浅论断块油田稳产问题

1、浅论断块油田稳产问题李 斌中国石油冀东油田，河北唐山，063004摘 要 本文从稳产的理论依据、物质基础、稳产条件、稳产途径等方面探讨了断块油田的稳产问题。对断块油田稳产特点及对策作了论述尤其是提出储采比、产能平衡系数，产量增长系数等8项指标及其稳产临界值，作为能否稳产的综合评价体系。它将对判断油田稳产有借鉴参考作用，并提出稳产需注意的几个问题。关键词 断块；稳产；可采储量；评价指标；对策 断块油田的复杂程度不同的专家、学者有着不同的分类方法与依据。但一般分为简单断块油田、复杂断块油田、极复杂断块油田。同整状砂岩油田一样，断块油田同样存在着稳产问题。1稳产的理论依据 所谓稳产从理论上讲是油(气

2、)量随时间的变化率为零；或采油速度随时间的变化率为零；或油(气)产量递减率为零。即 或或 一般矿场递减率定义为 (1)式中 一递减率，无因次； 为稳产期产量或递减初始产量；为t时刻产量。与单位相同。 将(1)式右端分子分母同除地质储量，则 (2)式中 、分别为稳产期与t时刻的采油速度。 若，则，即为通常所说的稳产。2稳产的物质基础 显而易见，要稳产就应有足够的可采储量，只要地下有足够的油就能通过一定的方法与手段采出。衡量稳产的基本指标主要有以下几种。2.1储采比与剩余可采储量采油速度 储采比在SYT5895-93行业标准内定义为：油气田的剩余可采储量与年产量之比。即 (3)式中 储采比，无因次

3、；可采储量，×104t；累积产量，×l04t； 当年产量，×104t；剩余可采储量，×104t。 又，根据中国石油天然气总公司有关规定，将储采比定义为：年初年末剩余可采储量之平均值与年产油量之比值。其表达式为 (4)式中 年初即上一年末的剩余可采储量，×l04t；年未剩余可采储量，×l04t；当年产量，×104t。 若设(3)，(4)式分别计算储采比为、，且设油田稳产，即。则 （5）式中 头年储采比，无因次；当年储采平衡系数，无因次；当年新增可采储量，×l04t。 若按第一种定义，计算当年储采比，则 （6） 比较两

4、种定义的(5)、(6)式，两者相差。可以看出：(3)式计算不考虑当年新增可采储量，(5)、(6)式均考虑了新增可采储量。但笔者认为用(5)式计算似乎更好一些。 剩余可采储量采油速度定义为年产油量与剩余可采储量之比，即 (7)式中 剩余可采储量采油速度，f或； 储采比与剩余可采储量采油速度互为倒数。根据统计规律，一般将储采比稳产临界点定为1012，若<10，该油田难以稳产。剩余可采储量采油速度稳产临界速度为l0，若Vor>10，则难以稳产。因此增加可采储量及采用合理的剩余可采储量采油速度可增加稳产的可能性。22储量平衡系数与产能平衡系数 储采平衡系数亦称储采平衡率。所谓储采平衡系数指

5、当年新增可采储量与当年产油量之比，即 (8)式中储采平衡系数，无因次；当年新增可采储量，×104t；Q。当年产量，×l04t。 若Q。，则1，则RRP可增加或保持不变；若<Q。，则使RRP减小。因此该系数1，且越大越好。但一般大油田因年产量高很难使其大于1。一般油田在开发中后期，增加可采储量困难，使>1也有难度。当<1，它的余额即(1一)实际反映了剩余可采储量的消耗程度。也就是说<1时，若继续保持年产量不变，则必然要消耗剩余可采储量，使之减少而导致储采比的降低。 所谓产能平衡系数指当年累积产能与当年产量之比。当年累积产能为头年剩余累积产能加上当年净增

6、产能(当年新建产能减去当年核减产能)。 (9)式中产能平衡系数，无因次；QPi当年累积产能，×104t；Qoi头年剩余累积产能，×104t；Qpxi当年新建产能，×104t； Q Pji当年核减产能，×104t；当年净增产能，×104t。 从理论上讲，只要RQQ1，则可保持在原稳产基础继续稳产。23产能增长系数与产能消耗系数 所谓产能增长系数指当年新建产能与当年净增产能之比，即 （10）式中产能增长系数，无因次；当年新建产能，×l04t；头年累积剩余产能的当年核减数，×104t。 当1，则累积产能是增加的；当<0，则累

7、积产能减少。 所谓产能消耗系数指当年核减产能与当年新建产能之比。即 (11)式中产能消耗系数，无因次。 ，当>1，累积产能减少；当<1，累积产能增加。 产能增长系数与产能消耗系数的关系是 (12) 表示已建产能的消耗程度。产能消耗程度另一种表达方式为累积产能消耗系数。定义为：各年累积核减产能之和与各年累积新建产能之和的比值。即 (13) 式中累积产能消耗系数，无因次；第年核减产能，×104t； 第年新建产能，×l04t。 数值在01。愈小，说明总核减产能愈小，油田开发效果愈好，稳产的物质基础愈牢靠。但是，对于断块油田尤其是复杂断块或极复杂断块油田，累积产能消耗系

8、数可能会很大。其值愈大，说明开发难度大，产量递减快，稳产难度大。要真实地反映油田开发情况，必须认真严肃而严格核减产能。24产量增长系数与产量消耗系数 所谓产量增长系数指当年新建产能区块的当年产油量与当年综合递减产量之比。即 （14）式中 产量增长系数，无因次； 产能产量转换系数，； 当年新建产能区块的当年实际产油量，×104t：当年新建产能，×l04t；为当年综合递减率，小数；当年全油田产油量，×104t；当年全油田综合递减产量，×l04t。 当1，即，也就是新增产量弥补了综合递减产量，才有可能稳产，否则稳产困难。 所谓产量消耗系数指当年综合递减产量与当

9、年全油田新井产量之比。即 (15)式中 产量消耗系数，无因次；当年全油田新井产量，×l04t。 表示了当年新井产量被老井综合递减产量的消耗程度，或者说新井产量弥补多少老井综合递减产量。一般l，一旦>1时，则全油田进入总递减阶段，稳产阶段结束。 上述、等8项指标，组成一个油气产量稳产基础的评价体系，其稳产临界值如表1。表1 油气产量稳产基础评价指标评价指标临界值l010lll1l1 上述各参数间有着密切的关系。在这8项参数中，笔者认为储采比()、产能平衡系数()、产量增长系数()是最基本、最核心的参数。储采比的大小反映可采储量的多少尤其是可供开发、且有商业开采价值的储量。它决定了

10、能否稳产与持续稳产。产能平衡系数反映了油田实际的生产能力能否完成年产油气任务的把握程度。产量增长系数则反映了当年能否稳产与增产的把握程度。这三项参数是衡量储量、产能、产量状态的主要指标。只要这三项参数指标处于良好状态，稳产可能性就大大地增加了。3稳产条件 油井产液（产油）是油层的主要矛盾动力与阻力相互作用(斗争)的结果。当动力大于阻力，油井就产液。从平面径向流的产量公式看出，表现为动力，表现为阻力的倒数，阻力愈小，愈大。，其中具有双重性，即井底流动压力是地层压力损耗后在井底的剩余压力。对油层它表现为油层回压，是阻力。对井筒它表现为举升液体的压力，是动力。因此，对于自喷井要有一个合理的井底举升压

11、力；对抽油井等，井底流压可低至油层不受破坏时的压力，举升动力不足由人工举升补充。但动力(即压力)与阻力是其外因。唯物辩证法认为“外因是变化的条件，内因是变化的根据，外因通过内因而起作用”。油田稳产的内因在于可采储量的真正可动性即储量真实动用程度，否则储采比再高，外因条件再好即地层压力高(含人工补充能量)，阻力小(含人工降低阻力)，仍难以稳产。因此油田稳产一是地下有足够的可动油，或者说剩余可采储量具有足够高的质量。二是有提高动力降低阻力所必须的配套开采工艺。其实这也是油井出油的条件，只是稳产要求该条件更充分些。4稳产途径 从上述稳产的理论依据、物质基础，稳产条件就可寻找出稳产途径。 4.1增加高

12、质量的商业可采储量 所谓高质量不仅指有足够的可动性，而且有较好的地质条件与经济环境，具备较高的商业开采价值，同时要保持一个合理、科学的采油速度。4.2增加足够数量的生产能力 增加足够数量的生产能力一是每年新建一定数量的生产能力，一是改善油田开发开采条件，恢复一定数量的生产能力。4.3减缓产量递减与产能消耗 减缓产量递减与产能消耗最基本的工作有三方面：其一是油田开发开采调整。调整有多种方式和内容，主要有：单井采油方式转变，由自喷转换为机械采油；单井工作制度更换及机采设备更换；注采井别调整与类别调整（如直井调整为水平井等）；开发方式转变，由天然能量开发转人人工补充能量开发；层系调整，或由一套层系转

13、入细分层系或变更层系；井网调整含井网布井方式与井网密度调整；注水结构与产液结构调整；工艺措施调整，等等。这些调整方式与内容的选择要依据实际情况而定其中一项及多项。其二是稳产接替。接替也是调整。接替形式亦是多种多样的。措施接替；井间接替；层间接替；块间接替。具体内容在“5”中叙述。其三是运用先进的科学技术。先进的科学技术是增产增注、提高油田开发水平、提高采收率、提高经济效益的重要手段。如丛式井与水平井综合开发集成技术、物理采油技术、确定剩余油分布技术、加密井智能优化布井技术、断块油田滚动开发技术、生物采油技术、油田开发调整新技术、增产方法优化结构规划技术、高含水油田可视化识别油水分布技术，等等。

14、这些技术的应用都有利于断块油田稳产。5复杂断块油田稳产特点与对策 适用于整装砂岩油田的稳产措施大多也适用于断块油田，但断块油田又有自己的特点及相应的对策。5.1断块油田产量无规则变化 断块油田的单井，单块产量易出现忽高忽低的变化，尤其以月度为单位更是如此(图1)。封闭断块新井投产初期、措施见效后、调整完善见效后、新技术应用见效后等均可能出现高产，但是又极易递减，大多数是遵循指数递减规律。有时一口井的产量变化就决定着断块产量的变化。 图1 某断块产量变化图 52断块油藏类型与驱动类型决定稳产期的长短 天然能量充足或人工注水效果明显的层状或块状断块油田稳产期较长，如冀东油田Ll02区块是由一个封闭

15、的北断块和一个开启的南断块组成的高丰度区块。南断块为主力断块，属充足的天然水驱层状油藏，自1993年一直高速稳产开采，且稳中有升。断块为构造、岩性、天然能量不足的封闭油藏稳产期短，甚至不能稳产。这类断块主要靠弹性能量开发，表现出压力下降快、产量递减快、弹性产率低、采收率低的两快两低的特点。其弹性产油量为 (16)式中 弹性采油量；l04t；含油面积，km2；含水面积，km2； A构造(断块)面积，km2；油层孔隙度，；S。、分别为含油饱和度、含水饱和度，；原始原油压缩系数，1MPa；地层水压缩系数，lMPa；岩石压缩系数，1MPa；油层有效厚度，m；地面原油密度，tm3； P-一地饱压差，MP

16、a， ；原始地层压力，MPa；饱和压力，MPa。 复杂断块与极复杂断块油田其弹性产量较低，弹性产率由十几到几百tMPa，而弹性采收率一般在35，有时可达l0左右。5.3断块油田注水开发稳产的关键在于注采系统的完善程度 对于注水开发断块油田，注采系统的完善程度目前尚无准确定量计算公式。一般可从注采层系对应程度即连通率及双向多向受益井(层)的百分率来说明。注采系统的完善程度应从注采层系完善程度与注采井网完善程度综合考虑。完善程度愈高，水驱波及体积愈大，压力场分布愈好，而且人为控制程度愈高。地层能量高了，储量动用程度大了，稳产也就有可能了。断块愈破碎，愈难完善注采系统，稳产难度愈大。5.4断块油田稳

17、产对策 不同的开发开采对象，其相应对策亦不同。5.4.1单井稳产对策 单井可采储量采出程度不高时，一般采用措施接替的办法可促使该井年度稳产。这些措施包括换层补孔、封堵重射、增产增注、提高液量、放大压差、分注分采、物理采油、生物采油等等。值得注意的是对于多油层井，过于频繁的换层补孔，易造成储量损失及增加措施工作量，降低开采效果。因此以补孔追求稳产要慎重且要从长远考虑。5.4.2单块稳产对策 对于单块稳产可采取三种对策：其一是井间接替，即在经济条件许可情况下，打必要的加密井、扩边井、更新井。补打新井不多时，一般不应增加生产能力，仅是弥补递减，起稳产作用。若是注水开发断块或是提高注采系统完善程度，增

18、加稳产基础，或者改变注采井别，改变液流方向提高波及体积。其二是层间接替。一是好油层接替好油层，二是差油层接替好油层。先投入开发的好油层当采出程度与综合含水均较高时，产量明显下降，则可采取换层措施，用好油层接替。这部分好油层或者是方案予留层，或者是新认识、新发现的低阻油层，即原来解释为水层或同层，现在由于采用新技术将其认识出来，升级为油层等。好油层接替好油层稳产期长。当采出程度达到某值后，好油层挖潜效果低，则可动用差油层接替，但稳产难度大且稳产期短。接替方式一般采用细分、分采、上返、回采、换层、改造、调整等形式。其三是措施接替。对单块整体或局部采用开发新技术与开采新工艺，提高整体开发开采效果。5

19、.4.3区块稳产对策 若干个断块组成一个断块区，简称区块。区块稳产主要接替方式是块间接替。一是以井间接替、层间调整、措施更新等为主要内容的老块接替，一是当出现总递减即老块措施产量与老块新井产量已不能弥补递减产量时，就要投入新的断块来补充下降的产量，以保持区块稳产。需要上产时也要投入新区块。5.4.4断块油田稳产对策 若干个区块组成断块油田。它的稳产对策基本上同区块稳产对策。只是油田调整对象多、范围广。“东方不亮西方亮，黑了南方有北方”。冀东油田在“九五”期间稳产就是采取了区块接替、层间接替、井间接替、措施接替等综合调整措施(图2)。6断块油田稳产需要注意的问题61采油速度问题 合理的采油速度是

20、油田开发工作者始终关注的问题之一。所谓合理与否，可用下述三项衡量：是否有利于导致最终采收率的提高；是否有利于满足企业的生存与发展； 图2 冀东油田“九五”产量曲线是否有利于投资回收期的缩短，提高投资回报率。满足这三个“有利于”即满足油田开发技术与经济的要求，则视为采油速度合理。合理的采油速度视油田地质情况而异，就如人一样，不同的体质的人干不同的活，后天的培养与护理，只是使它更好地发挥其特长。但并不是采油速度愈高愈好，尤其是初期的采油速度。从公式(2)看出，初期采油速度愈高，其递减率愈大，断块油田更是如此。因此，对于断块油田，尤其是复杂断块油田，低速开采，有可能获较长期的稳产。其初始采油速度一般

21、不宜过高，采用低、中速即1.01.5较好，低速的界限是满足开采油(气)的需要及合理地利用资源。对于地质情况好、能量充足的断块，只要满足上述三个“有利于”亦可采用高速或特高速开采。6.2补充能量问题 油田开发过程中的主要矛盾是动力与阻力的矛盾。动力即能量，包含地层能量与井筒能量。地层能量不足，靠往地层注入各种注入剂补充，井筒能量不足，靠抽油泵、水力泵、电潜泵、气举及其他举升方式补充。对于断块油田地层能量不足主要是人工补充能量，大多采用人工注水方式。要尽可能地采取早期注水，及时补充地层能量。要尽可能地完善注采系统，有较高的水驱控制储量，使波及体积及地下压力场能够调整。要尽可能地配套注采工艺，注能注

22、得进，采能采得出，提液能提够，堵(水)、调(剖)能实现。只有如此，对于需要补充能量的断块油藏，才有可能获较长期的稳产。 注水补充能量还有一个值得注意的问题，就是注入压力与注水强度。因为断块油田显著的地质特征之一是断块小，断层多。过高的注入压力有可能破坏断层封闭性。另外断层附近是应力集中的地方，高压高强注水有可能引起应力状态的变化，当变化足够大时，就可能诱发不同震级的地震。因此合理的注水或采油有可能成为控制地震或防止意外诱发地震活动的手段及减缓套管损坏的措施。6.3布井方式与井网密度问题 断块油田另一地质特征是断块面积变化大，含油贫富不均。理论上讲，不同的断块应有其相应的布井方式与井网密度。但是

23、这往往很难做到。因为利用地震资料，少量钻井、测井、试井、试油等资料，很难判断断块复杂程度及对地下有较正确的认识。往往是有了较正确地质认识，建立了科学的地质模型，井数也接近经济井网了，调整余地小。因而复杂断块油田往往采用面积(含不规则)井网，但也很难达到较高的储量控制程度。而储量控制程度恰恰是断块油田能否稳产的重要参数之一。因此，断块油田在布署基础井网时要尽可能考虑中后期井网与井密的可调性。在经济条件许可的前提下尽可能提高储量控制程度。6.4可采储量的可动性问题 较高的可采储量，较高的储采比是油田稳产的物质基础。但是这是指高质量的可采储量，即是在目前技术条件下的可动部分。可动性主要是从宏观角度考虑，而不是指微观的剩余油可动性。对于已投入开发的可采储量，由于种种原因会存在部分可采储量损失。如果这部分损失过大，就会造成名义上可采