一种基于丙型水驱曲线含水率预测新方法

官志锐

（中石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁 盘锦124010）

引 言

国内水驱已开发油田除低渗透油藏外，其他类型油藏均已进入“双高”开发阶段，以喇萨杏为代表的中高渗透注水砂岩油藏含水超过90%，以任丘为代表的裂缝性碳酸岩油藏含水、可采储量采出程度都在90% 左右，主力油藏向开采后期演化。随着越来越多的油田进入特高含水期，准确合理预测含水率指标对与制定相关调整对策，改善油藏开发效果，提升整体经济效益显得越来越重要。

目前，关于含水率的预测方法主要有数值模拟法、水驱特征曲线法、模型预测法等。在特高含水期，许多含水率预测方法适应性差，例如甲型和乙型水驱特征曲线在含水率超过90% 以后开始上翘，使预测精度大大降低。影响含水率上升速度的因素很多，本文从油藏渗流规律出发，分析了无因次采油、采液指数变化规律，并且利用丙型水驱曲线，建立了基于液油比的含水率预测理论公式。

1 采油采液指数变化规律分析

采液、采油指数是衡量油井生产能力的重要指标，也是油田进行产能预测和抽油机选型的重要依据之一。无因次采液指数为某一含水下的采液指数与含水为零时的采液指数之比，是评价不同含水条件下油井采液能力的指标，它只与储层类型和油藏流体性质有关。无因次采液指数与相对渗透率的关系为:

实验及矿场分析表明，油藏进入特高含水阶段后储层的孔隙度渗透率润湿性等均发生显著的变化，而这些也是影响相对渗透率的主要因素。

以辽河油区欢喜岭油田锦16块中高渗透油藏为例，利用计算公式以及相对渗透率曲线的实验数据，求出无因次采油采液指数，并绘制曲线（见图1）。

图1 不同含水阶段含水率和无因次采液／采油指数的关系曲线

由图1可知，锦16块随着含水率的上升，无因次采液指数逐渐升高，无因次采油指数逐渐降低，呈现3个变化阶段:在中含水期（含水率20%～60% ）以前，采液、采油指数变化幅度不大；高含水期（含水率60%～90% ），采油指数大幅度下降，采液指数开始快速上升；特高含水期（含水率大于90% ），无因次采液指数出现上升拐点后急剧上升，无因次采油指数下降幅度进一步变大。

对比各含水阶段采油（液）指数与含水的关系曲线，随着油田处于的含水阶段不同，无因次采液采油指数变化幅度均呈上升趋势，尤其是进入特高含水阶段以后，无因次采液指数变化幅度明显高于无因次采油指数，也就是说，油田在进入特高含水期后，对含水率变化敏感的液油比这项指标更能反映这一时期的指标变化趋势。因此，建立液油比与含水率关系模型预测含水率变化具有重要意义。

2 液油比预测模型的理论推导

基于油田常用的西帕切夫水驱特征曲线，通过累积产油量和累积产液量等指标对时间求导数，得到基于年的产油量、产液量等指标，再根据液油比的定义推导出数学模型。

西帕切夫水驱特征曲线形式为:

将式（4）变化形式得:

将式（5）等号两边对时间t求导数，得:

由式（6）可知:

由式（8）可知，液油比与累积产液量呈二项式关系。

根据含水率与液油比关系可知:

将式（8）代入式（9），得到含水率与累积产液量的关系式:

式（10）即为本次建立的基于丙型水驱曲线液油比的含水率预测模型。不难看出，式（10）是一个单调递减的函数，随着累积产液量的增加，含水上升速度逐渐减缓，符合进入稳定水驱油藏中后期含水率变化规律。

3 实例应用

锦16块构造上位于辽河盆地西部凹陷西斜坡欢喜岭油田中部，开发目的层为沙河街组兴隆台油层，是一个层状砂岩边底水稀油油藏。断块于1979年4月开始注水开发，1992年含水率达到83%，1999年进入特高含水开发阶段。

利用丙型水驱曲线含水率预测方法及本文提出的含水率预测方法对比，选取1992－2004年稳定水驱阶段数据点进行拟合，再用2005－2010年数据进行验证。

根据式（4）和绘制丙型水驱曲线（见图2），得到锦16块丙型水驱曲线公式为:

由文献得到含水率预测公式为:

图2 锦16块丙型水驱曲线图

根据式（8）绘制液油比与累积产液量关系曲线（见图3），得到锦16块液油比与累积产液量二项关系式为:LOR＝0.00000044Lp2＋0.00324864Lp＋13.02367107 （13）

则由式（10），得到含水率预测公式为:

图3 锦16块液油比与累积产液量关系曲线图

根据锦16块2005－2010年实际累积产油和累积产液量，利用式（12）、（14）两种模型，分别预测含水率变化情况（见表1）。

表1 两种方法预测结果与实际值对比

从表1可以看出，本文建立的基于液比的含水率预测方法得到的预测结果相对误差在0.8% 以内，而基于丙型水驱曲线的传统含水率预测模型预测结果相对误差在2.4%～3.9% 之间，与实际值偏差较大，说明本文建立的新模型在特高含水期含水率预测具有更强的适应性。

4 结论

1）传统水驱特征曲线一般为累积量之间的数学关系，在高／特高含水期，累积产油或累积产液等参数已经很大，含水率对累积量的细微变化不敏感，相关含水率预测公式不适应特高含水阶段的要求。

2）在特高含水期，含水率对液油比变化较为敏感，对比预测结果表明，利用本文建立的基于液油比的含水率预测模型更加符合油藏生产实际，具有较强的推广意义。

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