水驱特征曲线对水驱油田水升率的影响

水驱特征曲线对水驱油田水升率的影响

0理论含水率上升规律高水位是评价水驱油田开发特征的重要指标，是评价油田开发、适应和决策的重要依据。目前,油藏工程师普遍采用童氏水驱特征曲线图版,进行油田注水开发效果的评价。然而,该方法在某些方面存在局限性:一是只适用于对多个油藏进行统计计算,而无法准确地用于单一油藏;二是只适用于中等原油黏度油藏;三是推导得出的理论含水上升率在含水率为50%时达到最大,且最大值为4.3,而实际上不同类型油藏理论含水上升率最大值出现的时间及数值是不同的。目前的理论研究及国内外大量水驱油田的生产数据统计结果表明,含水率的变化规律可分为凸型、S型和凹型3种,与其相应的含水上升率可分为下降型、对称型和上升型。目前关于含水上升规律的研究还不够全面、系统,仅是从理论上定性揭示了含水上升率变化规律存在的不同形态,并没有结合实际油田进行应用分析。利用分流量方程推导出的含水上升率计算表达式中,采用的是可采储量采出程度,而实际开发过程中,常用地质储量采出程度。由各种数学模型推导出的含水上升率与含水率的关系式,需要结合实际生产数据才能确定关系式的系数,无法得到实际油藏的理论含水上升规律;且由于在油田开发过程中实施了大量增产或稳产措施,使得生产数据并不能反映油藏的真实状况。针对上述问题,本文基于常用的甲、乙、丙、丁4种水驱特征曲线,推导出了相应的含水上升率表达式及表达式系数计算公式。1高含量公式1.1第4种为含水率上升率时的情形虽然经过多年的理论研究,目前已形成了近30种水驱特征曲线,但大量实际应用表明,甲、乙、丙、丁4种类型的水驱曲线最为有效,已被列入行业标准。本文基于这4种水驱曲线的表达式,进行含水上升率表达式的推导。甲、乙、丙、丁4种水驱曲线的表达式分别为式中:Wp为累计产水量,104m3;Np为累计产油量,104m3;Lp为累计产液量,104m3;A,B,C,D为系数;下标1,2,3,4分别代表甲、乙、丙、丁4种水驱特征曲线类型。结合分流量方程,利用微分法,可将式(1)—(4)分别转化为相应的含水率与采出程度之间的关系式:式中:R为地质储量采出程度;ER为地质储量采收率;fw为含水率;N为原始地质储量,104m3。对式(5)—(8)两边关于R求导,得到相应的含水上升率fw′与含水率fw的关系式为1.2水驱特征曲线在实际应用过程中,一般利用油藏的累产油、累产液等数据,通过线性回归得到水驱特征曲线的各项系数,进而得到含水上升率方程中的各项系数。由于在油田开发过程中,为改善开发效果,实施了大量增产或稳产措施,使得通过线性回归得出的水驱特征曲线及含水上升率方程并不能反映油藏的真实状况。为此,结合油水两相渗流相渗曲线,进行含水上升率表达式系数的确定[18,19,20,21,22,23,24,25]。1.2.1动态地质储量及驱油效率计算在油水两相渗流过程中,油、水相相对渗透率与含水饱和度的关系式为式中:Kro,Krw分别为油、水两相的相对渗透率;Sw为出口端的含水饱和度;m,n为系数。分别将式(1)、式(2)与式(13)相结合,可推导得出式中:Nd为动态地质储量,104m3;Soi为原始含油饱和度。根据动态地质储量及油田地质储量采收率的物理意义,可知:式中:Ev为体积波及系数;Ed为驱油效率。分别将式(14),(15)与式(16),(17)及b1=B1N,b2=B2N进行联立求解,得到甲、乙型水驱特征曲线的含水上升率表达式系数分别为1.2.2驱油效率分析利用丙、丁型水驱特征曲线,可分别写出可采储量的计算表达式为式中:fwl为经济极限含水率,一般取值为98%。根据可采储量及驱油效率的物理意义,可知:式中:NR为可采储量,104m3;Nom为可动油储量,104m3。对于丙、丁型水驱特征曲线,D3=D4=1/Nom,将其分别与式(20),(21)及式(22),(23)进行联立求解后,可以得出2典型水驱特征曲线对比渤海CB油田属于高孔、高渗油田,地层原油黏度为57.0mPa·s,渗透率为1600×10-3μm2,孔隙度为32.5%;油田1985年投产,1991年进入中高含水期,开始通过实施稳油控水技术,控制含水上升。目前油田综合含水率控制在85%~90%,标定采收率为52.5%。CB油田的油水相渗曲线如图1所示。由图可知,油田的原始含油饱和度Soi为0.695,残余油饱和度Sor为0.295,由此得出驱油效率Ed为0.575;对相渗曲线进行拟合,得到系数m为22.108。据此,分别利用式(18),(19),(24)和式(25),求解得出甲、乙、丙、丁4种水驱特征曲线对应的含水上升率表达式系数分别为:b1=13.25;b2=8.83;C3=0.31;C4=1.30。分别作出4种水驱特征曲线对应的fw′-fw关系曲线(见图2)。由图2可以看出,4种水驱特征曲线可以表现出3种类型的含水上升规律形态,因此,据此来研究油田的含水上升规律是完全可行的。甲型水驱特征曲线对应的fw′-fw曲线关于fw=50%对称,当fw低于50%时,fw′随fw升高而升高,当fw超过50%时,fw′随fw升高而降低;乙、丙型水驱特征曲线对应的fw′-fw曲线始终呈下降态势;丁型水驱特征曲线对应的fw′-fw曲线在中高含水期以前,fw′随fw升高而升高,进入中高含水期后,fw′随fw升高而降低。将理论曲线与实际的含水上升率数据进行对比,可以判断、选择油田适用的水驱特征曲线。将实际的油田数据投影到fw′-fw关系曲线上(见图2),可以看出:CB油田的含水上升率变化情况与丙型水驱特征曲线对应的fw′-fw变化规律较为吻合,因此,在分析水驱开发状况时,应采用丙型水驱特征曲线。由图2可以看出:CB油田在进入高含水期之前,理论含水上升率曲线整体呈平缓下降趋势,实际含水上升率围绕理论曲线上下波动;进入高含水期后,实际含水上升率低于理论含水上升率。分析认为,主要是由于油田在综合调整过程中,关闭了部分高含水井及侧钻水平井,使得油田含水上升率大幅降低。这表明油田通过综合调整达到了稳油控水的目的,较好地改善了油田的开发效果。3建立上升率程式基于甲、乙、丙、丁4种水驱特征曲线,推导出了相应的理论含水上升率表达式;