水驅(qū)油藏產(chǎn)油量遞減率影響因素的分解方法——以錦州9–3油田和渤海油田的應(yīng)用為例

張宏友，別夢(mèng)君，石 飛，段 宇，劉 杰

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水驅(qū)油藏產(chǎn)油量遞減率影響因素的分解方法——以錦州9–3油田和渤海油田的應(yīng)用為例

張宏友，別夢(mèng)君，石 飛，段 宇，劉 杰

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459）

從遞減率定義出發(fā)，建立了水驅(qū)油藏產(chǎn)油量遞減率與綜合含水率、采油速度、含水上升率、產(chǎn)液量變化率4個(gè)影響因素之間的變化關(guān)系式，提出一種產(chǎn)油量遞減率影響因素分解方法。通過該方法可以量化每個(gè)影響因素對(duì)產(chǎn)油量遞減率的貢獻(xiàn)大小，明確產(chǎn)油量遞減率的主要影響因素，為油田下步調(diào)整挖潛、減緩遞減的措施提供依據(jù)。應(yīng)用表明，該方法能夠滿足油田實(shí)際產(chǎn)液量變化要求，且具有簡單、方便、可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，易于礦場(chǎng)的推廣應(yīng)用。

產(chǎn)油量遞減率；含水上升率；產(chǎn)液量變化率；采油速度

產(chǎn)油量遞減率是水驅(qū)油藏的一項(xiàng)關(guān)鍵開發(fā)指標(biāo)，因此，分析產(chǎn)油量遞減率影響因素、尋求減緩遞減的有效措施是油田開發(fā)工作的一項(xiàng)重要研究課題。影響產(chǎn)油量遞減率因素較多[1–10]，其不僅受流體性質(zhì)、儲(chǔ)層物性等地下因素影響，還受注采井網(wǎng)、生產(chǎn)條件等人為控制因素影響。前人開展了產(chǎn)油量遞減率影響因素分解的相關(guān)研究工作[1]，如潘宗坤闡述了定液量條件下遞減率主要受含水階段、含水上升率、采油速度的3個(gè)因素影響[1]；李斌等建立了遞減率與采油速度、井網(wǎng)密度等影響因素的定量關(guān)系式[2]；高文君等建立了遞減率與開井?dāng)?shù)、含水率、產(chǎn)液厚度等多影響因素分析模型[3–4]。然而，文獻(xiàn)[1]不能滿足實(shí)際油田產(chǎn)液量變化要求，文獻(xiàn)[2–4]關(guān)系式過于復(fù)雜，限制了礦場(chǎng)的推廣應(yīng)用。在前人已有研究成果基礎(chǔ)上，本文從遞減率定義出發(fā)，建立了遞減率與影響因素之間定量變化關(guān)系式，提出了一種產(chǎn)油量遞減率影響因素分解方法。

1 產(chǎn)油量遞減率影響因素公式建立

產(chǎn)油量遞減率定義式為：

產(chǎn)油量計(jì)算公式：

引入含油率新參數(shù)：

將式（2）、式（3）代入式（1），可得到：

式（4）右側(cè)第一項(xiàng)為含油率變化率，第二項(xiàng)為產(chǎn)液量變化率，即產(chǎn)油量遞減率為含油率變化率與產(chǎn)液量變化率之和的負(fù)數(shù)。

將式（3）代入式（4），可得到：

將式（5）進(jìn)一步變換，可得到：

最終得到如下產(chǎn)油量遞減率公式：

從式（7）可以看出，產(chǎn)油量遞減率主要受綜合含水率、采油速度、含水上升率和產(chǎn)液量變化率4個(gè)因素影響，表現(xiàn)為：①綜合含水率越大，遞減率越大；②采油速度越大，遞減率越大；③含水上升率越大，遞減率越大；④產(chǎn)液量增加，遞減率減小；產(chǎn)液量降低，遞減率增大。其中，綜合含水率、采油速度、含水上升率的影響體現(xiàn)在含油率變化率上。

當(dāng)產(chǎn)液量保持不變時(shí)，即式（7）右側(cè)第二項(xiàng)為0，就可得到定液量生產(chǎn)條件下產(chǎn)油量遞減率公式。

式（8）表明，在定液量生產(chǎn)條件下，產(chǎn)油量遞減率只受綜合含水率、采油速度、含水上升率3個(gè)因素影響，與文獻(xiàn)[1]中結(jié)論一致。

2 產(chǎn)油量遞減率影響因素分解方法

以指數(shù)遞減類型為例，利用公式（7）對(duì)產(chǎn)油量遞減率影響因素進(jìn)行分解，步驟如下：

（1）利用遞減階段初、遞減階段末采出程度及含水率，計(jì)算采油速度和含水上升率；

（2）利用指數(shù)遞減規(guī)律對(duì)產(chǎn)油量變化曲線進(jìn)行回歸，得到產(chǎn)油量遞減率；

（3）利用指數(shù)遞減規(guī)律對(duì)產(chǎn)液量變化曲線進(jìn)行回歸，得到產(chǎn)液量變化率；

（4）繪制含油率變化曲線，并利用指數(shù)遞減規(guī)律對(duì)其進(jìn)行回歸，得到含油量變化率。

假設(shè)某油藏初期產(chǎn)油量為3 800 m3/d，含水率5%，產(chǎn)液量4 000 m3/d，以某一生產(chǎn)制度生產(chǎn)2年后，產(chǎn)油量下降到3 115 m3/d，綜合含水率32.6%，產(chǎn)液量4 625 m3/d。按照上述步驟對(duì)產(chǎn)油量遞減率影響因素進(jìn)行分解（圖1~圖3、表1）。從分解結(jié)果來看，產(chǎn)油量遞減率為10.3%；其中產(chǎn)液量變化率為7.9%，表明產(chǎn)液量增加導(dǎo)致產(chǎn)油量遞減率減少7.9%；綜合含油率變化率為18.2%，表明綜合含油率下降導(dǎo)致產(chǎn)油量遞減率增加18.2%，即含水率、含水上升率、采油速度影響產(chǎn)油量遞減率為18.2%。

圖1 日產(chǎn)油量變化曲線

表1 日產(chǎn)油量遞減率影響因素分解結(jié)果

圖3 日產(chǎn)液量變化曲線

3 實(shí)例應(yīng)用

實(shí)例1。錦州9–3油田位于渤海遼東灣北部海域，主要含油層系為東營組東二下段和東三段，屬三角洲前緣沉積，油藏為中高孔滲、層狀構(gòu)造油藏，地層原油黏度為18.0 mPa·s。該油田于1999年10月投產(chǎn)，開發(fā)歷程分為天然能量開發(fā)、籠統(tǒng)注水開發(fā)、分層注水開發(fā)、注聚試驗(yàn)開發(fā)和綜合調(diào)整方案實(shí)施5個(gè)階段（圖4）。截至2017年4月，共有生產(chǎn)井56口，注水井35口，產(chǎn)油量為1 603 m3/d，綜合含水率為86.9%，采出程度為25.3%。

選擇錦州9–3油田第二、三、四、五開發(fā)階段的4個(gè)典型遞減階段，應(yīng)用本文方法對(duì)其產(chǎn)油量遞減率影響因素進(jìn)行分解，結(jié)果表明（表2），4個(gè)遞減階段采油速度較為接近（1.3%~1.6%），產(chǎn)油量遞減率差異較大（5.5%~18.8%），分析主要原因是含水率、含水上升率、產(chǎn)液量變化的差異導(dǎo)致。遞減階段①為籠統(tǒng)注水階段，該階段層間矛盾突出，注水單層單向突進(jìn)嚴(yán)重，含水上升率較快，但由于采取了泵抽措施，產(chǎn)液量上升導(dǎo)致遞減率相對(duì)較低；遞減階段②為分層注水開發(fā)階段，由于實(shí)施調(diào)剖、分層配注等措施，含水上升率得到有效控制，且產(chǎn)液量略有上升，產(chǎn)油量遞減率較低；遞減階段③為注聚試驗(yàn)開發(fā)階段，隨著注聚措施逐步見效，含水上升率進(jìn)一步降低，產(chǎn)液量基本穩(wěn)定，產(chǎn)油量遞減率僅為5.5%；遞減階段④為綜合調(diào)整方案階段，雖然含水上升率較低，但受油井出砂影響，產(chǎn)液量下降導(dǎo)致遞減率相對(duì)較高，達(dá)18.8%，其中產(chǎn)液量下降導(dǎo)致產(chǎn)油量遞減率減少5.9%，表明該油田后期應(yīng)加大油井出砂的防治與治理工作，充分釋放油井產(chǎn)能能力，減緩油井產(chǎn)油量遞減。

圖4 錦州9–3油田開采曲線

表2 錦州9–3油田產(chǎn)油量遞減率影響因素分解成果

實(shí)例2。應(yīng)用本文方法對(duì)渤海油田五個(gè)中高滲水驅(qū)低黏砂巖油藏的低含水期遞減階段產(chǎn)油量遞減率影響因素進(jìn)行分解，結(jié)果表明（表3），5個(gè)油藏綜合含水上升率、產(chǎn)液量變化較為接近，且均處于低含水期開發(fā)階段；采油速度、產(chǎn)油量遞減率差異較大。在直角坐標(biāo)系中繪制產(chǎn)油量遞減率與采油速度關(guān)系曲線，發(fā)現(xiàn)兩者呈近似線性關(guān)系（圖5），表明在其他3個(gè)影響因素相近的條件下，采油速度越大，產(chǎn)油量遞減率越大，即采油速度不同是影響這5個(gè)油藏產(chǎn)油量遞減率差異的主要原因。

表3 油藏①~油藏⑤產(chǎn)油量遞減率影響因素分解成果

圖5 油藏①~油藏⑤產(chǎn)油量遞減率與采油速度變化率關(guān)系

4 結(jié)論

（1）建立了水驅(qū)油藏產(chǎn)油量遞減率與綜合含水率、采油速度、含水上升率和產(chǎn)液量變化率4個(gè)影響因素之間定量變化關(guān)系式。結(jié)果表明，①綜合含水率越大，遞減率越大；②采油速度越大，遞減率越大；③含水上升率越大，遞減率越大；④產(chǎn)液量增加，遞減率減小，產(chǎn)液量降低，遞減率增大。

（2）提出了一種產(chǎn)油量遞減率影響因素分解方法，可以量化每個(gè)影響因素對(duì)產(chǎn)量遞減率的貢獻(xiàn)大小，明確了產(chǎn)油量遞減率的主要影響因素，據(jù)此指導(dǎo)油田制定針對(duì)性調(diào)整措施，有效減緩產(chǎn)油量遞減。

（3）實(shí)例應(yīng)用表明，該方法能夠滿足實(shí)際油田產(chǎn)液量變化的要求，且具有簡單、方便、可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，易于礦場(chǎng)的推廣應(yīng)用。

符號(hào)注釋

[1] 潘宗坤．油田自然遞減率影響因素分析[J]．石油勘探與開發(fā)，1993，20（6）：120–121．

[2] 李斌，袁俊香．影響產(chǎn)量遞減率的因素與減緩遞減的途徑[J]．石油學(xué)報(bào)，1997，18（3）：89–97．

[3] 高文君，王嵐，楊永利．水驅(qū)油田遞減率多因素分析模型的建立與應(yīng)用[J]．吐哈油氣，2004，9（3）：269–271．

[4] 李菊花，高文君，王嵐，等．水驅(qū)油田產(chǎn)量自然遞減率多因素分析模型的建立[J]．新疆石油地質(zhì)，2015，26（6）：667–669．

[5] 田曉東，王鳳蘭，石成方，等．大慶喇薩杏油田產(chǎn)量遞減率變化規(guī)律[J]．石油學(xué)報(bào)，2016，27（S1）：137–141．

[6] 趙曉燕，崔傳智，王洪寶，等．水驅(qū)油藏產(chǎn)量遞減影響因素診斷模型研究[J]．西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，31（4）：99–102．

[7] 張雄君，程林松，李春蘭．灰色關(guān)聯(lián)分析法在產(chǎn)量遞減率影響因素分析中的應(yīng)用[J]．油氣地質(zhì)與采收率，2004，11（6）：48–50．

[8] 孫繼偉，唐磊，連軍利，等．一種預(yù)測(cè)油田開發(fā)指標(biāo)的多因素隨機(jī)模型[J]．新疆石油地質(zhì)，2002，23（3）：231–232．

[9] 羅士利，孫兆光，張吉才．大慶升平油田產(chǎn)量遞減率影響因素及其對(duì)策[J]．大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，30（5）：49–51．

[10] 孫欣華，王旭東，王嵐，等．影響產(chǎn)量遞減因素研究[J]．吐哈油氣，2004，9（2）：137–140．

Decomposition method of influencing factors of oil production decline rate in water drive reservoirs ——By taking the application of Jinzhou 9-3 oilfield and Bohai oilfield as the example

ZHANG Hongyou, BIE Mengjun, SHI Fei, DUAN Yu, LIU Jie

(Tianjin Company, CNOOC (China) Co., Ltd., Tianjin 300459, China)

Based on the decline rate definition, the relationship between oil production decline rate and comprehensive water cut, oil recovery rate, water cut rise rate and change rate of liquid yield was established, and a decomposition method of influencing factors of oil production decline rate was proposed. Through this method, the contribution of each factor to oil production decline rate can be quantified, and the main influencing factors of oil production decline rate can be defined, which can provide a basis for the next adjustment and measures to slow down the decline. The example shows that the method can meet the demand of the actual liquid yield and has the characteristics of simplicity, convenience and maneuverability, and and it is easy to be popularized and applied in the field.

decline rate of oil production; water cut rise rate; change rate of liquid yield; oil recovery rate

1673–8217（2019）02–0055–04

TE341

A

2018–08–02

張宏友，高級(jí)工程師，1980年生，2005年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）油氣田開發(fā)工程專業(yè)，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)工程相關(guān)研究工作。

“十三五”國家科技重大專項(xiàng)“渤海油田加密調(diào)整及提高采收率油藏工程技術(shù)示（2016ZX05058001）。

編輯：黃生娣