱 特 征 曲 线 [ J ]1大 庆 石 油 地质 与 开 发 , 2000, 19 (2) : 21~ 231[ 10 ] 俞 启 泰 1广 义 水 驱 特 征 曲 线 计 算 年 度 可 采 储 量 方 法[ J ]1大 庆 石 油 地 质 与 开 发 , 2000, 19 (2) : 18~ 191编 辑   姜   岭(1. J 34023, . D B 00083, of is to of p of p is a on is id of p to of of of in p of B of wa o en t in d t L L I L I . D D 63318, . D om D 00270, . J om 63200, W is an to p of p W at to of of at in p in of PR of ga s w l of f in D i - p . D o. , L , D 51100, . B 00083, PR p p is of p op of is PR is of by p of PR be p of be op of in o il th ia l ir w ta l . om S D 57000, . S B 00728, is in is by 996, 5 p p 417 t/d 15 as as at 717% 613% is s of is a of im of ir on la l n - ru1
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