水驅(qū)開發(fā)效果評(píng)價(jià)新方法的研究與應(yīng)用

楊靜 馬奎前 劉美佳 李紅英

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452)

甲型水驅(qū)特征曲線常用于注水開發(fā)油田水驅(qū)開發(fā)效果評(píng)價(jià)，該方法簡單實(shí)用。但在實(shí)際應(yīng)用中，隨著油田進(jìn)入中高含水期，特征函數(shù)(累計(jì)產(chǎn)水量)對(duì)自變量(累計(jì)產(chǎn)油量)已不敏感，無法很好反映酸化、分層注水等常規(guī)措施效果，從而掩蓋了措施對(duì)曲線形態(tài)的影響。在水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量的計(jì)算中，應(yīng)用水驅(qū)曲線對(duì)斜率取點(diǎn)的選擇也有不確定性。對(duì)于分層注水開發(fā)的油田來說，井下分注是常用的注水方式，吸水情況通過吸水剖面或各層吸水指數(shù)的測(cè)試來驗(yàn)證，但對(duì)于海上油田開發(fā)來說，測(cè)試比較困難。為了有效評(píng)價(jià)分層注水的有效性，在此引進(jìn)一種更好的方法進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

1 水驅(qū)導(dǎo)數(shù)的推導(dǎo)

大量的統(tǒng)計(jì)資料證明，在注水開發(fā)油田的中后期，甲型水驅(qū)曲線上的累積產(chǎn)油量與累積產(chǎn)水量在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上近似一條直線，它的特征函數(shù)［1］為:

式中:Wp—累計(jì)產(chǎn)水量，104m3;

Np—累計(jì)產(chǎn)油量，104m3;

a、b—常數(shù)。

甲型水驅(qū)曲線表達(dá)式兩邊同時(shí)對(duì)時(shí)間求導(dǎo):

整理后得:

式中:Qw—階段產(chǎn)水量，104m3;

Qo—階段產(chǎn)油量，104m3;

WOR—階段水油比。

通過式(7)，可以求出各個(gè)階段的直線段斜率b，該值即稱為水驅(qū)導(dǎo)數(shù)，其隨累計(jì)產(chǎn)油量Np的變化曲線為水驅(qū)特征函數(shù)導(dǎo)數(shù)曲線，簡稱水驅(qū)導(dǎo)數(shù)曲線。利用該導(dǎo)數(shù)曲線可以準(zhǔn)確、有效分析評(píng)價(jià)水驅(qū)開發(fā)效果。

2 水驅(qū)導(dǎo)數(shù)曲線的應(yīng)用

2.1 確定起點(diǎn)并分析水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量

確定甲型水驅(qū)曲線直線段的起點(diǎn)，分析水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量。甲型水驅(qū)曲線中的直線段斜率b，其倒數(shù)即為水驅(qū)油藏的儲(chǔ)量常數(shù)，它取決于水驅(qū)油藏地質(zhì)儲(chǔ)量的大小。陳元千根據(jù)國內(nèi)外135個(gè)水驅(qū)油田甲型水驅(qū)資料得到較為精確的水驅(qū)油田動(dòng)用儲(chǔ)量公式［2］:

式(8)雖然簡單，但卻非常重要。動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量往往比容積法計(jì)算的靜態(tài)儲(chǔ)量更能反映油田的水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量，但其關(guān)鍵在于直線段的選擇。在相關(guān)文獻(xiàn)中對(duì)直線段起點(diǎn)的論述也較多，普遍認(rèn)為稠油油藏含水50%以后出現(xiàn)的直線段［3］，具體在何時(shí)并無確切說法。

通過水驅(qū)導(dǎo)數(shù)曲線可以清楚地看出水驅(qū)導(dǎo)數(shù)的變化，也就是儲(chǔ)量常數(shù)的變化:當(dāng)水驅(qū)導(dǎo)數(shù)穩(wěn)定時(shí)，表明此時(shí)水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量變化不大。因此，可以通過觀察水驅(qū)導(dǎo)數(shù)開始穩(wěn)定的點(diǎn)來確定直線段的起點(diǎn)，也可通過水驅(qū)導(dǎo)數(shù)穩(wěn)定段的均值來確定甲型水驅(qū)曲線中直線段斜率，從而確定出水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量。

圖1為F26井的甲型水驅(qū)曲線及水驅(qū)導(dǎo)數(shù)曲線。從水驅(qū)導(dǎo)數(shù)曲線可以很清楚地看出開發(fā)中水驅(qū)導(dǎo)數(shù)較穩(wěn)定的直線段，水驅(qū)導(dǎo)數(shù)的穩(wěn)定點(diǎn)(即圖中顏色發(fā)生變化的點(diǎn))為甲型水驅(qū)曲線直線段的起點(diǎn)，從而準(zhǔn)確擬合出直線段斜率值，并計(jì)算出準(zhǔn)確的水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量。

圖1 F26井組甲型水驅(qū)曲線及水驅(qū)導(dǎo)數(shù)曲線

2.2 研究見效規(guī)律及措施周期

研究常規(guī)措施的見效規(guī)律，決策措施周期。從水驅(qū)導(dǎo)數(shù)曲線的特性可以看出:水驅(qū)導(dǎo)數(shù)的變化也體現(xiàn)于水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量的變化。若措施有效，注水波及體積增加，水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量也相應(yīng)增加，隨之水驅(qū)導(dǎo)數(shù)也發(fā)生相應(yīng)的變化。因此，通過觀察水驅(qū)導(dǎo)數(shù)的變化，就可以很好反映常規(guī)措施的效果。

圖2為H19井組水驅(qū)導(dǎo)數(shù)隨時(shí)間的變化曲線。H19井組2007年1月調(diào)剖，水驅(qū)導(dǎo)數(shù)大幅下降，增油效果很好。2007年3月作業(yè)，調(diào)剖效果受到影響，水驅(qū)導(dǎo)數(shù)也相應(yīng)變大，回升到調(diào)剖前。2008年5月，先酸化后分層調(diào)配，也有一定效果。但由于注水水質(zhì)不合格，油層污染逐漸嚴(yán)重，各層注入壓力發(fā)生了變化，各段的分注量也發(fā)生變化，對(duì)應(yīng)的水驅(qū)導(dǎo)數(shù)也變大，注入曲線的壓力變化和2008年8月的吸水剖面資料也證實(shí)，井下分層注水失效。通過對(duì)水驅(qū)導(dǎo)數(shù)分析，建議該注水井重新進(jìn)行分層調(diào)配作業(yè)。

通過水驅(qū)導(dǎo)數(shù)隨時(shí)間的變化曲線可以很清楚地分析措施的見效時(shí)間和有效期，為措施增油量計(jì)算提供依據(jù)，并且指導(dǎo)下一步措施的開展。

圖2 H19井組水驅(qū)導(dǎo)數(shù)隨時(shí)間的變化曲線

2.3 優(yōu)選措施挖潛對(duì)象

對(duì)于沉積環(huán)境變化不大的同一井組或區(qū)域，由于均勻布井、面積注水開發(fā)，其單井控制儲(chǔ)量也大致相同，通過多年的注水開發(fā)，反映的水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量也應(yīng)相差不大，對(duì)應(yīng)單井水驅(qū)導(dǎo)數(shù)曲線的水驅(qū)導(dǎo)數(shù)變化也不大。因此通過對(duì)比同一井組或區(qū)域油井水驅(qū)導(dǎo)數(shù)的變化，便可以分析開發(fā)中油井可能存在的問題，進(jìn)而確定下一步油水井措施。

如E21井區(qū)，通過對(duì)比該區(qū)域各井的水驅(qū)導(dǎo)數(shù)(圖3)，發(fā)現(xiàn)E22井的水驅(qū)導(dǎo)數(shù)突然上升，表明水驅(qū)效果在該井變差。針對(duì)此問題，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)該井對(duì)應(yīng)的注水井與E22井對(duì)應(yīng)較好的層段不吸水，導(dǎo)致該井開發(fā)效果變差。后期提出在對(duì)應(yīng)注水井進(jìn)行酸化措施，增注不吸水層段。實(shí)施酸化措施后該井水驅(qū)開發(fā)效果變好。

3 結(jié)語

(1)通過甲型水驅(qū)曲線的研究，推導(dǎo)出了水驅(qū)導(dǎo)數(shù)的計(jì)算方法。

(2)水驅(qū)導(dǎo)數(shù)可以較好的反映水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量的變化情況，準(zhǔn)確確定甲型水驅(qū)曲線直線段起算點(diǎn)，更加準(zhǔn)確地確定水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量。

圖3 鄰井水驅(qū)導(dǎo)數(shù)曲線對(duì)比

(3)水驅(qū)導(dǎo)數(shù)評(píng)價(jià)方法簡單易用，便于判斷措施見效時(shí)間及有效期、決策措施周期、優(yōu)選措施挖潛對(duì)象、評(píng)價(jià)水驅(qū)開發(fā)效果，利于礦場(chǎng)應(yīng)用和推廣。

［1］童憲章.油井產(chǎn)狀和油藏動(dòng)態(tài)分析［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1981:39-40.

［2］方凌云，萬新德.砂巖油藏注水開發(fā)動(dòng)態(tài)分析［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1998:85-94.

［3］陳元千.油氣藏工程計(jì)算方法［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1990:168-175.