王敏，陳民鋒，劉廣為，蓋建，時(shí)建虎

（中國石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院，北京102249）

0 引言

海洋鉆井平臺(tái)壽命一般在20 a 左右，因此海上油田的開發(fā)周期相對(duì)較短；同時(shí)，受氣象和水文環(huán)境等因素的影響，海上油田勘探、開采、處理和輸送均較陸地難度大，且裝備制造費(fèi)用和施工作業(yè)成本巨大，一般本著盡快開采的原則進(jìn)行生產(chǎn)。這就要求海上油田投產(chǎn)后必須以高于陸上油田的采油速度進(jìn)行生產(chǎn)，維持較高的生產(chǎn)能力，做到早投入、快回收［1-4］。

陸地油田開發(fā)時(shí)間相對(duì)較長，一般只需滿足經(jīng)濟(jì)日產(chǎn)要求，開發(fā)到含水率98%時(shí)結(jié)束，很少考慮其時(shí)效性；海上油田開發(fā)的時(shí)效性，主要表現(xiàn)在有限的生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)盡可能多地采出原油，獲得盡可能高的經(jīng)濟(jì)效益。因此，提出開發(fā)期內(nèi)的時(shí)效采出比作為海上油田注水開發(fā)整體效果的一個(gè)特色指標(biāo)，以體現(xiàn)海上油田這一開發(fā)特點(diǎn)，完善海上油田注水效果評(píng)價(jià)體系［5-6］。

開發(fā)期內(nèi)的時(shí)效采出比定義為，在海上油田有效開發(fā)年限內(nèi)（由關(guān)井生產(chǎn)界限和平臺(tái)壽命決定），實(shí)際采出程度與水驅(qū)極限采收率的比率，其取值越大越好。另外，海上稠油油田滲透率較高，普遍采取注水的開發(fā)方式，其具有油井見水早、含水上升快、過早進(jìn)入中高含水階段等特點(diǎn)，而海上稠油油田在此階段，采取大量調(diào)整措施來保持油田穩(wěn)產(chǎn)，在開發(fā)趨勢(shì)上與理論變化規(guī)律存在較大差異。因此，需要通過研究不同油水黏度比下時(shí)效采出比的理論變化規(guī)律，并確定不同條件下時(shí)效采出比的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，來對(duì)比、分析海上實(shí)際油田時(shí)效性變化，以評(píng)價(jià)具體油藏開發(fā)狀況，進(jìn)而明確海上不同條件油藏注水開發(fā)效果的水平。

1 計(jì)算時(shí)效采出比的方法

時(shí)效采出比具體計(jì)算方法如下：1）基于油藏工程方法進(jìn)行理論分析，利用收支平衡法，考慮海上油田開發(fā)情況，確定不同產(chǎn)量級(jí)別下對(duì)應(yīng)的單井經(jīng)濟(jì)極限含水界限；2）基于不同油水黏度比下含水率與采出程度關(guān)系曲線，并進(jìn)行簡單校正，確定不同極限采收率下含水率與可采儲(chǔ)量采出程度的關(guān)系，得到對(duì)應(yīng)經(jīng)濟(jì)極限含水率的時(shí)效采出比理論值；3）利用水驅(qū)特征曲線計(jì)算分別在極限含水率、經(jīng)濟(jì)極限含水率下的采出程度，比值即為時(shí)效采出比實(shí)際值。

1.1 根據(jù)收支平衡原理計(jì)算單井經(jīng)濟(jì)極限含水界限

從收支平衡原理看，在有效的開發(fā)時(shí)期內(nèi)，當(dāng)每天的產(chǎn)出效益等于每天的總投入成本，即總利潤為零時(shí)的單井含水率為單井經(jīng)濟(jì)極限含水率［7-8］。

由收支平衡原理得：

經(jīng)濟(jì)極限含水率表達(dá)式為

式中：CF為變動(dòng)費(fèi)用，元/（t·d）；CV為固定費(fèi)用，元/d；Q1為單井日產(chǎn)液量，t；為經(jīng)濟(jì)極限含水率，%；P 為原油價(jià)格，元/t；Tr為綜合稅率；do為原油商品率。

式（2）中變動(dòng)費(fèi)用、固定費(fèi)用的取值需要考慮海上油田的實(shí)際開發(fā)情況。應(yīng)用收支平衡原理可以確定對(duì)應(yīng)不同產(chǎn)液量級(jí)別下的經(jīng)濟(jì)極限含水率，隨著產(chǎn)液量增加，經(jīng)濟(jì)極限含水率迅速上升，且當(dāng)產(chǎn)液量達(dá)到一定值時(shí)，含水率不再增加，而是趨于穩(wěn)定。

1.2 綜合含水率與采出程度關(guān)系曲線

綜合含水率與采出程度關(guān)系曲線是油藏工程中經(jīng)常使用的一種曲線。前人應(yīng)用無因次注入、無因次采出統(tǒng)計(jì)公式推導(dǎo)出了不同油水黏度比下綜合含水率（fw）與采出程度（R）相關(guān)性的經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式［9-10］。以油水黏度比μr=100 為例，繪制出不同極限采收率（Rm）條件下fw-R 圖版（見圖1），可以看出，在采出程度低、含水率較高時(shí)，含水率預(yù)測與實(shí)際不符，因此需要校正。校正后的fw-R 曲線見圖2。

圖1 fw-R 圖版

圖2 校正后的fw-R 曲線

由無因次注入、 采出曲線推導(dǎo)出含水率與采出程度關(guān)系式為

式中：Rm為水驅(qū)極限采收率；D，a 為回歸系數(shù)。

在式（3）中加入b，c 校正參數(shù)，將公式修改為

引入初始條件fw=0，R=0，則

引入邊界條件fw=98%，R=Rm，則

聯(lián)立式（5）、式（6），得

不同油水黏度比下的a，D 取值公式見表1。

表1 不同油水黏度比下a，D 取值公式

對(duì)于海上稠油油田，a，D 取值均參照類別Ⅲ回歸統(tǒng)計(jì)公式。

1.3 理論、實(shí)際時(shí)效采出比的計(jì)算

應(yīng)用fw與R 校正公式可以得到不同油水黏度比下綜合含水率與可采儲(chǔ)量采出程度的關(guān)系曲線，由收支平衡原理確定的經(jīng)濟(jì)極限含水率所對(duì)應(yīng)的可采儲(chǔ)量采出程度即為理論時(shí)效采出比。

依照石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，注水開發(fā)油田可采儲(chǔ)量以及極限采收率的計(jì)算可采用水驅(qū)特征曲線法［11-14］。實(shí)際時(shí)效采出比定義為經(jīng)濟(jì)極限含水率對(duì)應(yīng)的采收率與極限含水率（=98%）對(duì)應(yīng)的采收率之比（Rlim/Rmax）。

以丙型水驅(qū)特征曲線為例，表達(dá)式為

式中：Lp為累計(jì)產(chǎn)液量，104m3；Np為累計(jì)產(chǎn)油量，104m3；A 為回歸直線的截距；B 為回歸直線的斜率。

可以推導(dǎo)出含水率與累計(jì)產(chǎn)油量以及采收率的關(guān)系式［15-16］：

實(shí)際時(shí)效采出比為

式中：N 為地質(zhì)儲(chǔ)量，104m3。

通過對(duì)比時(shí)效采出比的實(shí)際值與理論值，可以評(píng)價(jià)海上油田開發(fā)時(shí)效性的強(qiáng)弱，對(duì)于海上油田水驅(qū)開發(fā)效果評(píng)價(jià)具有重要的意義。

2 實(shí)例應(yīng)用

應(yīng)用上述方法分別研究2 個(gè)海上典型區(qū)塊（A，B區(qū)塊）的時(shí)效采出比，并評(píng)價(jià)其時(shí)效性的強(qiáng)弱程度。

2.1 油藏概況

A 區(qū)塊儲(chǔ)層發(fā)育、連通性好，油層分布穩(wěn)定。油層厚度大，含油砂層多，剖面上可見多套砂、泥巖互層。儲(chǔ)層物性好，平均孔隙度為31%，平均滲透率為2 000×10-3μm2，平均原油黏度為132.0 mPa·s。

B 區(qū)塊儲(chǔ)集層埋藏淺，受構(gòu)造、邊（底）水、斷層和巖性的綜合控制，具有油井距跨度大、砂體多、油水黏度比大、多油水體系等特點(diǎn)。儲(chǔ)層膠結(jié)疏松、物性好，平均孔隙度為35%，平均滲透率為3 000×10-3μm2，平均原油黏度為260.0 mPa·s。

2.2 確定油井經(jīng)濟(jì)極限含水界限

根據(jù)收支平衡原理，基礎(chǔ)參數(shù)取值為：CF=200 元/（t·d）；CV=3 000 元/d；P=5 000 元/t；Tr=0.10；do=0.95。經(jīng)計(jì)算可得到經(jīng)濟(jì)極限含水率與產(chǎn)液量的關(guān)系曲線（見圖3）。

圖3 經(jīng)濟(jì)極限含水率與產(chǎn)液量的關(guān)系

由圖3可見，隨著產(chǎn)液量的增加，油井經(jīng)濟(jì)極限含水率逐漸增加。依據(jù)海上油田A，B 區(qū)塊的開發(fā)資料，平均單井產(chǎn)液量約為200 t/d，那么，經(jīng)濟(jì)極限含水率約為95%。

2.3 時(shí)效采出比分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的確定

將油水黏度比范圍分為50～150，150～300 兩個(gè)級(jí)別，分別繪制油水黏度比為50，150，300 時(shí)含水率和可采儲(chǔ)量采出程度關(guān)系曲線（見圖4）。

圖4 含水率與可采儲(chǔ)量采出程度的關(guān)系

由圖4可見：1）油水黏度比越小，油藏的開發(fā)效果就越好，則在相同含水率條件下的采出程度越大，極限采收率（可采儲(chǔ)量）越大。2）在給定的極限含水率條件下，油藏油水黏度比越小，有效開采時(shí)間越長、開采效率越高，到開發(fā)結(jié)束時(shí)，采出的油量占可采儲(chǔ)量的比例即時(shí)效采出比越大。

當(dāng)油井含水率達(dá)到經(jīng)濟(jì)極限含水率95%時(shí)，A，B區(qū)塊對(duì)應(yīng)的可采儲(chǔ)量采出程度（即該黏度下的時(shí)效采出比）分別約為0.8，0.7。

根據(jù)海上典型稠油油藏A，B 區(qū)塊的水驅(qū)開發(fā)經(jīng)濟(jì)極限含水率，制定出不同油水黏度比范圍下時(shí)效采出比分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（見表2）［17］。

表2 不同油水黏度比下時(shí)效采出比分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2.4 實(shí)際時(shí)效采出比及評(píng)價(jià)

根據(jù)丙型水驅(qū)特征曲線，當(dāng)含水率達(dá)到極限含水率98%時(shí)，A，B 區(qū)塊水驅(qū)極限采收率分別為40%，25%；當(dāng)含水率達(dá)到經(jīng)濟(jì)極限含水率95%時(shí)，水驅(qū)極限采收率為35.38%，18.34%。A 區(qū)塊時(shí)效采出比的實(shí)際值為35.38%/40%=0.88，B 區(qū)塊為18.34%/25%=0.73。

A 區(qū)塊實(shí)際時(shí)效采出比評(píng)價(jià)結(jié)果為一類，表明該典型油藏開發(fā)時(shí)效性強(qiáng)，水驅(qū)效果好。這是由于A 區(qū)塊儲(chǔ)層連通性較好，屬于塊狀整裝油田，注采井網(wǎng)較完善，油井多向受效率較高。

B 區(qū)塊實(shí)際時(shí)效采出比評(píng)價(jià)結(jié)果為二類，表明該典型油藏開發(fā)時(shí)效性較弱，水驅(qū)效果較差。這是因?yàn)锽區(qū)塊主力砂體儲(chǔ)層發(fā)育，單層砂巖厚度大，連通性好，但是非主力砂體分布范圍比較廣，厚度小且變化大，屬于受邊、 底水影響的構(gòu)造巖性砂體。同時(shí)油水關(guān)系復(fù)雜，邊底水油藏采用一套開發(fā)層系合采，注采井網(wǎng)不夠完善，導(dǎo)致油井多向受效率較低。建議B 區(qū)塊細(xì)分層系，調(diào)整注水井網(wǎng)形式，提高油井多向受效率。

3 結(jié)論

1）提出了體現(xiàn)海上油田時(shí)效性的水驅(qū)開發(fā)效果評(píng)價(jià)新指標(biāo)，即開發(fā)期內(nèi)時(shí)效采出比。將其定義為在海上油田有效開發(fā)年限內(nèi)的采出程度與水驅(qū)極限采收率的比率，其取值越大越好。

2）基于不同油水黏度比下含水率與采出程度的關(guān)系，同時(shí)利用收支平衡原理確定了不同產(chǎn)量級(jí)別下的單井經(jīng)濟(jì)極限含水界限，從而建立了開發(fā)期內(nèi)時(shí)效采出比的理論計(jì)算方法，并制定出不同油水黏度比范圍下時(shí)效采出比評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3）以海上油田典型稠油油藏A，B 區(qū)塊為例進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，評(píng)價(jià)2 個(gè)典型區(qū)塊的時(shí)效性，分析了影響其時(shí)效性強(qiáng)弱的原因。

［1］陳民鋒，姜漢橋，鄭偉，等.渤海BZ25-1 油田開發(fā)井型及完井方式適應(yīng)性［J］.斷塊油氣田，2010，17（4）：458-461.

［2］周守為.海上油田高效開發(fā)技術(shù)探索與實(shí)踐［J］.中國工程科學(xué)，2009，11（10）：55-60.

［3］劉小鴻，繆飛飛，崔大勇，等.水驅(qū)油田理論含水上升率預(yù)測新方法及其應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2013，20（6）：736-739.

［4］周守為.海上稠油高效開發(fā)新模式研究及應(yīng)用［J］.西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，29（5）：1-4.

［5］張繼風(fēng)，田曉東，郭瑋琪，等.水驅(qū)油田含水上升規(guī)律探討及其應(yīng)用［J］.鉆采工藝，2011，34（3）：49-52.

［6］耿娜，繆飛飛，劉小鴻，等.水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度計(jì)算方法研究［J］.斷塊油氣田，2014，21（4）：472-475.

［7］李道品，羅迪強(qiáng).油井經(jīng)濟(jì)極限含水率的計(jì)算［J］.斷塊油氣田，1998，5（3）：34-37.

［8］于樂香，王星.油井經(jīng)濟(jì)極限含水的確定［J］.石油勘探與開發(fā)，2001，28（2）：100-101.

［9］鄒存友，于立君.中國水驅(qū)砂巖油田含水與采出程度的量化關(guān)系［J］.石油學(xué)報(bào)，2012，33（2）：288-292.

［10］呂秀娟.應(yīng)用可采儲(chǔ)量采出程度與存水率評(píng)價(jià)水驅(qū)開發(fā)效果［J］.油氣田地面工程，2011，33（3）：13-15.

［11］姜漢橋，劉睿，張賢松，等.丙型水驅(qū)曲線在海上油田早期注聚效果評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.中國海上油氣，2009，24（6）：383-386.

［12］宋兆杰，李治平，賴楓鵬，等.高含水期油田水驅(qū)特征曲線關(guān)系式的理論推導(dǎo)［J］.石油勘探與開發(fā)，2013，40（2）：201-207.

［13］馮其紅，呂愛民，于紅軍，等.一種用于水驅(qū)開發(fā)效果評(píng)價(jià)的新方法［J］.中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，28（2）：58-60.

［14］馬奎前，劉英憲，劉宗賓，等.海上油田加密調(diào)整采收率評(píng)價(jià)方法分析［J］.中國海上油氣，2012，24（增刊1）：90-93.

［15］陳民鋒，姜漢橋.海上油田不同開發(fā)井型合理生產(chǎn)制度研究［J］.鉆采工藝，2007，30（3）：67-71.

［16］陳民鋒，孫璐，余振亭，等.稠油熱力-表面活性劑復(fù)合驅(qū)對(duì)提高采收率的作用［J］.斷塊油氣田，2012，19（增刊1）：57-60.

［17］陳民鋒，張賢松，余振亭，等.海上油田普通稠油聚合物驅(qū)效果分級(jí)評(píng)價(jià)研究［J］.復(fù)雜油氣藏，2012，4（5）：43-46.