別夢(mèng)君，張宏友，繆飛飛，張言輝，段 宇

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300452）

運(yùn)用陸上水驅(qū)油田含水上升率標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)[1]來評(píng)價(jià)海上水驅(qū)油田的含水上升率時(shí)，海上油田的含水上升率普遍為三類指標(biāo)，開發(fā)效果普遍差。這是因?yàn)榕c陸上油田開發(fā)不同的是，海上油田一般是高速開發(fā)，含水上升相對(duì)較快，所以該套標(biāo)準(zhǔn)不適應(yīng)于海上油田。另外該標(biāo)準(zhǔn)缺乏理論依據(jù)。針對(duì)此問題，海上油田建立了含水上升率評(píng)價(jià)新方法即通過對(duì)比實(shí)際含水上升率值與理論值之間的比值α即含水上升率評(píng)價(jià)系數(shù)的大小來定量評(píng)價(jià)水驅(qū)砂巖油藏的開發(fā)效果，首次與理論含水規(guī)律相結(jié)合，建立了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[2]：當(dāng)α≤1.2%，為一類水平；當(dāng)1.2%＜α≤2.0%，為二類水平；當(dāng)α>2.0%，為三類水平。該評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)在渤海油田中運(yùn)用取得了較好效果。為了更好地分析油田開發(fā)效果好壞的原因，進(jìn)而開展含水上升率主要影響因素分析，以更好地指導(dǎo)油田生產(chǎn)?？紤]到影響因素諸多，比如非均質(zhì)性、層間干擾、井網(wǎng)不完善、井網(wǎng)類型等，礦場(chǎng)上常用的分流量方程無法進(jìn)行研究，本次運(yùn)用數(shù)值模擬技術(shù)，開展水驅(qū)油田含水上升率主要影響因素研究。

1 含水上升率評(píng)價(jià)系數(shù)α求取

含水上升率評(píng)價(jià)系數(shù)α計(jì)算見公式（1）。通過研究理論與實(shí)際含水上升率計(jì)算方法即可求取。

理論上升率采用經(jīng)典的分流量方程開展研究[3-5]。

1.1 實(shí)際含水上升率計(jì)算

實(shí)際含水率數(shù)據(jù)有一定的波動(dòng)性，以A油田實(shí)際數(shù)據(jù)為例（見圖1），按月計(jì)算出的含水上升率波動(dòng)太大，無規(guī)律。為此需要篩選出代表含水上升規(guī)律的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際含水上升率的計(jì)算。

1.2 選點(diǎn)原則

含水率代表數(shù)據(jù)點(diǎn)篩選原則如下：

（1）熟悉油田生產(chǎn)歷史，不同生產(chǎn)階段含水上升規(guī)律不同；

（2）選取的數(shù)據(jù)點(diǎn)具有一定的代表性，能夠反映該階段的含水上升變化趨勢(shì)；

（3）選取的數(shù)據(jù)點(diǎn)分布要均勻，能夠反映該小階段內(nèi)含水率的平均水平，例如采出程度每增加1.0%左右，選擇一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；

（4）參考含水率與采出程度理論關(guān)系曲線變化趨勢(shì)，篩選實(shí)際含水率數(shù)據(jù)點(diǎn)；

不是所有上呼吸道感染都會(huì)演變成肺炎。普通感冒不會(huì)輕易轉(zhuǎn)成肺炎，那些免疫系統(tǒng)功能或呼吸系統(tǒng)功能被其他疾病削弱的，如先天性心臟病等患兒才有較高的風(fēng)險(xiǎn)。

（5）在增產(chǎn)措施實(shí)施前后（尤其是大型增產(chǎn)或調(diào)整措施）不能選擇數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算含水上升率。

圖1 A油田實(shí)際含水上升率

圖2 A油田選點(diǎn)后含水上升規(guī)律

按照此選點(diǎn)原則，對(duì)A油田實(shí)際數(shù)據(jù)篩選后，再根據(jù)篩選的點(diǎn)計(jì)算實(shí)際含水上升率（見圖2），可以看出實(shí)際含水上升率隨著含水率增加逐漸變小，表現(xiàn)出很強(qiáng)的規(guī)律性。

2 含水上升率影響因素研究

通過α評(píng)價(jià)油田開發(fā)效果好壞后，為分析開發(fā)效果好壞的原因，開展含水上升率影響因素研究?？紤]到影響因素多，并且要求操作方便，所以本次研究以數(shù)值模擬法為手段開展研究。

2.1 理想模型

根據(jù)渤海油田的開發(fā)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)典型的反九點(diǎn)均質(zhì)理想模型，并以此作為對(duì)比基礎(chǔ)。該理想模型為單層均質(zhì)模型；井網(wǎng)為規(guī)則反九點(diǎn)井網(wǎng)，井網(wǎng)完善；所有開發(fā)井一次性投產(chǎn)，即投即注；注采平衡，保持地層壓力；井底無污染等。網(wǎng)格大小為20 m×20 m×4 m，共設(shè)計(jì)了9個(gè)井組，49口開發(fā)井，其中注水井9口，生產(chǎn)井40口，單井控制儲(chǔ)量為 40×104m3，原油黏度為 80 mPa·s，定壓差生產(chǎn)。數(shù)值模擬結(jié)果（見圖3）。

在定壓差生產(chǎn)條件下：隨著采出程度的增加，含水率先快速升高后緩慢增加，表現(xiàn)出凸型曲線特征；隨著含水率的升高，含水上升率呈現(xiàn)出先快速增大后緩慢減小的變化趨勢(shì)[6，7]，表現(xiàn)出左偏型曲線特征，與分流量方程得出的理論含水上升規(guī)律一致。

2.2 實(shí)際模型

實(shí)際油田的特點(diǎn)往往是：非均質(zhì)性，多層合采時(shí)存在層間干擾；井網(wǎng)不完善；分批投產(chǎn)；不同類型的井網(wǎng)；后期完善井網(wǎng)等特點(diǎn)，與理想模型存在較大差異。因此，下面研究這些差異如何影響含水上升率。

從圖4中可以看出，當(dāng)多層合采時(shí)，實(shí)際非均質(zhì)模型含水上升率要大于理論含水上升規(guī)律。這是因?yàn)樽⑺_發(fā)時(shí)，注入水在高滲透層滲流速度快，注入水大量地進(jìn)入高滲透層，導(dǎo)致油田見水快，無水采油期短，而中低滲透層注水受效差，總體注入效率低。非均質(zhì)性越強(qiáng)，注入水在高滲透層中相對(duì)滲流速度越快，突進(jìn)越嚴(yán)重，層間干擾越嚴(yán)重，含水上升也越快[8]。

2.2.2 井網(wǎng)不完善 其他條件相同情況下，在理想模型基礎(chǔ)上，只在模型中部部署井網(wǎng)（4、5、6井組），數(shù)模結(jié)果（見圖5）。從圖5中可以看出，在其他條件相同的情況下，由于井網(wǎng)不完善，其含水上升率比理論含水上升率大。結(jié)合含水上升率的計(jì)算公式（2）說明。

圖3 理想模型含水上升規(guī)律

圖4 非均質(zhì)儲(chǔ)層含水上升規(guī)律

從公式（2）中可以看出，含水上升率與含水率和采出程度有關(guān)。對(duì)于均質(zhì)模型，由油水兩相滲流規(guī)律可知，每口井的含水規(guī)律是相同的，即含水率隨時(shí)間變化相同。所以主要與采出程度有關(guān)，由于不完善井網(wǎng)只動(dòng)用了模型中部的地質(zhì)儲(chǔ)量，故其采出程度低，進(jìn)而含水上升率變大。

2.2.3 分批投產(chǎn) 假設(shè)油田分3批投產(chǎn)時(shí)，1、2、3井組第1批投產(chǎn)，4、5、6井組第2批投產(chǎn)，其余井第3批投產(chǎn)；假設(shè)油田分6批投產(chǎn)時(shí)，1、2井組第1批投產(chǎn)，3井組第2批投產(chǎn)，4、5井組第3批投產(chǎn)，6井組第4批投產(chǎn)，7、8井組第5批投產(chǎn)，9井組第6批投產(chǎn)，共分6批投產(chǎn)。在其他條件相同的情況下，數(shù)模結(jié)果（見圖 6）。

圖5 井網(wǎng)不完善含水上升規(guī)律

圖6 分批投產(chǎn)油田含水上升規(guī)律

從圖6可以看出，產(chǎn)能建產(chǎn)期，實(shí)際含水上升率大于理論含水上升率；當(dāng)所有批次井全部投產(chǎn)完畢后，實(shí)際含水上升率逐漸接近理論含水上升率。分批投產(chǎn)實(shí)際是由井網(wǎng)不完善到井網(wǎng)完善的過程[9]。

2.2.4 井網(wǎng)類型 在理論模型的基礎(chǔ)上，部署了五點(diǎn)井網(wǎng)（反九點(diǎn)法去掉邊井）、直線井網(wǎng)、交錯(cuò)井網(wǎng)，數(shù)模結(jié)果（見圖7）。

從圖7中可以看出，不同井網(wǎng)類型含水上升率曲線，五點(diǎn)、直線行列、交錯(cuò)行列井網(wǎng)相對(duì)較高，反九點(diǎn)井網(wǎng)相對(duì)較低，但含水上升率變化形態(tài)基本一致。由均質(zhì)模型油水兩相滲流規(guī)律可知[10]，不同類型井網(wǎng)單井的含水上升規(guī)律一致，五點(diǎn)、直線行列、交錯(cuò)行列井網(wǎng)中，注水井到采油井距離一致，故整體含水上升規(guī)律基本一致。而反九點(diǎn)井網(wǎng)，由于注水井到邊井的距離比到角井的距離遠(yuǎn)，故角井先見水，且含水比邊井含水高，平均后，反九點(diǎn)法的整體含水上升要相對(duì)慢，所以含水上升率要低。

2.2.5 后期井網(wǎng)完善 初期在理想模型的中部部署井網(wǎng)，高含水期再在理想模型上全部部署井，數(shù)模結(jié)果（見圖8）。從圖8中可以看出，開發(fā)初期井網(wǎng)不完善導(dǎo)致實(shí)際含水上升率大于理論含水上升率，開發(fā)中后期由于井網(wǎng)完善，實(shí)際含水上升率逐漸接近理論含水上升率。

3 實(shí)例應(yīng)用

選擇B油田進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用。該油田生產(chǎn)階段分為產(chǎn)能建設(shè)階段和綜合調(diào)整階段。首先通過分流量方程計(jì)算理論含水上升率，再按照選點(diǎn)原則選擇數(shù)據(jù)點(diǎn)，并計(jì)算實(shí)際含水上升率，從而可以得到各階段的含水上升率評(píng)價(jià)系數(shù)α值。結(jié)果（見圖9）。

圖7 不同類型井網(wǎng)含水上升規(guī)律

圖8 井網(wǎng)后期完善含水上升規(guī)律

圖9 B油田含水上升規(guī)律

從圖9中可以看出，在產(chǎn)能建設(shè)階段，實(shí)際含水上升率大于理論含水上升率；當(dāng)所有批次井全部投產(chǎn)完畢后，α值平均為1.3；綜合調(diào)整階段，α平均1.0。從前面影響因素分析可知，分批投產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)能建設(shè)階段，實(shí)際含水上升率大于理論含水上升率，所有批次井全部投產(chǎn)完畢后，實(shí)際含水上升率接近理論含水上升率，但是這里卻比理論含水上升率大，原因是因?yàn)锽油田還有部分儲(chǔ)量未動(dòng)用，即井網(wǎng)不完善導(dǎo)致的。針對(duì)這個(gè)問題，在綜合調(diào)整階段，逐漸動(dòng)用未動(dòng)用儲(chǔ)量，井網(wǎng)逐漸趨于完善，實(shí)際含水上升率最后接近理論含水上升率，油田目前開發(fā)效果較好。

4 結(jié)論

（1）提出了實(shí)際數(shù)據(jù)篩選原則，篩選數(shù)據(jù)點(diǎn)后，計(jì)算的實(shí)際含水上升率具有規(guī)律性。

（2）通過數(shù)值模擬法研究含水上升率影響因素，結(jié)果表明：儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)時(shí)，多層合采時(shí)，含水上升率較大；當(dāng)井網(wǎng)不完善時(shí)，含水上升率較大，而當(dāng)井網(wǎng)后期變完善時(shí)，含水上升率又接近于理論含水上升率；井網(wǎng)類型不同，含水上升率也不同。

（3）通過研究含水上升率的影響因素，有助于分析實(shí)際含水上升率與理論含水上升率差異即油田開發(fā)效果好壞的原因，進(jìn)而針對(duì)性地指導(dǎo)油田開發(fā)。