繆飛飛 劉小鴻 張宏友 耿娜 張言輝
(中國(guó)海洋石油(中國(guó))有限公司天津分公司,天津 300452)
含水上升規(guī)律是水驅(qū)油田的主要規(guī)律。含水率與采出程度的關(guān)系可以劃分為3種類型,即凸型、S型和凹型,所對(duì)應(yīng)的含水上升率與含水率關(guān)系曲線也呈現(xiàn)出不同形態(tài),其含水上升率最大值出現(xiàn)時(shí)刻及數(shù)值大小也不相同[1-6]。含水上升率隨含水率先升后降,但含水上升率的峰值有高有低,峰值發(fā)生時(shí)的含水率也有低有高[7-9]。為了能得到不同類型油藏水驅(qū)開(kāi)發(fā)的含水上升規(guī)律曲線,此次研究中利用油田相對(duì)滲透率曲線,結(jié)合分流量方程從理論上進(jìn)行推導(dǎo),推導(dǎo)出地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度對(duì)應(yīng)的含水上升率表達(dá)式,并結(jié)合油田實(shí)踐加以論證。從幾個(gè)油田的實(shí)踐可以看出,研究所得理論關(guān)系表達(dá)式具有良好的適用性,可以分別表征3種含水率與采出程度的關(guān)系及相應(yīng)含水上升率類型。
油水兩相滲透率可以由多種形式表示,廣泛應(yīng)用的是 Corey 表達(dá)式[4,9-10]:
根據(jù)分流量方程,在不考慮重力和毛管壓力影響的條件下,含水率的表達(dá)式為:
將式(1)、式(2)代入式(4),并令:
則含水率的表達(dá)式為:
根據(jù)Swd的定義,其實(shí)Swd就是可采儲(chǔ)量采出程度。因此有式(7):
含水上升率定義為,每采出1%的地質(zhì)儲(chǔ)量后含水率的上升值。它是評(píng)價(jià)油田開(kāi)發(fā)效果的重要指標(biāo),含水上升率越小,油田開(kāi)發(fā)效果越好[11]。
在注水油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中,油層平均含水飽和度可表示為[4,12]:
結(jié)合式(10),式(8)即變?yōu)?
由式(7)對(duì)可采儲(chǔ)量采出程度求導(dǎo),結(jié)合式(11)得:
即式(12)為地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度下水驅(qū)油田理論含水上升率表達(dá)式。
選擇渤海油田的不同類型油田進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用,油田主要地層參數(shù)及相滲曲線特征參數(shù)見(jiàn)表1,相對(duì)滲透率曲線見(jiàn)圖1。
圖1 各油田相對(duì)滲透率曲線
根據(jù)式(7)和式(12)計(jì)算各油田的含水率及含水上升率,繪制理論含水率與采出程度關(guān)系曲線,以及理論含水上升率與含水率關(guān)系曲線(圖2—圖7)。與油田實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,可以評(píng)價(jià)油田開(kāi)發(fā)效果:
圖2 LD27-2Ed含水率與采出程度曲線
圖3 LD27-2Ed含水上升率與含水率曲線
表1 地層參數(shù)及相滲曲線特征參數(shù)
圖4 BZ34-1含水率與采出程度曲線
(1)LD27-2Ed實(shí)際含水及含水上升率與理論曲線吻合較好,目前開(kāi)發(fā)效果較好。
(2)BZ34-1在低采出程度(小于0.1),中低含水率(小于0.4)之前,實(shí)際數(shù)據(jù)與理論曲線吻合較好,隨著采出程度和含水率的增加,實(shí)際含水上升率開(kāi)始高于理論曲線,說(shuō)明實(shí)際油田開(kāi)發(fā)效果逐漸變差,需要進(jìn)行措施調(diào)整控制含水上升。
(3)CB在低采出程度為0.2時(shí),含水率即達(dá)到0.6,含水上升速度快,含水上升率都高于理論曲線,開(kāi)發(fā)效果較差,油田隨后實(shí)施高含水井側(cè)鉆水平井、有機(jī)解堵及優(yōu)化注水工作,使油田開(kāi)發(fā)效果好轉(zhuǎn)。目前實(shí)際油田含水上升率低于理論曲線,且預(yù)測(cè)目前采收率可以達(dá)到51.5%。
圖6 CB含水率與采出程度曲線
圖7 CB含水上升率與含水率曲線
(4)LD27-2Ed含水上升規(guī)律表現(xiàn)出凹型特征,含水上升率表現(xiàn)出右偏型;BZ34-1含水上升規(guī)律表現(xiàn)出S型特征,含水上升率表現(xiàn)出偏中型;CB含水上升規(guī)律表現(xiàn)出凸型特征,含水上升率表現(xiàn)出左偏型。
(1)根據(jù)油藏工程滲流理論結(jié)合相對(duì)滲透曲線表征關(guān)系,推導(dǎo)出了地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度下的理論含水上升率表達(dá)式。
(2)實(shí)際油田應(yīng)用表明,推導(dǎo)出的關(guān)系表達(dá)式可以分別表征出含水率與采出程度的3種關(guān)系類型,即凹型、S型和凸型,以及相應(yīng)的含水上升率與含水率關(guān)系的類型,即右偏型、偏中型和左偏型。
(3)實(shí)際油田應(yīng)用效果較好,可以客觀地預(yù)測(cè)含水上升率,為油田開(kāi)發(fā)政策的制定提供重要的理論參考,具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
(4)所得研究成果對(duì)礦場(chǎng)應(yīng)用和理論研究具有較高的借鑒意義和指導(dǎo)價(jià)值。
文中符號(hào)說(shuō)明:
式中:Krw—水相相對(duì)滲透率;
Krw(Sor)—?dú)堄嘤惋柡投认碌乃嘞鄬?duì)滲透率;
Sor—?dú)堄嘤惋柡投?
Swd—?dú)w一化含水飽和度;—油層平均含水飽和度;
nw—水相指數(shù);
Kro—油相相對(duì)滲透率;
Kro(Swi)—束縛水飽和度下的油相相對(duì)滲透率;
Swi—束縛水飽和度;
no—為油相指數(shù);
fw—含水率;
μw—地層水黏度;
Bo—地層水體積系數(shù);
μo—地層原油黏度,mPa·s;
Bw—地層原油體積系數(shù);
M—水油流度比;
Rf—可采儲(chǔ)量采出程度;
f′w—含水上升率(地質(zhì)儲(chǔ)量);
Np—累產(chǎn)油;
N地—地質(zhì)儲(chǔ)量;
R地—地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度。
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