采油速度影響因素及理論值研究

張利　李鐵男　姚宏金

【摘 要】隨著我國的快速發(fā)展，社會在不斷的進步，采油速度是決定油田開發(fā)效果好壞的重要開發(fā)指標之一，采油速度太高或者太低都將影響油田的最終開發(fā)效果，因此研究理論采油速度及影響因素對于油田生產(chǎn)決策至關(guān)重要。前人主要基于油藏數(shù)值模擬及數(shù)理統(tǒng)計方法來研究油藏采油速度，但是無論在理論還是應(yīng)用角度上都存在一定的局限性?；诤史至鞣匠?，建立了采油速度與油藏屬性、含水率及含水上升速度之間的關(guān)系表達式，分析了各因素對采油速度的影響。理論分析表明，油水相對滲透率比值與含水飽和度之間回歸的系數(shù)b值對采油速度為負相關(guān)影響；對于含水率，當fw<50%時為負相關(guān)影響，當fw>50%時為正相關(guān)影響；而不同含水率階段，含水上升速度越快，則采油速度越大。該方法可用于具體油藏不同開發(fā)階段的理論采油速度的評價。

【關(guān)鍵詞】采油速度；含水率；含水上升速度；影響因素；評價

引言

采油速度的高低涉及一個油田生產(chǎn)規(guī)模的設(shè)計，投資者都希望以較高的速度生產(chǎn)，在滿足國家能源需要的同時，盡早收回投資并獲取最大的經(jīng)濟利益。但是，過高的采油速度將導(dǎo)致含水上升過快，油藏會過早水淹。前人的研究大多數(shù)基于油藏數(shù)值模擬和數(shù)理統(tǒng)計等方法，開展采油速度的影響因素研究，但對特高含水期油藏，從理論角度分析、研究得較少。基于特高含水期油水相滲比值曲線非線性特征，利用含水率分流方程，建立采油速度與油藏特征、含水率、含水飽和度及含水上升速度的關(guān)系表達式，由此揭示采油速度與各個因素之間的內(nèi)在聯(lián)系，并分析各因素對采油速度的影響。通過與前人的方法對比，驗證該文新方法的實用性。

1關(guān)系表達式的建立

地下體積含水率表達式為 （1）由相關(guān)資料知 （2）將式（2）代入式（1），得 （3）因為 （4）所以 （5）將式（5）代入式（3）并化簡，得 （6）其中 將式（6）兩邊對時間t求導(dǎo)，得 （7）當取dt=1a時，即可得到采油速度表達式 （8）式中 （9）式（8）即為影響采油速度的理論表達式。很顯然，采油速度與b值，束縛水飽和度，含水率及含水上升率有關(guān)；因b值為常數(shù)，經(jīng)式（6）右端對時間t求導(dǎo)為0，得出采油速度與a值及油水黏度比無關(guān)。式（8）右端從左至右3項因子分別代表了3個不同的物理含義。第一項，代表了油藏屬性的特征，表征了束縛水和相滲曲線對采油速度的影響；第二項，代表了油藏的開發(fā)特征，表征了不同開發(fā)階段含水率對采油速度的影響；第三項，代表了油藏的開發(fā)效果，表征了年含水上升速度對采油速度的影響。

2采油速度的影響因素分析

2.1低黏高滲油田首先利用22個低黏高滲油

田實際數(shù)據(jù)，求出不同含水階段的采油速度與各影響因素間的相關(guān)系數(shù)。在開發(fā)初期，油田綜合含水率為20%時，影響采油速度的主要因素為原油黏度，其次為儲集層滲透率；隨著開發(fā)進行，原油黏度和儲集層滲透率對采油速度的影響不斷減??；在開發(fā)中期，油田綜合含水率為60%時，影響采油速度的較大因素為單井控制面積，其次為注采井數(shù)比，儲量豐度影響因素加大；在開發(fā)后期，含水率為90%時，影響采油速度的主要因素為單井控制面積，其次為注采井數(shù)比和儲量豐度。

2.2油藏屬性的影響

根據(jù)式（8），油水相對滲透率比值與含水飽和度之間的回歸系數(shù)b值可對采油速度產(chǎn)生影響。b值越大，采油速度越??；反之，則采油速度越大。選取3組油水相對滲透率曲線（圖1），可以看出，Kro隨著Sw值增加而減小，Krw隨著Sw值增加而增加。根據(jù)式（2）回歸得到不同的b值（表1及圖2）。

由圖1及圖2知，b值和相滲曲線形態(tài)有關(guān)，在相同的含水飽和度下，油水相對滲透率比值越大，b值越小。表明在油相流動性占優(yōu)勢的情況下，采油速度越高。束縛水飽和度越高，采油速度則越大；反之，亦然。但束縛水飽和度一般相差不大，數(shù)量級與1較接近，對采油速度的影響可忽略不計。

2.3中黏特高滲油田

利用15個中黏特高滲油田實際數(shù)據(jù)，求出在不同含水階段采油速度與各影響因素間的相關(guān)系數(shù)。開發(fā)初期，含水率為20%時，影響采油速度的主要因素為注采井數(shù)比和單井控制面積；開發(fā)中期，含水率為60%時，影響采油速度的主要因素為注采井數(shù)比，其次為單井控制面積；開發(fā)后期，含水率為90%時，影響采油速度的主要因素為單井控制面積，其次為注采井數(shù)比。

2.4含水率上升速度的影響

含水上升速度的影響主要表現(xiàn)在含水上升速度越快，采油速度越大；為了分析其影響，以表1中的束縛水飽和度和b值作為參考值，年含水上升速度（Fw）分別為0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，3.0%及5.0%時，采油速度隨含水率的變化趨勢。在實際油田開發(fā)過程中，過高的采油速度將帶來含水上升速度的快速上升，將對油田后續(xù)開發(fā)帶來不利影響。對于底水或者礫巖等油藏，合理的采油速度對于控制含水上升速度也有重要的決定作用，這在低含水期和特高含水期表現(xiàn)的尤為明顯。

2.5溫度補償

水的介電常數(shù)受溫度影響很大，水在20℃時εw的值為80.10，50℃時εw的值為69.91，100℃時εw的值為55.72。當油水混合物中含水率的變化較大時，εw的溫度系數(shù)也變化較大。因此，當實際測量條件與含水分析儀校準時的條件不同時，將導(dǎo)致油水混合物介電常數(shù)不同，使原油含水率測量值出現(xiàn)誤差。通過在流體管道上安裝溫度變送器來測量原油實時溫度能夠降低誤差，但這種溫度補償方法具有一定的滯后性，僅適用于流體溫度長時間穩(wěn)定的工況。在流體溫度波動較大的工況下，可以在含水分析儀中增加溫度傳感器進行在線補償，修正εw的實時值，從而消除溫度對測量誤差的影響。

2.6中黏中滲油田

利用33個中黏中滲油田實際數(shù)據(jù)，求出在不同含水階段采油速度與各影響因素間的相關(guān)系數(shù)。在開發(fā)初期，含水率為20%時，影響采油速度的主要因素為儲量豐度和儲集層滲透率，其次為注采井數(shù)比；含水率為60%時，影響采油速度的主要因素為單井控制面積，其次為儲量豐度；含水率為90%時，影響采油速度主要因素為注采井數(shù)比。

2.7低黏中滲油田

利用24個低黏中滲油田的實際數(shù)據(jù)，求出在不同含水階段的采油速度與各影響因素間的相關(guān)系數(shù)。在開發(fā)初期，含水率為20%時，影響采油速度主要因素為儲量豐度，其次為單井控制面積；在開發(fā)中期，含水率為60%時，影響采油速度主要因素為儲量豐度，其次為原油黏度；在開發(fā)后期，含水率為90%時，影響采油速度主要因素為單井控制面積（井網(wǎng)密度），其次為注采井數(shù)比（注采強度）。

結(jié)語

（1）采油速度與油水相滲曲線、含水率以及含水上升速度有密切的聯(lián)系。首先，油藏的滲流能力是決定采油速度的先天條件；其次，不同階段的含水率是影響采油速度的客觀因素；再次，含水上升速度是人為可控因素，但也是采油速度重要的影響因素。（2）建立的采油速度與各個因素之間的關(guān)系表達式，可用于評價特定油藏的理論采油速度及合理性。

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（作者單位：1、大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠第一作業(yè)區(qū)；2、3、大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠第七油礦506隊）