水驅(qū)特征曲線對(duì)水驅(qū)油田水升率的影響

水驅(qū)特征曲線對(duì)水驅(qū)油田水升率的影響

0理論含水率上升規(guī)律高水位是評(píng)價(jià)水驅(qū)油田開發(fā)特征的重要指標(biāo)，是評(píng)價(jià)油田開發(fā)、適應(yīng)和決策的重要依據(jù)。目前,油藏工程師普遍采用童氏水驅(qū)特征曲線圖版,進(jìn)行油田注水開發(fā)效果的評(píng)價(jià)。然而,該方法在某些方面存在局限性:一是只適用于對(duì)多個(gè)油藏進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算,而無法準(zhǔn)確地用于單一油藏;二是只適用于中等原油黏度油藏;三是推導(dǎo)得出的理論含水上升率在含水率為50%時(shí)達(dá)到最大,且最大值為4.3,而實(shí)際上不同類型油藏理論含水上升率最大值出現(xiàn)的時(shí)間及數(shù)值是不同的。目前的理論研究及國(guó)內(nèi)外大量水驅(qū)油田的生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,含水率的變化規(guī)律可分為凸型、S型和凹型3種,與其相應(yīng)的含水上升率可分為下降型、對(duì)稱型和上升型。目前關(guān)于含水上升規(guī)律的研究還不夠全面、系統(tǒng),僅是從理論上定性揭示了含水上升率變化規(guī)律存在的不同形態(tài),并沒有結(jié)合實(shí)際油田進(jìn)行應(yīng)用分析。利用分流量方程推導(dǎo)出的含水上升率計(jì)算表達(dá)式中,采用的是可采儲(chǔ)量采出程度,而實(shí)際開發(fā)過程中,常用地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度。由各種數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出的含水上升率與含水率的關(guān)系式,需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)才能確定關(guān)系式的系數(shù),無法得到實(shí)際油藏的理論含水上升規(guī)律;且由于在油田開發(fā)過程中實(shí)施了大量增產(chǎn)或穩(wěn)產(chǎn)措施,使得生產(chǎn)數(shù)據(jù)并不能反映油藏的真實(shí)狀況。針對(duì)上述問題,本文基于常用的甲、乙、丙、丁4種水驅(qū)特征曲線,推導(dǎo)出了相應(yīng)的含水上升率表達(dá)式及表達(dá)式系數(shù)計(jì)算公式。1高含量公式1.1第4種為含水率上升率時(shí)的情形雖然經(jīng)過多年的理論研究,目前已形成了近30種水驅(qū)特征曲線,但大量實(shí)際應(yīng)用表明,甲、乙、丙、丁4種類型的水驅(qū)曲線最為有效,已被列入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。本文基于這4種水驅(qū)曲線的表達(dá)式,進(jìn)行含水上升率表達(dá)式的推導(dǎo)。甲、乙、丙、丁4種水驅(qū)曲線的表達(dá)式分別為式中:Wp為累計(jì)產(chǎn)水量,104m3;Np為累計(jì)產(chǎn)油量,104m3;Lp為累計(jì)產(chǎn)液量,104m3;A,B,C,D為系數(shù);下標(biāo)1,2,3,4分別代表甲、乙、丙、丁4種水驅(qū)特征曲線類型。結(jié)合分流量方程,利用微分法,可將式(1)—(4)分別轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的含水率與采出程度之間的關(guān)系式:式中:R為地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度;ER為地質(zhì)儲(chǔ)量采收率;fw為含水率;N為原始地質(zhì)儲(chǔ)量,104m3。對(duì)式(5)—(8)兩邊關(guān)于R求導(dǎo),得到相應(yīng)的含水上升率fw′與含水率fw的關(guān)系式為1.2水驅(qū)特征曲線在實(shí)際應(yīng)用過程中,一般利用油藏的累產(chǎn)油、累產(chǎn)液等數(shù)據(jù),通過線性回歸得到水驅(qū)特征曲線的各項(xiàng)系數(shù),進(jìn)而得到含水上升率方程中的各項(xiàng)系數(shù)。由于在油田開發(fā)過程中,為改善開發(fā)效果,實(shí)施了大量增產(chǎn)或穩(wěn)產(chǎn)措施,使得通過線性回歸得出的水驅(qū)特征曲線及含水上升率方程并不能反映油藏的真實(shí)狀況。為此,結(jié)合油水兩相滲流相滲曲線,進(jìn)行含水上升率表達(dá)式系數(shù)的確定[18,19,20,21,22,23,24,25]。1.2.1動(dòng)態(tài)地質(zhì)儲(chǔ)量及驅(qū)油效率計(jì)算在油水兩相滲流過程中,油、水相相對(duì)滲透率與含水飽和度的關(guān)系式為式中:Kro,Krw分別為油、水兩相的相對(duì)滲透率;Sw為出口端的含水飽和度;m,n為系數(shù)。分別將式(1)、式(2)與式(13)相結(jié)合,可推導(dǎo)得出式中:Nd為動(dòng)態(tài)地質(zhì)儲(chǔ)量,104m3;Soi為原始含油飽和度。根據(jù)動(dòng)態(tài)地質(zhì)儲(chǔ)量及油田地質(zhì)儲(chǔ)量采收率的物理意義,可知:式中:Ev為體積波及系數(shù);Ed為驅(qū)油效率。分別將式(14),(15)與式(16),(17)及b1=B1N,b2=B2N進(jìn)行聯(lián)立求解,得到甲、乙型水驅(qū)特征曲線的含水上升率表達(dá)式系數(shù)分別為1.2.2驅(qū)油效率分析利用丙、丁型水驅(qū)特征曲線,可分別寫出可采儲(chǔ)量的計(jì)算表達(dá)式為式中:fwl為經(jīng)濟(jì)極限含水率,一般取值為98%。根據(jù)可采儲(chǔ)量及驅(qū)油效率的物理意義,可知:式中:NR為可采儲(chǔ)量,104m3;Nom為可動(dòng)油儲(chǔ)量,104m3。對(duì)于丙、丁型水驅(qū)特征曲線,D3=D4=1/Nom,將其分別與式(20),(21)及式(22),(23)進(jìn)行聯(lián)立求解后,可以得出2典型水驅(qū)特征曲線對(duì)比渤海CB油田屬于高孔、高滲油田,地層原油黏度為57.0mPa·s,滲透率為1600×10-3μm2,孔隙度為32.5%;油田1985年投產(chǎn),1991年進(jìn)入中高含水期,開始通過實(shí)施穩(wěn)油控水技術(shù),控制含水上升。目前油田綜合含水率控制在85%~90%,標(biāo)定采收率為52.5%。CB油田的油水相滲曲線如圖1所示。由圖可知,油田的原始含油飽和度Soi為0.695,殘余油飽和度Sor為0.295,由此得出驅(qū)油效率Ed為0.575;對(duì)相滲曲線進(jìn)行擬合,得到系數(shù)m為22.108。據(jù)此,分別利用式(18),(19),(24)和式(25),求解得出甲、乙、丙、丁4種水驅(qū)特征曲線對(duì)應(yīng)的含水上升率表達(dá)式系數(shù)分別為:b1=13.25;b2=8.83;C3=0.31;C4=1.30。分別作出4種水驅(qū)特征曲線對(duì)應(yīng)的fw′-fw關(guān)系曲線(見圖2)。由圖2可以看出,4種水驅(qū)特征曲線可以表現(xiàn)出3種類型的含水上升規(guī)律形態(tài),因此,據(jù)此來研究油田的含水上升規(guī)律是完全可行的。甲型水驅(qū)特征曲線對(duì)應(yīng)的fw′-fw曲線關(guān)于fw=50%對(duì)稱,當(dāng)fw低于50%時(shí),fw′隨fw升高而升高,當(dāng)fw超過50%時(shí),fw′隨fw升高而降低;乙、丙型水驅(qū)特征曲線對(duì)應(yīng)的fw′-fw曲線始終呈下降態(tài)勢(shì);丁型水驅(qū)特征曲線對(duì)應(yīng)的fw′-fw曲線在中高含水期以前,fw′隨fw升高而升高,進(jìn)入中高含水期后,fw′隨fw升高而降低。將理論曲線與實(shí)際的含水上升率數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,可以判斷、選擇油田適用的水驅(qū)特征曲線。將實(shí)際的油田數(shù)據(jù)投影到fw′-fw關(guān)系曲線上(見圖2),可以看出:CB油田的含水上升率變化情況與丙型水驅(qū)特征曲線對(duì)應(yīng)的fw′-fw變化規(guī)律較為吻合,因此,在分析水驅(qū)開發(fā)狀況時(shí),應(yīng)采用丙型水驅(qū)特征曲線。由圖2可以看出:CB油田在進(jìn)入高含水期之前,理論含水上升率曲線整體呈平緩下降趨勢(shì),實(shí)際含水上升率圍繞理論曲線上下波動(dòng);進(jìn)入高含水期后,實(shí)際含水上升率低于理論含水上升率。分析認(rèn)為,主要是由于油田在綜合調(diào)整過程中,關(guān)閉了部分高含水井及側(cè)鉆水平井,使得油田含水上升率大幅降低。這表明油田通過綜合調(diào)整達(dá)到了穩(wěn)油控水的目的,較好地改善了油田的開發(fā)效果。3建立上升率程式基于甲、乙、丙、丁4種水驅(qū)特征曲線,推導(dǎo)出了相應(yīng)的理論含水上升率表達(dá)式;