水驱油田含水上升规律综合研究与实践

缪飞飞 刘小鸿 张宏友 耿娜 张言辉

(中国海洋石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300452)

含水上升规律是水驱油田的主要规律。含水率与采出程度的关系可以划分为3种类型，即凸型、S型和凹型，所对应的含水上升率与含水率关系曲线也呈现出不同形态，其含水上升率最大值出现时刻及数值大小也不相同［1－6］。含水上升率随含水率先升后降，但含水上升率的峰值有高有低，峰值发生时的含水率也有低有高［7－9］。为了能得到不同类型油藏水驱开发的含水上升规律曲线，此次研究中利用油田相对渗透率曲线，结合分流量方程从理论上进行推导，推导出地质储量采出程度对应的含水上升率表达式，并结合油田实践加以论证。从几个油田的实践可以看出，研究所得理论关系表达式具有良好的适用性，可以分别表征3种含水率与采出程度的关系及相应含水上升率类型。

1 水驱油田理论含水率

油水两相渗透率可以由多种形式表示，广泛应用的是 Corey 表达式［4，9－10］:

根据分流量方程，在不考虑重力和毛管压力影响的条件下，含水率的表达式为:

将式(1)、式(2)代入式(4)，并令:

则含水率的表达式为:

根据Swd的定义，其实Swd就是可采储量采出程度。因此有式(7):

2 水驱油田理论含水上升规律

含水上升率定义为，每采出1%的地质储量后含水率的上升值。它是评价油田开发效果的重要指标，含水上升率越小，油田开发效果越好［11］。

在注水油田开发过程中，油层平均含水饱和度可表示为［4，12］:

结合式(10)，式(8)即变为:

由式(7)对可采储量采出程度求导，结合式(11)得:

即式(12)为地质储量采出程度下水驱油田理论含水上升率表达式。

3 油田实践应用

选择渤海油田的不同类型油田进行实践应用，油田主要地层参数及相渗曲线特征参数见表1，相对渗透率曲线见图1。

图1 各油田相对渗透率曲线

根据式(7)和式(12)计算各油田的含水率及含水上升率，绘制理论含水率与采出程度关系曲线，以及理论含水上升率与含水率关系曲线(图2—图7)。与油田实际生产数据进行对比，可以评价油田开发效果:

图2 LD27－2Ed含水率与采出程度曲线

图3 LD27－2Ed含水上升率与含水率曲线

表1 地层参数及相渗曲线特征参数

图4 BZ34－1含水率与采出程度曲线

(1)LD27－2Ed实际含水及含水上升率与理论曲线吻合较好，目前开发效果较好。

(2)BZ34－1在低采出程度(小于0.1)，中低含水率(小于0.4)之前，实际数据与理论曲线吻合较好，随着采出程度和含水率的增加，实际含水上升率开始高于理论曲线，说明实际油田开发效果逐渐变差，需要进行措施调整控制含水上升。

(3)CB在低采出程度为0.2时，含水率即达到0.6，含水上升速度快，含水上升率都高于理论曲线，开发效果较差，油田随后实施高含水井侧钻水平井、有机解堵及优化注水工作，使油田开发效果好转。目前实际油田含水上升率低于理论曲线，且预测目前采收率可以达到51.5%。

图6 CB含水率与采出程度曲线

图7 CB含水上升率与含水率曲线

(4)LD27－2Ed含水上升规律表现出凹型特征，含水上升率表现出右偏型;BZ34－1含水上升规律表现出S型特征，含水上升率表现出偏中型;CB含水上升规律表现出凸型特征，含水上升率表现出左偏型。

4 结语

(1)根据油藏工程渗流理论结合相对渗透曲线表征关系，推导出了地质储量采出程度下的理论含水上升率表达式。

(2)实际油田应用表明，推导出的关系表达式可以分别表征出含水率与采出程度的3种关系类型，即凹型、S型和凸型，以及相应的含水上升率与含水率关系的类型，即右偏型、偏中型和左偏型。

(3)实际油田应用效果较好，可以客观地预测含水上升率，为油田开发政策的制定提供重要的理论参考，具有较强的实用性。

(4)所得研究成果对矿场应用和理论研究具有较高的借鉴意义和指导价值。

文中符号说明:

式中:Krw—水相相对渗透率;

Krw(Sor)—残余油饱和度下的水相相对渗透率;

Sor—残余油饱和度;

Swd—归一化含水饱和度;—油层平均含水饱和度;

nw—水相指数;

Kro—油相相对渗透率;

Kro(Swi)—束缚水饱和度下的油相相对渗透率;

Swi—束缚水饱和度;

no—为油相指数;

fw—含水率;

μw—地层水黏度;

Bo—地层水体积系数;

μo—地层原油黏度，mPa·s;

Bw—地层原油体积系数;

M—水油流度比;

Rf—可采储量采出程度;

f′w—含水上升率(地质储量);

Np—累产油;

N地—地质储量;

R地—地质储量采出程度。

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