利用定液求產(chǎn)法預(yù)測(cè)水驅(qū)開(kāi)發(fā)油藏開(kāi)發(fā)指標(biāo)

利用定液求產(chǎn)法預(yù)測(cè)郭印龍河南石油勘探開(kāi)發(fā)研究院二○○七年十月整體思路利用含水上升規(guī)律確定含水，利用無(wú)因次米采液指數(shù)確定液量，根據(jù)液量～含水關(guān)系確定其他各類開(kāi)發(fā)指標(biāo)目錄一、地層壓力變化規(guī)律二、產(chǎn)液量變化規(guī)律三、綜合含水變化規(guī)律四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)一、地層壓力變化規(guī)律地層壓力與累積注采量、水侵量有關(guān)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式可由水驅(qū)油藏物質(zhì)平衡方程推導(dǎo)出來(lái):1②式表征了地層壓力與累積注采量、水侵量三者之間的函數(shù)關(guān)系，式中：21、數(shù)學(xué)表達(dá)式一、地層壓力變化規(guī)律2、封閉油藏如果油藏?zé)o邊水(底水)，We＝0，再考慮Bw≈1m3/m3，則油藏物質(zhì)平衡方程可簡(jiǎn)化為：3由于彈性產(chǎn)率K1＝NBoiCe，③式簡(jiǎn)化為：4由于累積產(chǎn)液量WL＝NpBo+Wp，④式簡(jiǎn)化為：5⑤式對(duì)時(shí)間進(jìn)行微分：6⑥式物理意義：采液速度－注水速度＝彈性產(chǎn)率×壓力變化速度一、地層壓力變化規(guī)律由于階段注采比Bi＝dWi/dWL，采液速度qL＝dWL/dt

，則⑥式可化為：2、封閉油藏7⑦式積分求解，其初始條件t＝0，Δp＝Δpi，則：8⑧式物理意義：總壓降與開(kāi)采時(shí)間呈線性關(guān)系；壓力上升或是下降與Bi有關(guān)：Bi＞1，壓力上升；Bi＜1，壓力下降；Bi＝1，壓力穩(wěn)定；(1-Bi)qL表示階段虧空；K1表示彈性產(chǎn)率，即單位壓降條件下的產(chǎn)出液；(1-Bi)qL/K1表示壓力變化速度，即單位時(shí)間壓力的變化一、地層壓力變化規(guī)律3、未飽和水壓驅(qū)動(dòng)油藏如果油藏有邊水(底水)

，則油藏物質(zhì)平衡方程可化為：9由于累積產(chǎn)液量WL＝NpBo+Wp，⑨式簡(jiǎn)化為：10⑩式對(duì)時(shí)間進(jìn)行微分：11式物理意義：水侵速度＝采液速度－注水速度－彈性產(chǎn)率×壓力變化速度11式積分求解，其初始條件t＝0，Δp＝Δpi，則：一、地層壓力變化規(guī)律3、未飽和水壓驅(qū)動(dòng)油藏如果油藏為穩(wěn)定水侵，dWe/dt＝K2ΔP，K2為水侵系數(shù)，同時(shí)考慮注采比Bi＝dWi/dWL，采液速度qL＝dWL/dt

，則有：變形整理121213一、地層壓力變化規(guī)律3、未飽和水壓驅(qū)動(dòng)油藏

13式物理意義：壓力恢復(fù)速度與K2/K1有關(guān)，；K2/K1表示邊水能量與彈性能量的比，

K2/K1大，壓力恢復(fù)快，意味著邊水能較快彌補(bǔ)虧空，反之壓力恢復(fù)慢；當(dāng)t→∞時(shí)，即總壓降是常數(shù)，稱做穩(wěn)定壓降，其大小取決于Bi、K2、qL；

(1-Bi)qL表示階段虧空；K2為水侵系數(shù)，即單位時(shí)間單位壓降條件下的水侵量；(1-Bi)qL/K2表示邊水彌補(bǔ)虧空所要保持的總壓降；定態(tài)水侵情況下，注采比越小，穩(wěn)定壓差越大。若注采平衡，穩(wěn)定壓差為0。若注采比大于1，穩(wěn)定壓差為負(fù)值，地層壓力最終將恢復(fù)并超過(guò)原始地層壓力；采液速度一定，要保持某個(gè)總壓降，有一個(gè)對(duì)應(yīng)的注采比，稱穩(wěn)定注采比：1415目錄一、地層壓力變化規(guī)律二、產(chǎn)液量變化規(guī)律三、綜合含水變化規(guī)律四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)二、產(chǎn)液量變化規(guī)律1、無(wú)因次米采液指數(shù)變化規(guī)律根據(jù)平面徑向流產(chǎn)量公式，油田投入開(kāi)發(fā)某時(shí)刻有：則此時(shí)的米采液指數(shù)JL為：1617二、產(chǎn)液量變化規(guī)律1、無(wú)因次采液指數(shù)變化規(guī)律化簡(jiǎn)為：同理，初始條件下米采液指數(shù)JLo為：1819二、產(chǎn)液量變化規(guī)律1、無(wú)因次采液指數(shù)變化規(guī)律則無(wú)因次米采液指數(shù)JL’為：即無(wú)因次米采液指數(shù)JL’為：20二、產(chǎn)液量變化規(guī)律1、無(wú)因次采液指數(shù)變化規(guī)律

式物理意義：無(wú)因次米采液指數(shù)是油水相對(duì)滲透率的函數(shù)20根據(jù)平面徑向流產(chǎn)量公式，可求出油田開(kāi)發(fā)后某時(shí)刻地面含水公式：21在獲得油藏條件下的流體物性參數(shù)后，利用相對(duì)滲透率曲線求得不同含水飽和度下的相對(duì)滲透率，然后根據(jù)式、分別計(jì)算出相應(yīng)的含水和無(wú)因次米采液指數(shù)，從而可確定出無(wú)因次米采液指數(shù)與含水的關(guān)系2120二、產(chǎn)液量變化規(guī)律2、產(chǎn)液量變化規(guī)律

通過(guò)制作無(wú)因次米采液指數(shù)與含水的關(guān)系曲線，能夠認(rèn)知油田產(chǎn)液量在不同開(kāi)發(fā)階段的變化規(guī)律：曲線有三種基本形態(tài)，即凸型、凹型和介于兩者之間的橫“S”過(guò)渡型;凸型曲線代表的是稠油高滲透油藏類特點(diǎn);凹型曲線代表的是低粘度中低滲透油藏類性質(zhì)的特點(diǎn);其余多為過(guò)渡型曲線;凹型曲線在低含水階段無(wú)因次米采液指數(shù)下降、產(chǎn)液量下降；中含水階段無(wú)因次米采液指數(shù)穩(wěn)定、產(chǎn)液量穩(wěn)定；高含水階段無(wú)因次米采液指數(shù)上升、產(chǎn)液量上升目錄一、地層壓力變化規(guī)律二、產(chǎn)液量變化規(guī)律三、綜合含水變化規(guī)律四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)三、綜合含水變化規(guī)律利用相滲資料，可得含水與采出程度關(guān)系2223

通過(guò)制作含水上升率與含水的關(guān)系曲線，能夠認(rèn)知油田含水變化規(guī)律：式為極值函數(shù)，當(dāng)fw＝50％時(shí)，fw’最大＝3bSoi/8；當(dāng)fw＜50％時(shí)，fw’單調(diào)遞增，值域變化范圍為0→3bSoi/8；當(dāng)fw＞50％時(shí)，fw’單調(diào)遞減，值域變化范圍為3bSoi/8→0

即兩頭慢中間快的規(guī)律23目錄一、地層壓力變化規(guī)律二、產(chǎn)液量變化規(guī)律三、綜合含水變化規(guī)律四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)1、地層壓力預(yù)測(cè)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)處理1987年以來(lái)，魏崗油田累積注水量增加，地下虧空減少并趨于穩(wěn)定，地層壓力卻不斷下降，變化趨勢(shì)不符合物質(zhì)平衡原理四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)1、地層壓力預(yù)測(cè)魏崗油田套損井逐年增加，2000年后加劇，相應(yīng)的帶病注水井?dāng)?shù)也逐年增加，2005年共有30口井套損并帶病注水，占總井?dāng)?shù)的66.7％，可想有相當(dāng)一部分注入水未能注入到目的層——油藏開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)整理四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)1、地層壓力預(yù)測(cè)通過(guò)逐年注水狀況分析，確定實(shí)際注采比，校正實(shí)際注水量，進(jìn)而校正實(shí)際地下虧空，使其變化符合地層壓力變化規(guī)律開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)整理四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)1、地層壓力預(yù)測(cè)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)處理后，變化規(guī)律明顯，可以進(jìn)行物質(zhì)平衡分析開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)整理四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)8確定參數(shù)K1、qL：根據(jù)魏崗油田產(chǎn)液量變化趨勢(shì)，確定qL＝75×104t/a根據(jù)虧空～總壓降關(guān)系曲線，確定K1＝10×104m3Mpa魏崗油田虧空～總壓降關(guān)系曲線1、地層壓力預(yù)測(cè)作為封閉油藏進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)公式為⑧式四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)當(dāng)Bi＝1.05時(shí)，地層壓力將于2012年恢復(fù)到合理水平；當(dāng)Bi＝1.1時(shí)，地層壓力將于2008年恢復(fù)到合理水平；當(dāng)Bi＝0.9時(shí)，地層壓力將于2015年下降到飽和壓力水平預(yù)測(cè)不同注采比下的壓力四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)作為未飽和水壓驅(qū)動(dòng)油藏預(yù)測(cè)由魏崗油田作為封閉預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)可知，彈性產(chǎn)率

K1＝10×104m3/Mpa1、地層壓力預(yù)測(cè)求水侵量：彈性產(chǎn)率乘以不同時(shí)間的總壓降，得到不同時(shí)間的彈性產(chǎn)液體積(K1Δp)，帶入⑩式求出不同時(shí)間的水侵量(下表)四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)用準(zhǔn)定態(tài)公式求水侵系數(shù)K2，將某時(shí)刻的列表如下，繪制曲線，確定曲線斜率K2＝1.9551×104m3/a·Mpa作為未飽和水壓驅(qū)動(dòng)油藏預(yù)測(cè)四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)根據(jù)式計(jì)算不同時(shí)刻的總壓降，繪制壓力恢復(fù)曲線13即24初始條件：K1＝10×104m3/Mpa，K2＝1.9551×104m3/a·Mpa，qL＝75×104m3/a對(duì)24式給出不同的注采比，可以求出不同時(shí)間的相應(yīng)的總壓降Δp作為未飽和水壓驅(qū)動(dòng)油藏預(yù)測(cè)四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)確定合理壓力保持水平條件下的穩(wěn)定注采比，魏崗油田原始地層壓力14.36Mpa，合理壓力保持水平75％，對(duì)應(yīng)地層總壓降3.59Mpa，則由15式得：地層壓力預(yù)測(cè)當(dāng)Bi＝0.91時(shí)，2030年地層壓力將接近合理水平；當(dāng)Bi＝0.95時(shí)，2010年地層壓力將恢復(fù)到合理水平當(dāng)Bi＝1時(shí)，2008年地層壓力將恢復(fù)到合理水平作為未飽和水壓驅(qū)動(dòng)油藏預(yù)測(cè)四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)2、綜合含水預(yù)測(cè)含水上升率隨時(shí)間變化規(guī)律根據(jù)魏崗油田歷年實(shí)際含水，應(yīng)用23式計(jì)算相應(yīng)的含水上升率理論值，繪制fw’理論值～t關(guān)系圖從曲線可知，fw’理論值與時(shí)間t關(guān)系明顯：每次調(diào)整前后，fw’理論值均上升一個(gè)臺(tái)階，然后又有規(guī)律的下降如2003年調(diào)整后，fw’理論值與時(shí)間t呈指數(shù)fw’＝ae-bt關(guān)系，根據(jù)這種關(guān)系可預(yù)測(cè)不同時(shí)間的理論含水上升率四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)2、綜合含水預(yù)測(cè)綜合含水預(yù)測(cè)如2003年調(diào)整后預(yù)測(cè)公式根據(jù)25式預(yù)測(cè)2007年后十年含水上升率理論值如圖表(07原方案預(yù)測(cè))根據(jù)歷次調(diào)整后含水上升率理論值均上升一個(gè)臺(tái)階(0.7)，預(yù)測(cè)調(diào)整后含水上升率理論值(07調(diào)整方案預(yù)測(cè))根據(jù)歷年預(yù)測(cè)的含水上升率理論值反算歷年綜合含水如表25四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)3、產(chǎn)液量預(yù)測(cè)——定液根據(jù)相滲資料，確定無(wú)因次米采液指數(shù)與含水關(guān)系規(guī)律用20、21式計(jì)算繪制無(wú)因次米采液指數(shù)與含水關(guān)系圖四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)3、產(chǎn)液量預(yù)測(cè)——定液含水85～95％時(shí)無(wú)因次米采液指數(shù)的擬合四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)3、產(chǎn)液量預(yù)測(cè)——定液根據(jù)歷年含水預(yù)測(cè)結(jié)果，利用擬合函數(shù)預(yù)測(cè)歷年無(wú)因次米采液指數(shù)根據(jù)歷年的無(wú)因次米采液指數(shù)，用26式確定歷年產(chǎn)液量26四、開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)4、完成開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)表把預(yù)測(cè)的歷年地層壓力、綜合含水、產(chǎn)液量填入開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)表,應(yīng)用excel計(jì)算：原方案地層壓力按Bi＝0.85預(yù)測(cè)結(jié)果計(jì)算并配注，調(diào)整方案地層壓力按Bi＝0.91