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        水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度計(jì)算方法研究

        2014-06-28 02:58:50耿娜繆飛飛劉小鴻段宇牟春榮戴衛(wèi)華
        斷塊油氣田 2014年4期
        關(guān)鍵詞:丙型動(dòng)用水驅(qū)

        耿娜,繆飛飛,劉小鴻,段宇,牟春榮,戴衛(wèi)華

        (中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司,天津 300452)

        0 引言

        水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度是井網(wǎng)完善程度的一項(xiàng)指標(biāo),該指標(biāo)的好壞直接反映油藏的井網(wǎng)是否合理和完善。水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度是按年度所有測(cè)試水井的吸水剖面和全部測(cè)試油井的產(chǎn)液剖面資料計(jì)算得出的。其還可以通過(guò)注水井的總吸水厚度與總射開(kāi)連通厚度的比值求得,也可以通過(guò)采油井的總產(chǎn)液厚度與總射開(kāi)厚度的比值求?。?-6]。

        從水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果角度分析認(rèn)為,水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度是水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量與地質(zhì)儲(chǔ)量之比。根據(jù)該計(jì)算定義,只要注水層位吸水或生產(chǎn)層位產(chǎn)液,就認(rèn)為該層位儲(chǔ)量己全部動(dòng)用。本文針對(duì)此進(jìn)行了深入研究,發(fā)現(xiàn)該方法存在一定的不足之處。

        利用水驅(qū)曲線計(jì)算水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量,然后進(jìn)行水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度計(jì)算,該方法簡(jiǎn)稱水驅(qū)曲線法。通常采用丙型水驅(qū)特征曲線預(yù)測(cè)法來(lái)確定油藏的水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度。但是,在實(shí)際油藏應(yīng)用過(guò)程中,計(jì)算的水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度大于100%,結(jié)果與認(rèn)識(shí)明顯不符。這可能存在2個(gè)問(wèn)題:1)水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度計(jì)算公式存在問(wèn)題;2)實(shí)際油藏選擇丙型水驅(qū)曲線進(jìn)行計(jì)算存在不合理性[6]。

        本文從水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果角度分析,采用了新的研究方法:根據(jù)目前普遍采用的甲、乙、丙、丁4種水驅(qū)曲線表達(dá)式,利用油藏工程方法推導(dǎo)出了4種水驅(qū)曲線計(jì)算水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度的表達(dá)式,并且針對(duì)實(shí)際油藏如何正確選擇水驅(qū)曲線計(jì)算水驅(qū)儲(chǔ)量控制程度進(jìn)行了理論說(shuō)明,最終形成了一套適合不同油藏類型的水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度計(jì)算方法。

        1 方法研究

        1.1 定義法

        1.1.1 計(jì)算方法

        式中:M為水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度,%;hs為注水井總吸水厚度,m;Hw為注水井總射開(kāi)厚度,m;hp為采油井總產(chǎn)液厚度,m;Ho為采油井總射開(kāi)厚度,m。

        1.1.2 方法研究

        研究發(fā)現(xiàn),采用定義法計(jì)算水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度,存在以下缺陷:

        1)井網(wǎng)完善程度。假設(shè)均質(zhì)各向同性的油藏是一注一采井網(wǎng),油水井全部射開(kāi),且油井全部產(chǎn)液,水井全部吸水,依據(jù)定義法計(jì)算的水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度應(yīng)該為100%。分析計(jì)算結(jié)果認(rèn)為,定義法無(wú)法體現(xiàn)井網(wǎng)完善程度概念(見(jiàn)圖1),因?yàn)?口井是無(wú)法控制油藏的。

        2)邊底水油藏。針對(duì)邊底水油藏,在定義法計(jì)算過(guò)程中,無(wú)法計(jì)算油藏依靠邊底水動(dòng)用的儲(chǔ)量及動(dòng)用程度(見(jiàn)圖 2)。

        圖1 油藏一注一采井網(wǎng)

        圖2 邊底水油藏

        3)產(chǎn)吸剖面。針對(duì)籠統(tǒng)注水油藏小層產(chǎn)吸剖面極不均勻的情況,如何確定小層動(dòng)用是否存在問(wèn)題以及實(shí)際油田所測(cè)試的產(chǎn)吸剖面是否具有代表性,也存在不確定性(見(jiàn)圖3)。

        圖3 小層產(chǎn)吸剖面

        1.2 水驅(qū)曲線法

        鑒于定義法計(jì)算水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度存在缺陷,可用水驅(qū)曲線法?,F(xiàn)已有近30種形式的水驅(qū)曲線[7],多年理論研究和大量實(shí)際應(yīng)用表明,甲、乙、丙、丁型水驅(qū)曲線最為有效,并被列入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[8]。本文基于這4種水驅(qū)曲線表達(dá)式,推導(dǎo)了含水上升率表達(dá)式。

        1.2.1 理論方法

        首先根據(jù)甲、乙、丙、丁4種水驅(qū)曲線進(jìn)行水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量計(jì)算(式(3)—式(11))[9-17],然后,計(jì)算水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度(式(12))。

        1.2.1.1 水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量

        甲型水驅(qū)曲線:

        乙型水驅(qū)曲線:

        丙型水驅(qū)曲線:

        丁型水驅(qū)曲線:

        1.2.1.2 水驅(qū)動(dòng)用程度

        式中:Wp為累計(jì)產(chǎn)水量,m3;Np為累計(jì)產(chǎn)油量,m3;Lp為累計(jì)產(chǎn)液量,m3;Nd為水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量,m3;Ng為地質(zhì)儲(chǔ)量,m3;a1,a2,a3,a4為水驅(qū)曲線截距;b1,b2,b3,b4為水驅(qū)曲線斜率;Nm為水驅(qū)可動(dòng)油儲(chǔ)量,m3;m為油水相對(duì)滲透率比值系數(shù);Soi為原始含油飽和度;Swi為束縛水飽和度;Sor為殘余油飽和度。

        1.2.2 水驅(qū)曲線選擇

        在實(shí)際應(yīng)用中,針對(duì)如何選擇符合油田實(shí)際的水驅(qū)曲線,計(jì)算水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度,目前已有學(xué)者提出利用水驅(qū)曲線的含水上升特征進(jìn)行選擇[15]。

        本文在以往學(xué)者研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)甲、乙、丙、丁4種水驅(qū)曲線表達(dá)式,結(jié)合分流量方程,利用微分、求導(dǎo)等方法,將 4 種水驅(qū)曲線的表達(dá)式(式(3)、式(5)、式(7)、式(10))分別轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的含水率 fw和含水上升率fw′與可采儲(chǔ)量采出程度R之間的關(guān)系式(式(14)—式(21)),從而可以繪制出4種水驅(qū)曲線含水率上升規(guī)律的典型圖版(見(jiàn)圖4、圖5)。由圖版可知,4種水驅(qū)曲線的含水率上升規(guī)律各不相同,所以可以根據(jù)含水上升規(guī)律形態(tài)選擇水驅(qū)曲線[18-27]。

        圖4 fw-R關(guān)系

        圖5 fw′-R 關(guān)系

        1)甲型水驅(qū)曲線

        2)乙型水驅(qū)曲線

        3)丙型水驅(qū)曲線

        4)丁型水驅(qū)曲線

        式中:fw為含水率;fw′為含水上升率;R為可采儲(chǔ)量采出程度;NR為可采儲(chǔ)量,104m3。

        2 實(shí)際應(yīng)用

        以渤海A油田為例,該油田屬于高孔高滲稠油油田,地層原油黏度為132.0 mPa·s,滲透率為1 800×10-3μm2,孔隙度為30.5%;束縛水飽和度為0.30,殘余油飽和度為0.25;地質(zhì)儲(chǔ)量2.97×108m3,于1993年投產(chǎn),2013年油田綜合含水率控制在70%~80%,標(biāo)定采收率為38.5%。

        水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度的計(jì)算按如下步驟進(jìn)行:

        1)繪制實(shí)際油田含水上升規(guī)律曲線。根據(jù)2013年累計(jì)產(chǎn)油量(2013年階段最終可采儲(chǔ)量),計(jì)算油田從投產(chǎn)到2013年之間每年的采出程度,計(jì)算公式為

        式中:Npi為自投產(chǎn)到2013年之間每年的累計(jì)產(chǎn)油量,m3;Np為 2013 年的累計(jì)產(chǎn)油量,m3。

        計(jì)算結(jié)果為0~1,據(jù)此可繪制實(shí)際油田含水上升規(guī)律曲線(見(jiàn)圖 6、圖 7)。

        2)選擇水驅(qū)曲線。將根據(jù)油田實(shí)際繪制的含水上升規(guī)律曲線與4種水驅(qū)曲線含水上升規(guī)律圖版進(jìn)行對(duì)比,結(jié)合形態(tài)特征判斷并選取水驅(qū)曲線。A油田與丙型水驅(qū)曲線含水率上升規(guī)律相符。

        3)計(jì)算水驅(qū)儲(chǔ)量控制程度。首先根據(jù)A油田實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)繪制丙型水驅(qū)曲線,回歸計(jì)算出丙型水驅(qū)曲線斜率 b為 0.000 07(見(jiàn)圖 8);然后根據(jù)式(8)和式(9),計(jì)算油田實(shí)際的水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度。計(jì)算結(jié)果為:水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量21 428.6×104m3,水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度75%,結(jié)果與油田實(shí)際吻合。

        圖6 fw-R關(guān)系

        圖7 fw′-R 關(guān)系

        圖8 水驅(qū)曲線斜率求取

        3 結(jié)束語(yǔ)

        基于甲、乙、丙、丁4種水驅(qū)曲線,推導(dǎo)得出了相應(yīng)的水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量計(jì)算表達(dá)式,可以計(jì)算出油田實(shí)際的水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度。針對(duì)各油藏如何選取符合的水驅(qū)曲線,推導(dǎo)出各水驅(qū)曲線的理論含水上升規(guī)律表達(dá)式,發(fā)現(xiàn)4種水驅(qū)曲線含水上升規(guī)律形態(tài)不同,從而推薦利用含水上升規(guī)律進(jìn)行水驅(qū)曲線選擇。渤海A油田實(shí)際應(yīng)用表明,應(yīng)用本文成果,可以準(zhǔn)確可靠地計(jì)算油田實(shí)際水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度,該方法可以推廣應(yīng)用。

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