塔河一區三疊系下油組油藏含水上升規律分析與預測

羅 佼，冷亞育，廖 強，羅立帆，張 華

（1．成都理工大學能源學院，四川成都610059；2．中國石油西部鉆探測井公司；3．中海石油能源發展有限公司監督監理技術公司；4．中海石油（中國）有限公司湛江分公司）

1 含水率上升模式判斷

塔河一區三疊系下油組油藏是典型的塊狀大底水砂巖油藏，含水上升較快，有相當大的一部分儲量將在中高含水階段采出，所以研究塔河一區油藏含水上升規律非常必要。根據大量注水開發油田生產資料，油田含水上升規律一般分為三種基本模式：凸形，S型，凹型（圖1）［1］。凸型曲線反映的是油田見水早，無水采油期短，甚至沒有無水采油期，早期含水上升快，晚期含水上升慢的特點，油田的主要產油量是在中高含水階段采出的。凹型趨向反映了油田見水晚，無水采油期長，早期含水上升慢，晚期含水上升快的特點，且油田的主要產量是在中低含水階段產出的。S型曲線則介于凸凹兩種曲線之間。

圖1 含水上升模式圖

凸型曲線描述方程為：

S型曲線描述方程為

凹型曲線描述方程為

圖2 三疊系油藏含水上升規律凹型散點圖

2 油藏含水率變化曲線（童氏圖版）

童憲章通過對大量注水開發油田實際資料的統計得到，水驅油田的地質儲量與甲型水驅特征曲線的直線斜率的倒數成正比［2］。為了直接觀察油藏的含水率與采出程度之間的變化關系，在引入邊界條件fw＝0．98%下，可以把乙型水驅特征曲線轉化為含水率、采出程度和最終采收率之間關系，即童氏圖版標準公式：

圖3 三疊系油藏含水上升規律S型散點圖

圖4 三疊系油藏含水上升規律凸型散點圖

由標準公式可知系數7．5是隨具體油田的不同而不同。本文通過塔河一區的水驅特征確定了適合于塔河一區的童氏圖版標準公式：

下面對式（5）進行簡要推導，對生產水油比的定義式進行微分。

甲型水驅曲線表達式

式（8）兩邊對累積產油量微分，得

把式（9）代入式（6），然后取對數，再把式（8）代入，得

因為Np＝NwR，所以式（10）可以寫成

令c＝lg（ln10）＋lgb＋a，d＝bNw則上式又可寫成

含水率達到經濟極限含水率，即fw＝98%時，WOR＝49，此時，由式（12）得

把式（7）和式（13）代入式（12），得

利用塔河一區三疊系下油組油藏甲型水驅曲線［3－5］擬合得到直線段斜率b，計算得到水驅控制地質儲量Nw，d＝bNw＝0．0065×1061＝6．90，再代入式（13），得到了適用于塔河一區三疊系下油組油藏的童氏圖版標準公式

由式（15）作出童氏標準圖版如圖5所示，再將三疊系油藏的fw－R的真實值繪入標準圖版。可以看出，在開發初期，實際曲線與標準圖版擬合的不是很好 ，但含水率在9．4%～53．2%區間內時，實際曲線基本上沿采收率為35%的標準曲線之間上升。從童氏水驅經驗圖版看，開發調整以前預測水驅采收率已經偏向標定最終采收率35%，經過開發調整，油田儲量動用增加，含水上升緩慢，油田開發效果明顯改善，目前油田采收率基本上在45%的標準曲線上運行。從童氏圖版可以看出一區所采取的調整措施效果較好。

圖5 三疊系油藏含水率曲線圖版

3 含水率以及含水上升率預測

在水平油層忽略毛管力情況下，萊弗里特簡化分流方程［7］：

油藏是確定的，由上式知道含水率只與油藏相對滲透率有關。油藏相對滲透率公式為

可看出，相對滲透率僅與油藏含水飽和度有關。

將含水飽和度公式帶入分流公式得含水率fw與含水飽和度Sw的關系式

平均含水飽和度與采出程度和含水飽和度分別存在以下關系

由此可以得到含水飽和度與采出程度關系

把上式代入式（18）后，兩邊對采出程度R微分并整理得到

一個油藏是確定的，則儲層的流體參數是一定的，再通過塔河一區三疊系下油組油藏相滲曲線回歸得到a、b值，從而可以預測不同采出程度下的理論含水率以及含水上升率（如圖6）。

圖6 三疊系油藏油田含水率和含水上升率真實曲線及其預測曲線

由圖6可以看出，塔河一區三疊系下油組油藏含水率曲線與含水上升率曲線在采出程度為19%以前與理論預測值相差較大，而采出程度大于19%時，實際含水率曲線與含水上升率曲線和理論預測曲線幾乎完全吻合。含水率在開發調整之前（采出程度為9．5%之前）上升較快；開發調整之后含水率上升減緩，逐步向預測曲線靠攏，當采出程度為19%，含水率達到45%時實際曲線與預測曲線幾乎完全吻合。綜上，理論預測含水率和含水上升率具有一定的可靠性。

4 結論

（1）可根據三種基本含水上升模式確定油藏的含水上升模式，根據不同含水上升模式的特點，控制或延緩含水上升速度，對于保持油田穩產、降低開采成本非常重要。

（2）從童氏水驅經驗圖版看，經過開發調整，油田儲量動用增加，含水上升緩慢，油田開發效果明顯改善，可看出塔河一區所采取的調整措施效果較好。

（3）根據分流方程與相滲理論推導出的塔河一區油藏含水率和含水上升率與采出程度的關系，當采出程度大于19%時，理論預測與實際情況幾乎完全吻合，說明理論預測含水率和含水上升率具有一定的可靠性。

符號說明

fw——含水率，小數；fwL——經濟極限含水率，98%；Np——累積產油量，104t；Wp——累積產水量，104t；ER——采收率，小數；NR——可采儲量，104t；Nw——水驅控制地質儲量，104t；Kro——油相相對滲透率，無量綱；Krw——水相相對滲透率，無量綱；Sw——含水飽和度，小數；Sor——殘余油飽和度，小數；Soi——原始含油飽和度，小數；R——采出程度，小數；WOR——生產水油比，無量綱；Qo——產油量，104t／月；Qw——產水量，104t／月；μo、μw——原油黏度、地層水黏度，mPa·s；Bo——地層原油體積系數，無量綱；ρw——地層水密度，g／cm3；a、b——水驅特征曲線截距和斜率。

［1］李傳亮．油藏工程原理［M］．北京：石油工業出版社，2005．

［2］童憲章．油井產狀和油田動態分析［M］．北京：石油工業出版社，1981．

［3］劉德華．劉志森．油藏工程基礎［M］．北京：石油工業出版社，2004．

［4］陳元千．水驅曲線關系式的推導［J］．石油學報，1985，6（2）：68－78．

［5］陳元千．一種新型水驅曲線關系式的推導及應用［J］．石油學報，1993，14（2）：65－73．

［6］陳元千．現代油藏工程［M］．北京：石油工業出版社，2004．

［7］秦同洛，李璗，陳元千．實用油藏工程方法［M］．北京：石油工業出版社，1989．