水驅(qū)油田產(chǎn)量遞減規(guī)律研究

趙春明 羅憲波 別夢(mèng)君

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司， 天津 300452)

水驅(qū)油田產(chǎn)量遞減規(guī)律研究

趙春明 羅憲波 別夢(mèng)君

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司， 天津 300452)

對(duì)于分批投產(chǎn)的水驅(qū)油田，前期投產(chǎn)井在進(jìn)入遞減期后，后續(xù)批次井的投產(chǎn)對(duì)其生產(chǎn)造成了一定的干擾，導(dǎo)致全油田產(chǎn)量處于波動(dòng)狀態(tài)，無(wú)法通過(guò)現(xiàn)有方法評(píng)價(jià)全油田的遞減率。針對(duì)此問(wèn)題，利用數(shù)值模擬技術(shù)，開(kāi)展了分批投產(chǎn)油田產(chǎn)量遞減規(guī)律研究。結(jié)果表明：在定生產(chǎn)壓差條件下，當(dāng)各批次井未投產(chǎn)完畢時(shí)，全油田的產(chǎn)量處于波動(dòng)狀態(tài)，遞減規(guī)律不明顯；當(dāng)投產(chǎn)完畢后，全油田的產(chǎn)量遞減規(guī)律遵循理論規(guī)律即遞減率隨著含水率的升高而逐漸減小；而對(duì)于每批次井，進(jìn)入遞減階段后，其產(chǎn)量遞減規(guī)律遵循理論規(guī)律。

分批投產(chǎn)； 遞減規(guī)律； 指標(biāo)評(píng)價(jià)； 數(shù)值模擬

為了準(zhǔn)確、客觀地評(píng)價(jià)不同流體性質(zhì)、不同儲(chǔ)層物性、不同開(kāi)發(fā)階段水驅(qū)砂巖油藏的開(kāi)發(fā)效果，渤海油田從自身實(shí)際情況出發(fā)，建立了開(kāi)發(fā)指標(biāo)評(píng)價(jià)新體系[1]。通過(guò)該評(píng)價(jià)體系，可以評(píng)價(jià)油田目前的開(kāi)發(fā)效果，進(jìn)而指導(dǎo)油田后期開(kāi)發(fā)及調(diào)整挖潛的方向。其中，產(chǎn)量遞減率評(píng)價(jià)的新方法主要通過(guò)對(duì)比實(shí)際遞減值與理論遞減值的比值β的大小來(lái)評(píng)價(jià)水驅(qū)砂巖油藏的開(kāi)發(fā)效果。首次將該方法與理論遞減規(guī)律相結(jié)合，建立了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在渤海油田進(jìn)行了廣泛應(yīng)用并取得了較好效果，但是在評(píng)價(jià)過(guò)程中也存在一些問(wèn)題。受平臺(tái)的限制，在海上油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，生產(chǎn)井常常分批次投產(chǎn)。運(yùn)用該方法對(duì)遞減率開(kāi)展評(píng)價(jià)工作時(shí)，由于投產(chǎn)時(shí)間不同，后續(xù)投產(chǎn)井會(huì)對(duì)前期已投產(chǎn)井的生產(chǎn)造成干擾，導(dǎo)致整個(gè)油田的產(chǎn)量遞減率波動(dòng)性太大，規(guī)律性不強(qiáng)，無(wú)法開(kāi)展遞減率指標(biāo)評(píng)價(jià)工作。為此，從海上水驅(qū)油田開(kāi)發(fā)指標(biāo)評(píng)價(jià)實(shí)際需求出發(fā)，運(yùn)用數(shù)值模擬技術(shù)，開(kāi)展水驅(qū)油田各批次井和全油田產(chǎn)量遞減規(guī)律研究。

1 產(chǎn)量遞減率理論計(jì)算方法

基于冪函數(shù)相滲曲線及分流量方程，建立了含水上升率計(jì)算公式，再?gòu)倪f減率定義出發(fā)，并結(jié)合油田實(shí)際生產(chǎn)條件(定液量和定生產(chǎn)壓差)，最終建立定液量和定生產(chǎn)壓差條件下的理論遞減率公式[2-4]，見(jiàn)式(1)、式(2)。

定液量條件下的遞減率DL：

(1)

定生產(chǎn)壓差條件下的遞減率DP：

(2)

式中：DL—— 定液量條件下的遞減率，%；

VL—— 采液速度，%；

DP—— 定生產(chǎn)壓差條件下的遞減率，%；

VO—— 階段采油速度，%；

fw—— 含水率；

JDO—— 無(wú)因次采油指數(shù)。

2 遞減規(guī)律數(shù)值模擬法分析

根據(jù)渤海油田的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了典型的反九點(diǎn)井網(wǎng)均質(zhì)機(jī)理模型(見(jiàn)圖1)。模型網(wǎng)格大小為 20 m×20 m×1 m，共9個(gè)井組，49口開(kāi)發(fā)井。其中，注水井9口，生產(chǎn)井40口，單井控制儲(chǔ)量為40×104m3。原油黏度為40 mPa·s。以定壓差生產(chǎn)為例開(kāi)展研究。

2.1 一次性投產(chǎn)遞減規(guī)律分析

假設(shè)所有開(kāi)發(fā)井同時(shí)投產(chǎn)，數(shù)值模擬結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖1 反九點(diǎn)井網(wǎng)均質(zhì)機(jī)理模型網(wǎng)格圖

圖2 一次性投產(chǎn)產(chǎn)量遞減率與含水率關(guān)系曲線

從圖中可以看出，數(shù)值模擬預(yù)測(cè)在定壓差生產(chǎn)條件下，隨著含水率的升高，產(chǎn)量遞減率總體呈先緩慢降低后快速降低的變化趨勢(shì)。同時(shí)，運(yùn)用式(2)計(jì)算的遞減率理論曲線表明遞減率也是隨著含水率升高先緩慢而后快速降低[5-6]。對(duì)比可知，在均質(zhì)模型和井網(wǎng)完善條件下，一次性動(dòng)用全部地質(zhì)儲(chǔ)量時(shí)，數(shù)值模擬法得出的產(chǎn)量遞減規(guī)律與理論規(guī)律吻合較好，因此，通過(guò)數(shù)值模擬法進(jìn)一步開(kāi)展研究工作。

2.2 遞減規(guī)律分析

假設(shè)油田分3批投產(chǎn)， 1、2、3井組第1批投產(chǎn)， 4、5、6井組第2批投產(chǎn)，其余井第3批投產(chǎn)；假設(shè)油田分6批投產(chǎn)， 1、2井組第1批投產(chǎn)，3井組第2批投產(chǎn)，4、5井組第3批投產(chǎn)，6井組第4批投產(chǎn)， 7、8井組第5批投產(chǎn)，9井組第6批投產(chǎn)。

2.2.1 全油田產(chǎn)量遞減規(guī)律分析

從圖3中可以看出：當(dāng)油田各批次井未全部投產(chǎn)時(shí)，全油田產(chǎn)量遞減規(guī)律不明顯，波動(dòng)大，偏離理論和一次性全部投產(chǎn)時(shí)的規(guī)律；當(dāng)所有批次井全部投產(chǎn)完畢，生產(chǎn)狀況趨于穩(wěn)定后，產(chǎn)量遞減規(guī)律逐漸接近理論和一次性全部投產(chǎn)時(shí)的變化規(guī)律。各批次井未投產(chǎn)完畢時(shí)，產(chǎn)量遞減規(guī)律之所以偏離理論曲線，是因?yàn)楹笸懂a(chǎn)的油井對(duì)先投產(chǎn)的油井造成了干擾，使得油田整體產(chǎn)量增加，導(dǎo)致產(chǎn)量遞減率波動(dòng)性大，整體規(guī)律性不強(qiáng)，無(wú)法確定油田的產(chǎn)量遞減率，故不能開(kāi)展遞減率評(píng)價(jià)。在這種情況下，應(yīng)分別開(kāi)展各批次井的產(chǎn)量遞減規(guī)律研究。

圖3 全油田產(chǎn)量遞減率與含水率關(guān)系曲線

2.2.2 各批次井產(chǎn)量遞減規(guī)律分析

以分3批投產(chǎn)為例，各批次井產(chǎn)量遞減規(guī)律數(shù)值模擬結(jié)果見(jiàn)圖4。

從圖中可以看出，各批次投產(chǎn)井的遞減規(guī)律和理論遞減規(guī)律吻合較好。由遞減率理論計(jì)算公式(1)、(2)可知，遞減率主要受采油速度和含水上升率的影響，兩者一個(gè)要除以地質(zhì)儲(chǔ)量，一個(gè)要乘以地質(zhì)儲(chǔ)量，相互抵消，故分批投產(chǎn)對(duì)遞減率沒(méi)有影響，所以各批次投產(chǎn)井的遞減規(guī)律和理論遞減規(guī)律吻合較好。

圖4 各批次井產(chǎn)量遞減率與含水率關(guān)系曲線

3 實(shí)例驗(yàn)證及應(yīng)用

選擇渤海A油田的某砂體進(jìn)行驗(yàn)證。該油田為巖性-構(gòu)造油藏，邊水比較發(fā)育，地層原油黏度為12～31 mPa·s，有效厚度為8.2 m，孔隙度為30.8%，地質(zhì)儲(chǔ)量為1 519.37×104m3。該砂體開(kāi)發(fā)井從2009年3月到2011年年底分5批投產(chǎn)，共17口生產(chǎn)井，10口注水井。目前該砂體生產(chǎn)井日產(chǎn)油 1 156 m3，含水率68%，生產(chǎn)曲線如圖5所示。該砂體的相滲特征為：在束縛水飽和度下油相滲透率Kro(Swi)為1，殘余油飽和度水相滲透率Krw(Sor)為0.414，束縛水飽和度Swi為0.289，殘余油飽和度Sor為0.215，水相指數(shù)nw為1.67，油相指數(shù)no為1.95。

圖5 生產(chǎn)綜合曲線

在各批次井全部投產(chǎn)前，產(chǎn)量遞減是因?yàn)樯a(chǎn)故障停產(chǎn)，后期恢復(fù)生產(chǎn)后，產(chǎn)量又增加了，故遞減規(guī)律不明顯。而當(dāng)所有批次井全部投產(chǎn)完畢后，全油田產(chǎn)量遞減明顯。選擇定液量生產(chǎn)階段(含水階段為47%～68%)，采用Aprs指數(shù)遞減回歸得到該階段實(shí)際遞減率為2.2%。通過(guò)定液量生產(chǎn)遞減率公式計(jì)算該階段的遞減率為1.9%～2.8%，平均為2.3%，見(jiàn)圖6。實(shí)際遞減率與理論遞減率吻合較好。

圖6 全油田產(chǎn)量遞減分析曲線

以第1批井為例進(jìn)行說(shuō)明，見(jiàn)圖7。同樣地，選擇符合定液量生產(chǎn)的產(chǎn)量遞減階段，確定其含水率為67%～77%。該階段實(shí)際遞減率為2.0%，而理論遞減率為1.8%～2.6%，平均為2.2%，兩者吻合較好。

同樣地，第2批井所選階段含水率為23%～62%，該階段實(shí)際遞減率為4.1%，而理論遞減率為3.1%～4.5%，平均為4.0%；第3批井所選階段實(shí)際遞減率為2.16%，而理論遞減率平均為2.24%；第4批次井目前還沒(méi)有處于遞減階段。第5批次井所選階段實(shí)際遞減率為2.9%，而通過(guò)理論計(jì)算其遞減率為1.3%，這是因?yàn)榈?批井打在油水過(guò)渡帶上，導(dǎo)致含水上升快，產(chǎn)量遞減率大。

圖7 第1批投產(chǎn)井產(chǎn)量遞減分析曲線

通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證可知，該油田的實(shí)際產(chǎn)量遞減規(guī)律與數(shù)值模擬預(yù)測(cè)結(jié)果總體上一致，可以指導(dǎo)評(píng)價(jià)分批投產(chǎn)油田的遞減率指標(biāo)。所以分批投產(chǎn)油田遞減率評(píng)價(jià)方法：在各批次井全部投產(chǎn)前，全油田產(chǎn)量波動(dòng)較大時(shí)，對(duì)已經(jīng)進(jìn)入遞減期的各批次井的產(chǎn)量遞減率分別進(jìn)行評(píng)價(jià)；當(dāng)各批次井全部投產(chǎn)完畢后，則可以對(duì)全油田的產(chǎn)量遞減率進(jìn)行評(píng)價(jià)。

仍然以該油田為例，在各批次井投產(chǎn)完畢前，僅第1批井進(jìn)入遞減階段，只需評(píng)價(jià)第1批井符合要求的階段，選擇定壓差生產(chǎn)含水率為30%～40%的生產(chǎn)階段，計(jì)算其實(shí)際的產(chǎn)量遞減率為3.5%，而理論遞減率平均為3.4%，β為1.03，說(shuō)明建產(chǎn)期油田開(kāi)發(fā)效果好。當(dāng)所有批次井全部投產(chǎn)完畢后，所選階段(含水率為47%～68%)符合定液量生產(chǎn)，實(shí)際產(chǎn)量遞減率為2.2%，而理論遞減率平均為2.3%，β為0.96，說(shuō)明油田開(kāi)發(fā)效果好。

4 結(jié) 語(yǔ)

(1) 分批投產(chǎn)時(shí)，當(dāng)所有批次井全部投產(chǎn)完畢后，產(chǎn)量遞減規(guī)律接近理論變化規(guī)律；每批次投產(chǎn)井，其產(chǎn)量遞減規(guī)律接近理論遞減規(guī)律。

(2) 通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證，證明分批投產(chǎn)油田產(chǎn)量遞減規(guī)律評(píng)價(jià)方法可行，可以用來(lái)評(píng)價(jià)分批投產(chǎn)油田的遞減率。

(3) 當(dāng)所有批次井全部投產(chǎn)前，全油田產(chǎn)量波動(dòng)大，對(duì)已經(jīng)進(jìn)入遞減期的各批次井的產(chǎn)量遞減率分別進(jìn)行評(píng)價(jià)；當(dāng)所有批次井全部投產(chǎn)完畢后，則可以對(duì)全油田的遞減率進(jìn)行評(píng)價(jià)。

[1] 蘇彥春，王月杰，繆飛飛.水驅(qū)砂巖油藏開(kāi)發(fā)指標(biāo)評(píng)價(jià)新體系[J].中國(guó)海上油氣，2015，27(3)：61-63.

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

[3] 繆飛飛，張宏友，劉小鴻，等.水驅(qū)油田產(chǎn)量理論自然遞減規(guī)律研究[J].石油地質(zhì)與工程，2014，28(1)：61-64.

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[6] 田曉東，吳曉慧，江明立，等.水驅(qū)油田基于液量的分結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法[J].大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2002，21(3)：35-37.

Study on the Regularity of Production Decline of Water-Drive Oilfield

ZHAOChunmingLUOXianboBIEMengjun

(Tianjin Branch, CNOOC (China) Co. Ltd., Tianjin 300452, China)

When first production wells entering the period of decline and subsequent batches are in production, there is mutual interference among each batch of wells, so we could not evaluate production decline of the whole water-drive oilfield by current methods. Therefore, based on current research results, a series of experiments are carried out to study the regularity of production decline in oilfields by numerical simulation. The results indicate that under the condition of constant production pressure, the actual law of the whole oilfield deviates from the theoretical law in the construction period. While all the batches of wells finish operation, the actual law of the whole oilfield follows the theoretical law; and production decline regularity of every batch of wells follows the theoretical law.

batch production; production decline law; index evaluation; numerical simulation

2016-09-09

“十二五”國(guó)家科技重大專項(xiàng) “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)

趙春明(1972 — )，男，教授級(jí)高級(jí)工程師，研究方向?yàn)橛蜌馓镩_(kāi)發(fā)工程與管理。

TE33

A

1673-1980(2017)01-0035-04