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1、七、油田含水变化规律在油藏注水开发过程中，随着注水工作的不断深入，油井逐渐见水，且含水率将不断升高，含水上升必然影响油田的产量和有关的开发技术政策，给油田开发带来一系列这样或那样的问题，因此研究含水上升规律，根据含水上升规律和特点，控制或延缓含水上升速度，对于保持油田稳产、降低开采成本非常重要。(一)理论变化分析1、理论特征 3-7-1含水率的变化受多种因素影响，如岩石的润湿性、储层的非均质性、原油性质、油藏类型、注采井网和注采条件等等，因而实际油藏含水率的变化非常复杂，只能进行宏观分析。油藏类型影响：不同的油藏类型，含水上升规律不同。底水或边水活跃的油藏，在稳定开采、保持合理采油速度的情况下
2、，无水采油期长、含水上升慢，但油井一旦见水，含水上升就比较快；人工切割注水开发的油藏，因受注采井距大小、油藏非均质性、注水和采油强度等多种因素影响，往往无水采油期短、早期含水上升速度要明显大于底水或边水活跃的油藏。原油性质不同，含水上升规律不同：多数层状砂岩油藏，因原油性质的差异，油水粘度比不同，含水上升规律表现出不同的特点，一般来说都符合以上所描述的三种模式或者介于它们之间。含水率与含水上升率的关系：含水率变化规律也就是随着地层中含水饱和度的增加，油井产水率的变化情况。含水上升率则指每采出 1%的地质储量含水率变化的幅度。判断一个油藏在某一含水阶段开发效果的好坏，通过评价含水上升率指标是油藏
3、开发中常用的方法之一。通常的做法是应用相对渗透率曲线求得油藏的含水上升率理论曲线，然后与油藏的实际含水上升率比较，如果实际的含水上升率小于理论含水上升率，则认为油藏开发效果好，反之则认为开发效果不理想。理论含水上升率计算方法如下：根据油田测得的相渗曲线，应用分流量方程计算含水率。 owKowKQofw1/实际工作中为了便于应用，将油水相对渗透率的比值表示为含水饱和度的函数。 SwbeaKo从而含水率可进一步表示为： bSweaof1用含水率对含水饱和度微分得： 2)1(SwbeaoSwf含水率对含水饱和度微分结果表示的实际意义：当含水饱和度增加 1%时，含水率变化的幅度，也就是说采出程度增加
4、1%时含水率变化的幅度，即含水上升率。应用能代表油藏的相渗曲线，根据含水上升率的理论表达式，就可以计算油藏的理论含水率变化曲线。跃地 1 块选跃西 4 井相渗曲线来研究油组的渗流特征。应用琼斯的油水相对渗透率曲线与含水饱和度经验关系式，对原始数据进行拟合处理，从而得到拟合后的相渗曲线（见图 10-19） ，进一步计算出理论含水和理论含水上升率（图 10-20、 10-21） 。表 10-7 跃西 4 油水相渗数据表Sw fw kro krw37.20 0.00 1.00 0.00 40.82 0.49 0.71 0.00 44.44 3.95 0.48 0.01 48.06 14.89 0.3
5、1 0.03 51.69 37.22 0.19 0.07 55.31 65.19 0.11 0.12 58.93 85.92 0.05 0.19 62.56 95.80 0.02 0.27 66.18 99.16 0.01 0.38 69.80 99.93 0.00 0.51 73.43 100.00 0.00 0.67 图 10-19 跃 西 4相 渗 曲 线00.10.20.30.40.50.60.70.80.910 10 20 30 40 50 60 70 80含 水 饱 和 度相对渗透率krokrw2、理论模型根据注水开发油田大量的生产资料统计，含水上升规律一般可分为三种基本模式：即凸
6、型、S 型和凹型。高油水粘度比油田的含水与采出程度曲线呈凸型，开采特点为无水采油期短、油井见水早、含水上升快，高含水期是主要的采油期，开发效益相对差；低油水粘度比油藏无水采油期长、油井见水晚、含水上升慢，大部分可采储量在低含水期采出，开发效益较好；油水粘度比介于中间的为 S 型曲线（见图 10-18） 。凸型曲线模型可用下式表征： )1ln(.fwtbaRt其中 a、b 为系数；Rt 为可采储量采出程度，小数；Fwt 为含水率，小数。S 型曲线模型可用下式表征：fwtbaRt1ln.l凹型曲线模型可用下式表征：fttl.l具体的曲线形态见下图 10-18(二)实际变化特征1、童宪章图版分析 3
7、-7-2对于任何一个油藏，在注水开发的过程中，油水粘度比影响着阶段含水率和含水上升率，含水率与采出程度之间存在一定的内在联系。按照童宪章推导图 3-51 三 种 含 水 上 升 模 式 图0.0.20.40.60.81.00. 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0可 采 储 量 采 出 程 度 （ %）含水率（%）出的水驱曲线关系式 lg（fw/（1-fw） ）=7.5（R-Rm）+1.69 描述的含水率与采出程度的关系是一条大致 S 型曲线。2、水驱系列法实际上含水率分析可以用水驱系列法，但是由于含水率变化大，只是作为分析用。根据国内外典型水驱油田分析，采出程度与含水率关系曲线基本上可用五
8、种形式表示，即凸型、凹型、S 型及凸S 型、S凹型。共有七个表达式表示，见表 8。表 8 水驱系列法线性方程及计算采收率表达式含水率与采出程度曲线类型驱替系列方程线性公式水驱采收率表达式 凸型a: wnnfBlARl-1b：Ee （A3.912B）EA3.912B 凸S 过渡型 wnnfll-1E1e (A-3.912B) S 型 fBAR-1EA+3.892B S凹过渡型 wnl Ee (A+0.98B) 凹型a: nflb: wnBARl-1Ee (A-0.020203B)E1e (A-0.020203B)根据表中给出的七种表达式，利用濮城油田各开发单元实际开发数据进行回归处理。选择相关系
9、数最大，符合油藏地质特点和开发状况的合理表达式，求出相应的采收率。3、初期含水率变化分析 3-7-3.4.5对于不能用水驱曲线预测的含水率预测，提供三种预测方法。翁氏 logistic 模型预测含水率 3-7-3处于中低含水期的含水预测。-（1）atcfw)ln()1ln( 式（1）看出，在半对数坐标上，可以得到 ln（1/fw-1）与 t 的直线关系，直线的截距为 lnC，直线的斜率等于-a。式中：fw含水率，f；t开发时间， a；a、C预测模型参数。计算步骤：可通过式（1）通过回归选直线段起始点，计算直线的截距和直线的斜率。依（1）式计算含水率 fw 值。俞启泰模型预测含水率 3-7-4预
10、测新油田的含水率。-（1）b 值与渗透率 k、地层原油粘度 o 有关并得出回归公式：lgb=0.0881476lgk+0.140041lgo-0.190082 -(2)R*=NP/NR=NP/N/ER -（3）式中：fw含水率，f；R*可采储量采出程度，f；K渗透率，10 -3m 2；o地层原油粘度，mP.sNP累积产油量，10 4tNR可采储量，10 4tER采收率，%b预测模型参数。计算步骤：（1）由已知的累积产油量 NP 及用经验公式计算的 ER 或 NR 以及地质储bbbb fwffwffwR 22298.04).1(98.0().1(98.02*量 N 代入式（3）求 R*；（2）由
11、式（2）计算 b 值；（3）由式（1）迭代计算对应的 fw 值。童氏校正曲线含水率计算 3-7-5应用童氏校正曲线计算对应采出程度的含水率。将童氏标准曲线公式修改为：lgfw/(1- fw)+c=7.5(R- ER)+1.69+a （1）(2)(3)所以，对于不同 ER 值，可依式(2)、(3) 求出 a、c 值。可按式（1）求出采出程度 R 对应 fw 值。4、含水上升规律变化模型特征分析 3-7-6.7新区或开采时间不长的单元来说，一般应用理论含水特征即相渗理论分析今后含水变化，而对于跃 1 块含水已经达到 90%，应该可以应用实际生产数据分析含水变化。一般来说，实际分析含水变化的公式很多
12、，上述的含水上升规律模型也是经常应用的方法之一。但是现场应用时一般含水率变化大，回归计算波动较大，另外一般开始时也很难知道含水上升规律是三种模式即凸型、S 型和凹型其中的哪一种（图 10-27） 。或者有的文章加上过渡曲线即所谓的五种变化规律。往往对分析含水变化规律产生较大的误差，甚至错误。本文推荐一种常用的应用累计产油与累计产水的关系，即张金庆水驱特征曲线的应用，一方面避免了含水率的波动，另一方面这种方法出现的直线段时间早，便于早期的预测分析，在现场应用取得较好的效果。1、据 张 金 庆 水 驱 特 征 曲 线 的 应 用 及 其 油 水 渗 流 特 征 (俞 启 泰 油 田 开 发论 文
13、集 ):3-7-6-（ 1）-（ 2）-（ 3）10495.7Rc6.lga)1(fafbNPc492NPWb -（ 4）式中：WP累积产水量；10 4m3；NP累积产油量，10 4t；NR可采储量，10 4t；R*可采储量采出程度，%；a、b、c计算参数。计算步骤：（1）由式（1）回归计算得某一时间直线段的 a、b 值；（2）由式（2） 、 （3）计算 NR 和 c 值；（3）由式(2)（4）计算今后已知 NP 或 R*的 f 值。计算结果，跃地 1 块 2002 年 10 月出现直线段，即含水87.9%。b=812074.47，a=5.5322，相关系数=0.99849，C=1.46737
14、3，NR=55.34万吨，采收率 R=30.05%。与下面曲线对比，因为 a 大于 1，从可采储量采出程度于含水率关系曲线（图 10-28、10-29）可以看出，含水上升规律属于凸型。2*)()2(*RCcaRfw图 10-27 任丘油田、濮城沙(一)洋三木油田计算的与实际 fw-R*对比图 10-28 跃 地 1块 水 驱 曲 线0.01.02.03.04.05.06.00 0.000002 0.000004 0.000006 0.000008 0.00001 0.000012 0.000014WP/NPWP/NP2图 10-29 跃 地 1含 水 率 与 可 采 储 量 采 出 程 度 关
15、 系 曲 线0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1可 采 储 量 采 出 程 度 ,f含水率,f2、据 广 义 水 驱 特 征 曲 线 计 算 年 度 可 采 储 量 方 法 ， 俞 启 泰 油 田 开 发 论 文 集 ：WpLbaNlgl3-7-7-（ 1）-（ 2）-（ 3）式 中 ： WP累 积 产 水 量 ； 104m3；NP累 积 产 油 量 ， 104t；NR可 采 储 量 （ f=0.98） ， 104t；NRamx含 水 为 1.0 的 最 终 可 采 储 量 ， 104t；a、 b、 a计 算 参 数 。计 算 步 骤 ：（ 1） 由 式 （ 1） 回 归 计 算 得 某 一 时 间 直 线 段 的 a、 b 值 ；（ 2） 由 式 （ 2） 、 （ 3） 计 算 NR 和 NRmax 值 ；（
