王 慶 劉慧卿 殷方好

摘要:通過分析產液剖面和吸水剖面可以了解油藏的縱向動用程度,進而為改善油藏開發(fā)效果提供依據(jù)。闡述了常規(guī)產液剖面與吸水剖面的研究方法,詳細論述運用洛倫茲曲線分析油藏產液剖面與吸水剖面不均勻程度的過程,提出定量刻畫油藏產液剖面與吸水剖面不均勻程度的“不均勻系數(shù)”概念,并結合遼河油田和克拉瑪依油田實例進行分析。該研究對于油藏產液剖面與吸水剖面的研究具有一定的借鑒意義。

關鍵詞:注水開發(fā);洛倫茲曲線;產液剖面;吸水剖面;不均勻程度;不均勻系數(shù)

中圖分類號:TE33文獻標識碼:A

引 言

注水開發(fā)油田的方法在20世紀40年代以后得到廣泛應用,前蘇聯(lián)幾乎90%的原油均是靠注水采出,中國東部油田基本上采用注水方式開發(fā),大慶油田的開發(fā)過程就是注水開發(fā)的經典之作[1]。

在油田注水開發(fā)過程中,需要了解注水井各層的吸水量以及生產井各層的產液量,對油藏產液剖面和吸水剖面進行分析已成為油藏動態(tài)監(jiān)測和合理開發(fā)中一項不可缺少的重要內容[2-4]。通過分析油井的產液剖面可以了解各層對產液量的貢獻情況,對注水井吸水剖面的分析可以知道油層的吸水均勻程度,針對性研究可以為油水井的堵水調剖和解堵增注等措施提供依據(jù)[5]。

目前,分析油藏產液(吸水)剖面的方法主要有:通過分析油藏的射孔層數(shù)動用程度及射孔厚度動用程度來評價油藏的縱向動用程度;通過繪制各層絕對產液(吸水)量及產液(吸水)強度對比圖來定性判斷油藏產液(吸水)剖面的不均勻程度等。其優(yōu)勢是:定量給出油藏各層產液(吸水)強度,直觀地展示了主力產液(吸水)層位。但是該方法不能定量刻畫油藏的不均勻程度。針對上述問題,將洛倫茲曲線引入對油藏產液(吸水)剖面的研究中,提出一種新的分析油藏產液(吸水)剖面的方法,并定義了定量刻畫油藏產液(吸水)剖面不均勻程度的“不均勻系數(shù)”。

1 產液(吸水)剖面研究的常規(guī)方法

1.1 用常規(guī)方法分析油井的產液(吸水)剖面

以遼河油田千12塊油井66-450井及注水井67-451井為例,闡述產液(吸水)剖面分析的常規(guī)方法。表1為千12-66-450井產液情況統(tǒng)計。該井50%的層產液,射孔厚度動用程度為63.28%;表2為千12-67-451井吸水情況統(tǒng)計。該井69.23%的層吸水,射孔厚度動用程度為76.74%。由表1、2可以得到各層的絕對產液(吸水)量及產液(吸水)強度,直觀判斷出哪些層是主力產液(吸水)層,哪些層未得到動用或動用程度較低。通過分析可以看出,千12塊油藏縱向動用程度較差,且動用程度不均勻,開發(fā)效果不理想。但是通過分析產液(吸水)強度只能定性判斷油藏的產液(吸水)剖面是否均勻,而無法對其進行定量的評價。

1.2 用常規(guī)方法分析措施見效情況

對于實施某些措施的井,通過對比其措施前后的產液(吸水)剖面,可以了解措施的見效情況。表3為新疆克拉瑪依油田五3東區(qū)上烏爾禾組油藏5731井實施注水井縮膨前后吸水剖面對比情況統(tǒng)計。通過對比可以看出,該井在措施前只有60%的層得到動用,厚度動用程度為54.76%,措施后有80%的層得到動用,厚度動用程度也上升至76.19%,該井注水井的縮膨措施使油藏縱向動用程度得到改善。理論上講,隨著吸水層的增多和吸水厚度的增大,吸水剖面的不均勻程度也應該得到一定程度的改善,但是僅靠常規(guī)方法無法對這一結論進行判斷,更無法對其做出定量的評價。

2 洛倫茲曲線在產液(吸水)剖面分析中的應用

2.1 產液(吸水)剖面分析洛倫茲曲線的構造

洛倫茲曲線是由美國統(tǒng)計學家洛倫茲提出的,最初被用于研究國民收入在國民之間的分配問題[6]。最近,王增林給出了用洛倫茲曲線對油藏整體非均質性進行評價的方法[7]。洛倫茲曲線的優(yōu)勢是對油藏產液(吸水)剖面不均勻程度的刻畫,其與常規(guī)分析方法的側重點不同。因此,可以使用常規(guī)分析方法的地方均可使用洛倫茲曲線方法。在對油藏產液(吸水)剖面進行分析時,應綜合使用各種方法,以求達到較好的分析效果。

使用洛倫茲曲線來研究產液(吸水)剖面不均勻程度的具體方法是:將各層產液(吸水)強度按照從大到小的順序排列,以厚度百分比為橫坐標、產液(吸水)量百分比為縱坐標,繪制該產液(吸水)剖面的洛倫茲曲線(圖1)。如果產液(吸水)剖面均勻,則該曲線為一條斜率為45°的直線(圖1中對角線AC),稱為“完全均勻線”;當油藏全部產液(吸水)量集中于一點時,該曲線為折線(圖1中曲線ADC),稱為“完全不均勻線”;一般情況下的洛倫茲曲線介于這2種情況之間,為 “上凸”曲線的形式(圖1中曲線AEC)。曲線上,除了2個端點A和C以外的任何一點到兩軸的距離都不相等。每一點所代表的物理意義是:該點百分比厚度的產液(吸水)量占總產液(吸水)量的百分比。

實際曲線與“完全均勻線”之間的面積代表產液(吸水)剖面的不均勻程度。實際曲線越接近“完全均勻線”,說明產液(吸水)剖面越均勻。仿照經濟學上基尼系數(shù)的定義,可以定義圖中AEC所圍面積與ADC所圍面積之比為產液(吸水)剖面的“不均勻系數(shù)”,“不均勻系數(shù)”值為0～1。“不均勻系數(shù)”越小,表示產液(吸水)剖面越均勻,反之則表示產液(吸水)剖面越不均勻?！安痪鶆蛳禂?shù)”為0時,洛倫茲曲線與“完全均勻線”重合,“不均勻系數(shù)”為1時,曲線與“完全不均勻線”重合。其具體求法可參考相關基尼系數(shù)的求法[8-9],主要有:幾何計算法,即根據(jù)分組資料,按幾何圖形分塊近似逼近計算的方法;間接擬合法,即先擬合求出收入分配的概率密度函數(shù),再根據(jù)概率密度函數(shù)導出洛倫茲曲線;曲線擬合法,即選擇適當?shù)那€直接擬合洛倫茲曲線,常用的曲線有二次曲線、指數(shù)曲線和冪函數(shù)曲線。

2.2 用洛倫茲曲線分析油井的產液(吸水)剖面

以上述2口井為例,繪制洛倫茲曲線(圖2)。由圖2可以看出,千12-66-450井厚度20%的高滲層產液占60%,還有近40%的厚度不產液;而千12-67-451井20%厚度的吸水量達到75%,不吸水的厚度也有25%。

通過繪制油水井產液(吸水)剖面的洛倫茲曲線,可以比較直觀地看到高滲、中滲及低滲層的動用情況;通過計算“不均勻系數(shù)”,更可以對油層產液(吸水)剖面的不均勻程度有一個定量的標識;對比不同井產液(吸水)剖面的洛倫茲曲線,可以對其不均勻程度進行定量評價。如圖2中千12-67-451井剖面的“不均勻系數(shù)”比千12-66-450井大一些,其不均勻程度更嚴重一些。

2.3 用洛倫茲曲線分析措施的見效情況

洛倫茲曲線也可以用于分析措施的見效情況。圖3為新疆克拉瑪依油田五3東區(qū)上烏爾禾組油藏5731井實施注水井縮膨前后的洛倫茲曲線對比圖。對比措施前后2條曲線可以看出,措施后該井吸水剖面的不均勻程度得到改善,措施前30%的高滲層吸水量占80%左右,措施后這一數(shù)據(jù)降至65%左右,未動用厚度也從45%左右降至25%左右,說明注水井縮膨措施取得了效果。

3 結 論

(1) 產液剖面與吸水剖面的分析已成為油田科研機構日常研究工作中一項非常重要的內容,對于改善油田開發(fā)效果具有非常重要的意義,因此有必要不斷對其研究方法進行豐富和創(chuàng)新。

(2) 運用洛倫茲曲線分析油藏產液剖面與吸水剖面的方法簡單方便,可以清晰看到油藏產液(吸水)剖面的不均勻程度。定義了“不均勻系數(shù)”,可以定量地刻畫不均勻程度。通過對比措施前后油藏產液(吸水)剖面的洛倫茲曲線,可以直觀地看到措施的見效情況。

(3) 洛倫茲曲線方法主要用于分析油藏產液(吸水)剖面的不均勻程度,其優(yōu)勢是對不均質程度的刻畫。

(4) 在對油藏產液(吸水)剖面分析的過程中,既要注重各層的產液(吸水)量的大小,又要注重剖面的不均勻程度,因此要運用多種方法進行綜合分析才能達到較好的效果。

參考文獻:

[1] 秦積舜,李愛芬.油層物理學[M].東營:石油大學出版社,2001:265-266.

[2] 姜漢橋,姚軍,姜瑞忠.油藏工程原理與方法[M].東營:中國石油大學出版社,2006:189-195.

[3] 霍進,陳榮燦,蔣福修.淺層稠油油藏注蒸汽縱向動用程度監(jiān)測技術的應用[J].特種油氣藏,1998,5(3):29-33.

[4] 楊德卿,尤彥彬,趙志宏.曙一區(qū)超稠油蒸汽吞吐油層縱向動用程度分析[J].特種油氣藏,2002,9(6):27-30.

[5] 汪超,申春霞.油藏產液剖面和吸水剖面分析研究[J].新疆石油科技,2005,15(1):12-13.

[6] 陳友龍,繆代文.現(xiàn)代西方經濟學[M].北京:中國人民大學出版社,2002:199-201.

[7] 王增林.強化泡沫驅提高原油采收率技術[M].北京:中國科學技術出版社,2007:93-96.

[8] 謝健.洛倫茲曲線與基尼系數(shù)的估計方法[J].浙江經濟高等專科學校學報,1999,11(4):18-21.

[9] 陳奇志,陳家鼎.關于洛倫茲曲線和基尼系數(shù)的一點注記[J].北京大學學報:自然科學版,2006:42(5):613-618.

編輯 姜 嶺