基于水驅(qū)特征曲線的油田開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)

吳 杰 （長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100）

熊自春，楊光偉 （中國(guó)海洋石油有限公司天津分公司，天津 300450）

解 俊 （中石油渤海鉆探工程有限公司第三鉆井工程分公司，天津 300000）

基于水驅(qū)特征曲線的油田開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)

吳 杰 （長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100）

熊自春，楊光偉 （中國(guó)海洋石油有限公司天津分公司，天津 300450）

解 俊 （中石油渤海鉆探工程有限公司第三鉆井工程分公司，天津 300000）

水驅(qū)特征曲線是預(yù)測(cè)水驅(qū)油田開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)和最終采收率的一個(gè)重要方法。根據(jù)水驅(qū)特征曲線的理論公式，推導(dǎo)出預(yù)測(cè)油田累積產(chǎn)水量、累積產(chǎn)油量、可采儲(chǔ)量、采出程度以及綜合含水上升率的計(jì)算公式。以葡萄溝油田葡5斷塊為例，分階段進(jìn)行開(kāi)發(fā)指標(biāo)的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。研究表明，前期開(kāi)發(fā)效果相對(duì)較好，后期由于套損嚴(yán)重，注采井網(wǎng)不完善，開(kāi)發(fā)效果變差。提出完善注采井網(wǎng)，細(xì)分小層，采取分層注水提高水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果。

水驅(qū)特征曲線；開(kāi)發(fā)指標(biāo)；采出程度；分層注水

水驅(qū)特征曲線是預(yù)測(cè)水驅(qū)油藏開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)的一種重要方法。生產(chǎn)實(shí)踐表明，一個(gè)天然水驅(qū)或人工水驅(qū)的油藏，當(dāng)它已全面開(kāi)發(fā)并進(jìn)入穩(wěn)定生產(chǎn)以后，其含水達(dá)到一定程度并逐步上升時(shí)，在單對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上以累積產(chǎn)水量的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)，以累積產(chǎn)油量為橫坐標(biāo)，則兩者呈線性關(guān)系，曲線呈一條直線，該曲線稱為水驅(qū)曲線。在油田的注采井網(wǎng)、注采強(qiáng)度保持不變時(shí)，直線不發(fā)生彎曲。當(dāng)注采方式變化后，則出現(xiàn)拐點(diǎn)，但直線關(guān)系依然成立［3］。

1 公式推導(dǎo)

在油田開(kāi)發(fā)的中、后期，累積產(chǎn)水量和累積產(chǎn)油量在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上便成一條直線關(guān)系。此時(shí)可得到水驅(qū)曲線的甲型關(guān)系式［1］為：

式中，Wp為累積產(chǎn)水量，104t；Np為累積產(chǎn)油量，104t；a為水驅(qū)特征曲線的截距，104t；b為水驅(qū)特征曲線的斜率。b的物理意義是采出單位油量的同時(shí)，采出水量的對(duì)數(shù)值，它反映了水驅(qū)油田的驅(qū)油效果和開(kāi)發(fā)方式的有效程度。b值越小，說(shuō)明開(kāi)發(fā)效果越好，水驅(qū)曲線就變平，否則上翹。開(kāi)發(fā)調(diào)整的目的就是盡量使曲線變平，使含水上升速度變緩。

如果油田極限含水率取98%，代入式（4），則得到油田的可采儲(chǔ)量NR的計(jì)算公式：

根據(jù)油田實(shí)測(cè)累產(chǎn)油和累產(chǎn)水的數(shù)據(jù)，以Np為橫坐標(biāo)，lgWp為縱坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系下作出一系列的散點(diǎn)圖，在開(kāi)發(fā)后期累產(chǎn)油量與累產(chǎn)水量的對(duì)數(shù)值出現(xiàn)很好地線性關(guān)系，通過(guò)線性回歸得出a和b的值。

2 實(shí)例應(yīng)用

葡5斷塊是葡萄花油田的一個(gè)主力開(kāi)發(fā)單元，屬于復(fù)雜小斷塊辮狀河湖相沉積油藏，沉積微相發(fā)育錯(cuò)綜復(fù)雜，表現(xiàn)很強(qiáng)的非均質(zhì)性。孔隙度主要集中在11.8%～25%之間，平均孔隙度為22.7%，滲透率主要分布于 （111～2000.0）×10－3μm2之間，平均滲透率為585×10－3μm2，屬于中孔、中高滲儲(chǔ)層。原始地層壓力26.5MPa，飽和壓力18.9MPa，屬于高飽和油藏［4］。原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量165.7×104t。標(biāo)定水驅(qū)采收率40%。2003年底投產(chǎn)，2005年全面注水開(kāi)發(fā)。截至2012年12月，累積產(chǎn)油42.15×104t，采出程度25.4%，月產(chǎn)油量0.0997×104t，綜合含水率81.5%。

2.1 水驅(qū)特征曲線對(duì)不同階段開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)

根據(jù)油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以Np為橫坐標(biāo)，lgWp為縱坐標(biāo)，繪制甲型水驅(qū)特征曲線如圖1所示。從圖1中可以看出，開(kāi)發(fā)后期出現(xiàn)2個(gè)直線段，前一條直線斜率較小，后一條直線斜率較大，表明油田后期開(kāi)發(fā)效果變差。

1）第1條直線段 對(duì)于第1條直線段，對(duì)應(yīng)開(kāi)發(fā)階段是2006年2月到2008年1月，累積產(chǎn)油從19.27×104t上升到32.52×104t，綜合含水率從22%上升到50%。通過(guò)線性回歸，a＝－0.3247，b＝0.0393，水驅(qū)特征曲線表達(dá)式為：

圖1 葡5斷塊水驅(qū)特征曲線

設(shè)油田極限含水率為98%，代入式 （6）和式 （5）得到，油田的預(yù)測(cè)可采儲(chǔ)量為77.817×104t，采收率47%，表明注采井網(wǎng)完善，水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果很好。

2）第2條直線段 對(duì)于第2條直線段，對(duì)應(yīng)開(kāi)發(fā)階段是2008年2月到2012年12月，累積產(chǎn)油從32.52×104t上升到42.15×104t，綜合含水率從50%上升到81.5%。通過(guò)線性回歸，a＝－1.2186，b＝0.0663，水驅(qū)特征曲線表達(dá)式為：

設(shè)油田極限含水率為98%，代入式 （6）和式 （5）得到，油田的預(yù)測(cè)可采儲(chǔ)量為56.184×104t，采收率為33.9%，表明水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果不理想。

2.2 開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀分析及調(diào)整建議

1）油水井套損嚴(yán)重，注采井網(wǎng)局部不完善，水驅(qū)效果不理想 該區(qū)塊部分油水井套損嚴(yán)重，統(tǒng)計(jì)套損油水井共計(jì)9口，占總井?dāng)?shù)的28%。其中油井4口，水井5口。這導(dǎo)致了注采井網(wǎng)局部不完善，水驅(qū)控制程度的水驅(qū)方向數(shù)減少，單向水驅(qū)增多 （見(jiàn)表1），影響了水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果。目前針對(duì)套損井已進(jìn)行了側(cè)轉(zhuǎn)，后期可以通過(guò)繼續(xù)鉆新井或油井改注進(jìn)一步完善注采井網(wǎng)。

2）注水狀況變差，地層壓力持續(xù)下降 葡5斷塊屬于高飽和油藏，地飽壓差 （地層壓力與飽和壓力之差）低［5］。當(dāng)?shù)貙訅毫ο陆档斤柡蛪毫σ韵聲r(shí)，原油開(kāi)始脫氣，增加了滲流阻力，油井產(chǎn)量遞減。由于注水狀況變差，地層壓力持續(xù)下降，目前地層壓力已在飽和壓力附近。后期開(kāi)發(fā)調(diào)整要加強(qiáng)注水，保持地層能量。

表1 套損前后葡5主體塊水驅(qū)控制程度統(tǒng)計(jì)表

3）層間非均質(zhì)嚴(yán)重，無(wú)效注水增多 由于對(duì)儲(chǔ)層非均質(zhì)性認(rèn)識(shí)不全面，采用籠統(tǒng)注水表現(xiàn)出很強(qiáng)層間干擾性。高滲層吸水多，形成水流優(yōu)勢(shì)通道，無(wú)效注水增多。而低滲層吸水少或基本不吸水。因此有必要細(xì)分小層，采取分層注水。

3 結(jié) 論

（1）對(duì)水驅(qū)特征曲線進(jìn)行理論分析和推導(dǎo)，得出了預(yù)測(cè)油田累積產(chǎn)水量，累積產(chǎn)油量、可采儲(chǔ)量、采出程度以及含水上升率的計(jì)算公式，為油田開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)提供依據(jù)。

（2）利用水驅(qū)曲線對(duì)油田不同階段的開(kāi)發(fā)效果經(jīng)行評(píng)價(jià)，指出后期由于井網(wǎng)不完善，開(kāi)發(fā)效果變差，為油田開(kāi)發(fā)調(diào)整指明了方向。

（3）高飽和油藏，地飽壓差低，開(kāi)發(fā)過(guò)程中要做好注水保壓工作。

（4）辮狀河湖相沉積儲(chǔ)層，具有較強(qiáng)非均質(zhì)性，有必要細(xì)分小層，采取分層精細(xì)注水，提高注水利用率。

［1］陳元千 .水驅(qū)曲線關(guān)系式的推導(dǎo) ［J］.石油學(xué)報(bào)，1985，6（2）：69-78.

［2］王俊魁 .水驅(qū)特征曲線與產(chǎn)量預(yù)測(cè)模型的聯(lián)合應(yīng)用 ［J］.新疆石油地質(zhì)，2001，22（5）：426-429.

［3］劉德華，劉志森 .油藏工程基礎(chǔ) ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2004：159-161.

［4］崔梅紅，楊波，屈傳剛，等 .高飽和油藏注水改善開(kāi)發(fā)效果對(duì)策研究 ［J］.斷塊油氣田，2008，15（5）：65-68.

［5］陳民鋒，劉桂玲，孫東升，等 .高飽和油藏水驅(qū)開(kāi)發(fā)合理注采政策研究 ［J］.復(fù)雜油氣藏，2011，4（4）：37-41.

［6］Xianbo Luo，Chunming Zhao，Ying Liu，et al.Study on Evaluation Method of Water Flooding Development in Offshore Heavy Oilfield of Semi-depletion Reservoir：A Case Study in Bohai Bay ［J］.SPE 146542，2012.

TE357.6

A

1673-1409（2013）26-0137-03

2013-03-12

國(guó)家 “十二五”科技重大專項(xiàng) （2011ZX05010-002）。

吳杰 （1984-），男，碩士生，現(xiàn)主要從事油藏工程和數(shù)值模擬方面的研究工作。

［編輯］ 洪云飛