一種水驅(qū)油田遞減率指標(biāo)開發(fā)效果評(píng)價(jià)的新方法

繆飛飛，張宏友，張言輝，牟春榮，別夢君

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452）

一種水驅(qū)油田遞減率指標(biāo)開發(fā)效果評(píng)價(jià)的新方法

繆飛飛，張宏友，張言輝，牟春榮，別夢君

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452）

針對(duì)目前遞減率指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)方法存在的問題，首次引入狀態(tài)對(duì)比法，將理論遞減規(guī)律應(yīng)用于遞減率指標(biāo)評(píng)價(jià)，建立了利用遞減率評(píng)價(jià)系數(shù)來評(píng)價(jià)水驅(qū)油田遞減率指標(biāo)開發(fā)效果評(píng)價(jià)的新方法。該方法在應(yīng)用過程中，考慮了流體性質(zhì)、儲(chǔ)層物性等的影響，可評(píng)價(jià)各開發(fā)階段遞減率指標(biāo)的開發(fā)效果。該方法簡單可行，可用于礦場水驅(qū)油田遞減率指標(biāo)的開發(fā)效果評(píng)價(jià)，具有較強(qiáng)的推廣使用價(jià)值。

水驅(qū)油田；遞減率；開發(fā)效果評(píng)價(jià)；狀態(tài)對(duì)比法

0　引言

在油田整體開發(fā)效果評(píng)價(jià)中，遞減率是油田開發(fā)效果評(píng)價(jià)體系的一項(xiàng)重要指標(biāo)。經(jīng)過大量文獻(xiàn)資料調(diào)研發(fā)現(xiàn)：當(dāng)前開發(fā)效果評(píng)價(jià)體系中，遞減率指標(biāo)采用一套評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)貫穿整個(gè)油田開發(fā)評(píng)價(jià)，且評(píng)價(jià)在過程中采用固定的遞減率數(shù)值與實(shí)際遞減率進(jìn)行對(duì)比和評(píng)價(jià)；而不同類型油田開發(fā)過程中的遞減具有自身理論規(guī)律，采用這樣的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)方法顯然是存在問題的［1-9］。應(yīng)用該遞減率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)在不同開發(fā)階段進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，不能體現(xiàn)出油田流體性質(zhì)和儲(chǔ)層物性的差異，因此，該方法不適用于不同類型的油田和不同的開發(fā)階段。

針對(duì)以上問題，本文首次引入狀態(tài)對(duì)比法進(jìn)行評(píng)價(jià)。狀態(tài)對(duì)比法是將理論與實(shí)際的生產(chǎn)曲線進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)兩者之間偏離情況來進(jìn)行評(píng)價(jià)［10-13］。本文先對(duì)水驅(qū)油田理論遞減規(guī)律進(jìn)行研究，然后根據(jù)狀態(tài)對(duì)比法進(jìn)行評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研究。經(jīng)實(shí)例驗(yàn)證，評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，具有較強(qiáng)的推廣使用價(jià)值。

1　遞減率理論公式

油田生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表明，目前油田的不同開發(fā)階段存在定液量和定生產(chǎn)壓差2種生產(chǎn)方式。本文針對(duì)這2種生產(chǎn)方式，結(jié)合階段產(chǎn)油量計(jì)算公式，分別推導(dǎo)出定液量及定生產(chǎn)壓差的遞減率的理論公式。

1.1定液量

式中：Dt為理論遞減率，%；Qo，Ql，Qw分別為年產(chǎn)油、液、水量，104m3；fw為含水率，%；fw′為含水上升率，%；ND為地質(zhì)儲(chǔ)量，104m3。

1.2定生產(chǎn)壓差

結(jié)合式（1）、式（5），推導(dǎo)出定生產(chǎn)壓差條件下理論遞減率表達(dá)式：

式中：Jo為采液指數(shù)，m3/（MPa·m）；h為油層厚度，m；n為油田開井?dāng)?shù)，口；Δp為生產(chǎn)壓差，MPa；Vo為階段采油速度；JDO′（fw）為無因次采油指數(shù)隨含水率的變化率；JDO為無因次采油指數(shù)。

2種生產(chǎn)方式下理論遞減率公式的詳細(xì)推導(dǎo)過程見參考文獻(xiàn)［14］；理論遞減率表達(dá)式中理論含水上升率的計(jì)算見參考文獻(xiàn)［15］。

2　理論、實(shí)際遞減率的定義

2.1理論遞減率

從推導(dǎo)的理論遞減率表達(dá)式可以看出，理論遞減率與理論含水上升率成正比，而理論含水上升率是根據(jù)忽略毛細(xì)管力和重力的穩(wěn)定分流量方程，結(jié)合油水相對(duì)滲透率曲線推導(dǎo)出的。忽略毛細(xì)管力和重力的穩(wěn)定分流量方程是無法考慮油田非均質(zhì)性、井網(wǎng)及層間、井間干擾的，并且油水相對(duì)滲透率曲線只能表征一維水驅(qū)油過程。推導(dǎo)的理論含水上升率適用于一維井網(wǎng)完善、層間及井間無干擾的均質(zhì)理想油藏，其水驅(qū)油過程可以利用單根流管表征，所以導(dǎo)致推導(dǎo)的理論遞減率也只適用該類油藏。

本文定義的理論遞減率為一維井網(wǎng)已完善、層間及井間無干擾的均質(zhì)理想油藏開發(fā)過程中，由于含水上升導(dǎo)致的產(chǎn)量遞減，而實(shí)際油藏存在非均質(zhì)性、多層開采、層間及井間干擾，水驅(qū)油過程可以利用多根不同滲透率流管疊加表征（見圖1）。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，油田的一些常規(guī)措施都是為了改善油田的開發(fā)效果，使油田水驅(qū)油過程更接近一維均質(zhì)單根流管驅(qū)油理論，所以本文推導(dǎo)的理論遞減率應(yīng)與實(shí)際油田綜合遞減率（包括常規(guī)措施產(chǎn)量在內(nèi)）相對(duì)應(yīng)。

圖1　常規(guī)措施前后水驅(qū)油過程

2.2實(shí)際綜合遞減率

在進(jìn)行實(shí)際油田遞減率評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)注意本文的綜合遞減率算法與以往的不同，以往的計(jì)算過程中包括所有的措施產(chǎn)量。由于本文采用實(shí)際遞減率與理論遞減率進(jìn)行對(duì)比來評(píng)價(jià)實(shí)際油田遞減率指標(biāo)，而本文的理論遞減率是由水驅(qū)油相對(duì)滲透率曲線推導(dǎo)得來，所以流體性質(zhì)及儲(chǔ)層物性始終假設(shè)是一成不變的。因此，本文的實(shí)際綜合遞減率定義為，本階段產(chǎn)量在扣除新井產(chǎn)量及改變儲(chǔ)層或流體物性的措施產(chǎn)量與上階段產(chǎn)量的差值占上階段產(chǎn)量的百分比。

經(jīng)過深入研究，認(rèn)識(shí)到實(shí)際的油田綜合遞減率，在計(jì)算過程應(yīng)該包括以下措施產(chǎn)量：1）大泵提液。為滿足定壓差生產(chǎn)條件，使低滲透層得到動(dòng)用，縮小油層非均質(zhì)影響，更接近均質(zhì)開發(fā)。2）卡孔堵水。減緩注入水的竄流，使注入水驅(qū)替得更加均衡，更接近均質(zhì)單管驅(qū)油方式。3）補(bǔ)孔。增加井的完善性，更接近穩(wěn)定滲流理論。4）酸化。減弱近井污染，恢復(fù)儲(chǔ)層物性，使?jié)B流接近理論情況。5）分層配注，分層開采。減弱油藏動(dòng)態(tài)非均質(zhì)性，使油藏開發(fā)接近均質(zhì)單管的開發(fā)效果。

計(jì)算過程不應(yīng)考慮以下措施增加的產(chǎn)量：1）壓裂。改變原有儲(chǔ)層物性及結(jié)構(gòu)，不符合理論遞減率推導(dǎo)條件。2）化學(xué)驅(qū)。改變驅(qū)動(dòng)介質(zhì)黏度，不符合水驅(qū)油理論。3）熱采。改變原油黏度，不符合水驅(qū)油理論。

3　遞減率評(píng)價(jià)系數(shù)

針對(duì)目前評(píng)價(jià)方法不足，本文引入狀態(tài)對(duì)比法進(jìn)行評(píng)價(jià)［10-13］，為了能直觀評(píng)價(jià)效果，用評(píng)價(jià)系數(shù)β進(jìn)行表征。

式中：DS為實(shí)際綜合遞減率。

實(shí)際綜合遞減率低于或接近于理論遞減率，開發(fā)效果好；反之，開發(fā)效果較差。通過大量文獻(xiàn)調(diào)研及統(tǒng)計(jì)渤海27個(gè)水驅(qū)開發(fā)油田的應(yīng)用，評(píng)價(jià)結(jié)果與油田認(rèn)識(shí)基本吻合。最終確定出評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：一類，β≤1.2；二類，1.2＜β＜2.0；三類，β≥2.0。該評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)適用于中—高孔、滲儲(chǔ)層及地層原油黏度5～350 mPa·s的水驅(qū)開發(fā)油田。

4　應(yīng)用分析評(píng)價(jià)

以渤海JZ油田主體區(qū)為例。該油田屬于三角洲前緣沉積，層狀構(gòu)造中高孔滲油藏，層間及層內(nèi)的變異系數(shù)都大于0.8，具有強(qiáng)非均質(zhì)性，地層原油黏度為18.0 mPa·s，滲透率為1 281×10-3μm2，孔隙度為27.0%。1999年10月投產(chǎn)，采用反九點(diǎn)規(guī)則井網(wǎng)注水開發(fā)，共有采油井39口，注水井17口，整個(gè)開發(fā)歷程細(xì)分為天然能量、籠統(tǒng)注水、分層注水、注聚試驗(yàn)4個(gè)開發(fā)階段（見圖2）。截至2014年9月，日產(chǎn)油水平1 350 m3，綜合含水率76%，采出程度22.4%。

應(yīng)用新評(píng)價(jià)方法，對(duì)JZ油田主體區(qū)籠統(tǒng)注水和分層注水開發(fā)階段進(jìn)行評(píng)價(jià)?；\統(tǒng)注水階段為定生產(chǎn)壓差生產(chǎn)階段，分層注水階段為定液量生產(chǎn)階段。

圖2　JZ油田主體區(qū)生產(chǎn)曲線

4.1定生產(chǎn)壓差階段評(píng)價(jià)

1）理論遞減率。首先根據(jù)參考文獻(xiàn)［15］的理論含水上升率計(jì)算方法，計(jì)算JZ油田主體區(qū)該評(píng)價(jià)階段的理論含水上升率；再利用式（6）計(jì)算本階段（采油速度1.8%）的理論年遞減率為4.1%～4.5%，平均為4.2%。

2）實(shí)際綜合遞減率。根據(jù)實(shí)際油田綜合遞減率定義，進(jìn)行評(píng)價(jià)階段實(shí)際綜合遞減率的計(jì)算。利用Arps遞減法回歸擬合計(jì)算出實(shí)際年綜合遞減率為8.3%（見圖3）。

3）遞減率評(píng)價(jià)系數(shù)。利用式（7）計(jì)算本階段的遞減率評(píng)價(jià)系數(shù)為1.98。

4）評(píng)價(jià)結(jié)果。依據(jù)遞減率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)結(jié)果為二類。由于該油田非均質(zhì)強(qiáng)，采用籠統(tǒng)注水導(dǎo)致單層單向突進(jìn)嚴(yán)重，層間層內(nèi)水驅(qū)不均。

4.2定液量生產(chǎn)階段評(píng)價(jià)

1）理論遞減率。根據(jù)參考文獻(xiàn)［15］的理論含水上升率計(jì)算方法，計(jì)算JZ油田主體區(qū)該評(píng)價(jià)階段的理論含水上升率；再利用式（4）計(jì)算出本階段（采液速度4.0%）的理論年遞減率為10.6%～11.8%，平均為10.9%。

2）實(shí)際綜合遞減率。根據(jù)實(shí)際油田綜合遞減率定義，進(jìn)行評(píng)價(jià)階段實(shí)際綜合遞減率的計(jì)算。利用Arps遞減法回歸擬合，計(jì)算出實(shí)際月綜合遞減率為0.96%（見圖4），轉(zhuǎn)化為實(shí)際年綜合遞減率為11.4%。

3）遞減率評(píng)價(jià)系數(shù)。利用式（7）計(jì)算本階段的遞減率評(píng)價(jià)系數(shù)為1.05。

4）評(píng)價(jià)結(jié)果。依據(jù)遞減率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)結(jié)果為一類。開發(fā)效果轉(zhuǎn)好的原因是開發(fā)人員針對(duì)評(píng)價(jià)籠統(tǒng)注水階段存在的問題制定相應(yīng)對(duì)策：實(shí)施分層配注，優(yōu)化注水；增加注水井點(diǎn)及實(shí)施調(diào)剖，改變液流方向，擴(kuò)大波及體積；并采用油井提液，提高各類油層動(dòng)用程度。

圖3　籠統(tǒng)注水階段實(shí)際綜合遞減率

圖4　分層注水階段實(shí)際綜合遞減率

5　結(jié)論

1）JZ油田主體區(qū)實(shí)際應(yīng)用分析表明，用遞減率評(píng)價(jià)系數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)的遞減率評(píng)價(jià)方法簡單直觀、準(zhǔn)確可靠，能夠應(yīng)用于遞減率指標(biāo)評(píng)價(jià)，為油田調(diào)整挖潛提供理論依據(jù)和方向。

2）研究成果在評(píng)價(jià)過程中，能夠體現(xiàn)出不同的流體性質(zhì)、儲(chǔ)層物性、開發(fā)階段等對(duì)開發(fā)效果的影響。

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（編輯朱麗）

New method for evaluating waterflooding effect by decline rate index

Miao Feifei，Zhang Hongyou，Zhang Yanhui，Mou Chunrong，Bie Mengjun
（Tianjin Branch of CNOOC Ltd.，Tianjin 300452，China）

Aiming at the problems existing in the decline rate index evaluation standard and method，state contrast method is first introduced.Applying the theoretical decline to decline rate index evaluation，a new method for evaluating waterflooding effect by decline rate index is established.The method can reflect the influence of fluid properties，reservoir property and development phase on developmenteffect.Theappliedresultsshowthatthismethodissimpleandreasonableforevaluatingthewaterfloodingeffectbydecline rateindex.

waterflooding oilfield；decline rate；development effect evaluation；state contrast method

國家科技重大專項(xiàng)課題“海上油田叢式井網(wǎng)整體加密及綜合調(diào)整油藏工程技術(shù)示范”（2011ZX05057-001）

TE341

A

10.6056/dkyqt201503018

2014-12-12；改回日期：2015-03-15。

繆飛飛，男，1983年生，碩士，2009年7月畢業(yè)于西安石油大學(xué)油氣田開發(fā)專業(yè)，現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)與油藏研究工作。E-mail：miaoff@cnooc.com.cn。

引用格式：繆飛飛，張宏友，張言輝，等.一種水驅(qū)油田遞減率指標(biāo)開發(fā)效果評(píng)價(jià)的新方法［J］.斷塊油氣田，2015，22（3）：353-355，360.

Miao Feifei，Zhang Hongyou，Zhang Yanhui，et al.New method for evaluating waterflooding effect by decline rate index［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2015，22（3）：353-355，360.