應用存水率與水驅指數評價油田水驅開發效果

馬 婧，張 文，劉淑芬

（東北石油大學， 黑龍江 大慶 163318）

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應用存水率與水驅指數評價油田水驅開發效果

馬 婧，張 文，劉淑芬

（東北石油大學， 黑龍江 大慶 163318）

摘 要：對于低滲透油藏，邊底水不活躍，天然能量不能得到及時的補充，因此開發難度較大。注水開發能夠及時補充地層壓力，是目前針對低滲透油藏的主要開發技術。而注水開發油田開發效果的評價對于進一步改善開發效果，提高最終采收率尤為重要。給出了兩種評價指標，存水率以及水驅指數的理論計算公式，并分別分析其與含水率的變化關系，指出理論值與實際值產生差異的原因。以X油田為例，應用兩種指標進行開發效果分析。

關 鍵 詞：存水率；水驅指數；含水率；開發效果評價

大量油田生產實踐表明，能量的補充對低滲透油田尤為重要。但目前低滲透油藏的開發效果并不理想，存在注水壓力不斷升高、油井供液不足、產量遞減快、采油速度低、采收率低等缺點［1］。如果不能及時補充地層能量，地層壓力會大幅度下降，生產井產能迅速降低，最終導致一次采收率低。在采用注水開發后，地層能量得到補充，可顯著提高二次采收率。因此，要不斷完善油田注水開發效果評價體系，建立科學、合理的指標系統。

1 存水率、水驅指數、含水率關系分析

1.1 存水率與含水率關系分析

存水率和水驅指數是反映注水油田開發效果的兩項重要指標，它與油田注水量、綜合含水率等因素有直接關系［2］。存水率是指注水開發油田的注水量與采水量之差占注水量的比例。即：存水率=（累積注水量-累積產水量）/累積注水量。存水率主要表征注水利用率的高低，其內涵為注入水能夠起到的維持地層能量的效率［3］。存水率的值越高，注入水的利用程度就越高，開發效果就越好。根據存水率定義，存水率的計算公式為：

則：

由含水率：

則：

式中：Qi— 累積注水量；

Qw— 累積產水量；

Qo— 累積產油量；

Z — 注采比；

Bo— 原油體積系數；

對于水流為物流動力這方面的問題，古詩文中相關內容也有一些表述，雖然當時“物流”兩個字還沒有成為社會及百姓生活中的語言，在古代詩文中也更沒成為應用的詞匯，所以詩文中這些相關的表述也并沒有冠在“物流”兩個字的名下，而是用各種說辭來表述，然而就今人而言，表述的那些內容就是“物流”。所以對古詩文中所涉及的那樣一些表述，我們現代人從物流的角度是可以有所領會的，因而對這些說法自然產生了很大的興趣。

ρo— 原油地面密度。

由上式，根據不同的Z值，繪制出存水率與含水率的關系曲線如圖1。

圖1 存水率與含水率關系曲線Fig.1 The relationship curve of water storage rate and water cut

1.2 水驅指數與含水率關系分析

水驅指數定義為每采出一噸油在地下的存水量。即：水驅指數=（注水量-產水量）/產油量。水驅指數越大，則需要的注水量也越大。根據水驅指數的定義，水驅指數計算公式為：

由注采比的表達式可以得到：

由含水率定義得：

由上式，根據不同的Z值繪制出水驅指數與含水率的關系曲線如圖2。

圖2 水驅指數與含水率關系曲線Fig.2 The relationship curve of water flooding index and water cut

1.3 存水率和水驅指數理論值與實際值的關系

在生產實踐中，存水率與水驅指數的理論值與實際值往往存在一定的差異。造成計算的累積存水率和累積水驅指數低于理論值主要有2個原因［4］：

其中之一是在油田開發的早期階段，邊、底水的侵入相當于對油藏注入水，但在計算時，雖然總的產水量有所增加，但未將其納入累積存水中。

第二是在油田開發的早期階段，注采不平衡，產液量較多，注入量較少，這時會采取降壓開采的措施。由此可知兩個指標的實際值會低于理論值。

造成累積存水率和累積水驅指數高于理論值主要有4個原因［5］：一是在彌補壓力虧空或壓力有所恢復的階段，注采比大于 1.0；二是溢出了注入水；三是由于儲集層整體的連通性較差，導致注水效果不明顯；四是由于措施起效，注入水的波及體積有所擴大，開發效果明顯。因此，當存水率和水驅指數的實際值高于理論值時，要考慮油藏壓力以及注采比的變化對兩個指標產生的影響。如果兩個指標的實際值高于理論值，證明壓力較大，導致儲集層整體的連通性較差。在正常情況下，兩個指標下降幅度較小，或者曲線有上翹趨勢，那么就證明，措施已經起效。

當油田處于高含水期或特高含水期時，存水率與水驅指數這兩個指標對于開發效果的評價具有普遍的適用性，可以指導油田根據實際情況不斷調整挖潛措施。但是，當沒有考慮到邊底水侵入的情況下，應該采用相應的靜態地質參數來計算，這樣就能削弱它們對于指標準確性的影響。

2 以X油田為例分析曲線的實際應用

在油田注水開發過程中，隨著原油采出量的增加，綜合含水不斷上升，注入水則不斷被排出，含水越高，排出水量越大，地下存水率越來越小［6］。由上述水驅指數、含水率關系推導可知，當注采比為1時，水驅指數也為1，水驅指數的值不隨含水率變化而變化。由理論圖版分析可知：當注采比小于1時，隨著含水率的不斷增加，水驅指數不斷減小；當注采比大于1時，隨含水率的不斷增加，水驅指數不斷增大。X油田從2001年起開始注水開發，地層壓力得到了補充，存水率有緩慢上升的趨勢。

X油田在實施人工注水前，壓力水平較低，驅油效果整體較差，含水率不斷上升，水驅指數不斷下降。2001年開始進行人工注水后，地層壓力得到補充，水驅指數不斷上升，開發效果逐漸變好。經上述分析可知，X油藏的邊底水能量不足，若依靠天然能量進行開采，開采效率很低，只有實施人工注水才能提高整體開發效率。X油田實際含水率、水驅指數、存水率的統計值如表1。

表1 X油田實際含水率、水驅指數、存水率統計值Table 1 The actual statistics of water cut， water flooding index and water storage rate of X oilfield

3 結 論

（1）注水開發油田，隨采出程度增加，綜合含水率上升，存水率下降［7］。隨著油田整體含水的上升，驅油效果會逐漸變差。注采比的大小決定了存水率與水驅指數的大小及相應的變化關系，因此在應用上述兩項指標進行開發效果評價研究時，必須保證在相同的驅動方式下進行。

（2）存水率、水驅指數標準曲線對注水調整有指導意義［8］。在評價油田注水開發效果過程中，要根據實際油層壓力的變化不斷調整分析方法，并結合其他的綜合分析方式，才能得出正確的結論。

（3）通過將X油田的實際數據應用于存水率、水驅指數分析，可以得到油田實際注水開發效果的分析結論，可以證明這種分析方法在油田實際應用中的實用性。

參考文獻：

［1］李志鵬，林承焰，董波，等.影響低滲透油藏注水開發效果的因素及改善措施［J］.地學前緣，2012，19（2）：171-175.

［2］王作乾，黃淑女.累積存水率和累積水驅指數與含水率的理論關系［J］.新疆石油地質，2011，32（1）：57-59.

［3］谷慶杰.薩北開發區階段存水率和水驅指數變化特征研究［J］.石油地質與工程，2011，25（1）：60-62.

［4］房育金，王茂顯.運用存水率與水驅指數評價油田注水開發效果［J］.吐哈油氣，2005，10（1）：37-39.

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［7］張金亮.應用存水率和水驅指數標準曲線預測油田的配注量［J］. 西安石油學院學報，1998，13（4）：55-57.

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Evaluation of Water Flooding Development Effect by Using Water Storage Rate and Water Flooding Index

MA Jing，ZHANG Wen，LIU Shu-fen
（Northeast Petroleum University， Heilongjiang Daqing 163318，China）

Abstract:Because the edge water is not active and natural energy field is not sufficient， it is quite difficult to develop the low permeability reservoir. The formation pressure can be supplied through water flooding which is the core development technology for low permeability reservoir. However， the evaluation of water flooding development effect plays a vital role to further improve the development effect and enhance the final recovery. In this article， the theoretical calculation formula of two indicators including water storage rate and water flooding index were listed out，their relationship to water cut were analyzed respectively， and the reason to cause the difference between theoretical value and actual value was pointed out. Finally， these two indicators were used to evaluate the water flooding effect with X oilfield.

Key words:Water storage rate； Water flooding index； Water cut； Development effect evaluation

中圖分類號：TE 357

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0460（2016）02-0387-03

基金項目：井震結合頁巖儲層橫波速度場預測方法研究，項目號：NEPUQN2014-01。

收稿日期：2015-10-26

作者簡介：馬婧（1992-），女，黑龍江大慶人，碩士研究生，2014年畢業于東北石油大學，研究方向：油藏數值模擬。E-mail：598855194@qq.com。