低渗透油田童氏参数改进及应用分析

杨艳

（中国石油吉林油田分公司勘探开发研究院，吉林 松原 138000）

目前国内大多数油田进入了开发中后期，注水开发是补充地层能量、提高开发效果、提高采收率最常用的有效手段。国内外学者研究得到一系列评价水驱开发效果的方法，这些方法在各个油田都得到了成熟的应用［1-2］。

以往的研究大多是针对中高渗透油藏得出的结论，例如目前广泛应用的甲型水驱曲线。其中，根据特定油田的生产数据统计出水驱控制地质储量与甲型水驱曲线公式的斜率倒数之间存在7.5倍关系［3］。但对吉林油田这样的低渗透油田，7.5倍关系在实际应用中的适应性并不理想。

1 低渗透油田童氏参数

童氏图版的含水率与采出程度的关系式广泛应用于注水开发的含水率预测。吉林油田实际应用中发现，低渗透油田，含水率上升较快，与童氏图版预测的含水上升规律存在明显差异（见图1）。

图1 中高渗透区块童氏含水率与采出程度关系

童宪章根据特定油田的生产数据，将童氏图版公式中7.5更换为参数X，得到式（1），再进一步统计低渗透油田数据［4］。

式中：fw为含水率；R为采出程度；ER为采收率。

对吉林油田和长庆油田的18个已开发低渗透油田区块的含水率、采出程度、采收率进行统计，采用童氏图版法对式（1）中的X分别进行计算，结果见表1。计算所得童氏参数X值的平均值为13.51。

表1 长庆油田和吉林油田的童氏图版回归结果

分别采用中高渗透区块童氏图版（X=7.5）和低渗透区块童氏图版（X=13.5），对新立油田Ⅰ区块进行预测，结果见图1、图2。由中高渗透童氏图版得到新立油田Ⅰ区块目前采收率为40.0%左右，低渗透童氏图版得到新立油田Ⅰ区块目前采收率为35.0%左右。目前，该区块实际采收率为34.9%，这说明13.5这个常数更加符合低渗透油田的注水开发规律。

图2 低渗透区块童氏含水率与采出程度关系

按照SY/T 5367—2010石油可采储量计算方法行业标准，对吉林油田的各个评价区块，采用甲型水驱特征曲线进行拟合，得到甲型水驱曲线公式的斜率b，计算其斜率的倒数，统计其与地质储量之间的关系。

式中：Wp为累计产水量，104t；Np为累计产油量，104t；b为甲型水驱曲线公式的斜率；a为常数。

所选区块历史开采动态资料比较齐全，数量和可靠性足以建立具有合理确定性的水驱规律。预测结果见表 2、表 3。

表2 中高渗透区块甲型水驱曲线预测结果

表3 低渗透区块甲型水驱曲线预测结果

由表2可以看出，对于中高渗透区块，甲型水驱曲线公式斜率b的倒数与地质储量之间满足7.5倍关系。由表3可以看出，对于低渗透区块，由7.5倍关系推算出的地质储量明显偏低，而13.5倍关系推算出的地质储量更加接近油田的实际情况。

2 注水开发效果评价指标

对于低渗透油田的注水开发效果评价，如果仍沿用童氏参数7.5，会导致开发效果评价不合理。故在童氏参数改进的理论研究基础上，进一步针对低渗透油田的2项重要注水开发效果评价指标（含水上升率、存水率）进行研究。

2.1 含水上升率

每采出1%的地质储量的含水率上升值为含水上升率，是评价油田注水开发效果好坏的重要指标［5］。

对式（1）两边采出程度R求导数，可得：

对于中高渗透油田，X=7.5，则式（3）变换为

对于低渗透油田，X=13.5，则式（3）变换为

对于吉林油田不同的区块，绘制中高渗透区块与低渗透区块实际含水上升率与理论含水上升率的对比图（见图3）。实际含水上升率高于理论含水上升率的区块水驱开发效果差，反之，则水驱开发效果好。

图3 实际含水上升率与理论值对比

由图3可以看出，低渗透油田的理论含水上升率较陡，低渗透油田的实际数据如采用中高渗透理论图版对比可能会导致误判。例如，新立油田的Ⅱ，Ⅲ区块为低渗透区块，目前综合含水率为80.0%左右，含水上升率为4.0%左右，与中高渗油藏含水上升率理论图版对比，高于理论含水上升率，认为水驱开发效果差。与低渗透油藏含水上升率理论图版对比，则低于理论含水上升率，认为水驱开发效果好。

2.2 存水率

存水率是地下存水量（累计注水量与累计产水量之差）与注水量之比。它表征着注水利用率的高低，内涵为注入水能够起到维持地层能量的效率［6-7］。

利用冯其红等［8］的存水率与采出程度的关系式，推导出低渗透油田的存水率与采出程度的关系式：

中高渗透油田，X=7.5，则变换为

低渗透油田，X=13.5，则变换为

式中：Wi累计注水量，104t；C 为存水率；Bo为原油体积系数；ρo为原油密度，g/cm3。

中高渗透油田，X=7.5。低渗透油田，X=13.5。改进的含水率与采出程度的关系式为

设定不同的采收率和采出程度，即可得到含水率与存水率的理论图版。再根据实际的存水率与含水率的关系，分析目前注水开发是否存在边底水水侵、注采不平衡或者地层亏空等情况。扶余油田Ⅳ区块属于中高渗透油田，目前采收率为37.0%，将其存水率和含水率数据绘制于中高渗透油田含水率与存水率理论图版（见图4），结果说明该区块符合中高渗透油田含水率与存水率理论关系，开发效果较好。

图4 中高渗透油田含水率与存水率关系

新立油田Ⅴ区块属于低渗透油田，目前采收率为42%，将其存水率和含水率数据分别绘制于中高渗透和低渗透油田含水率与存水率理论图版（见图4、图5）。图4拟合出的采收率大于80.0%，明显偏离实际情况，图5拟合出的采收率在45.0%左右。这说明对于低渗透油田，采用童氏参数X=13.5的理论图版更加符合实际情况。

图5 低渗透油田含水率与存水率关系

3 结论

1）根据童氏图版含水率与采出程度和采收率的关系式，以及甲型水驱曲线公式斜率与地质储量的关系研究得到，低渗透注水开发油田应该将童宪章统计的参数7.5更换为13.5，这更符合油田实际状况。

2）针对低渗透注水开发油田，注水开发效果评价指标含水上升率和存水率中的童宪章参数也应由7.5改为13.5，更加符合低渗透油田的实际应用情况。

［1］陈元千，邹存友，张枫.水驱曲线法在油田开发评价中的应用［J］.断块油气田，2011，18（6）：769-779.

［2］陈元千，郭二鹏，赵卫蕊，等.对“一种广义水驱特征曲线”的质疑、对比与评论［J］.断块油气田，2014，21（2）：205-207.

［3］李传亮.油藏工程原理［M］.北京：石油工业出版社，2008：291-323.

［4］王柏力.童氏含水与采出程度关系图版的应用与改进［J］.大庆石油地质与开发，2006，25（4）：62-64.

［5］刘小鸿，缪飞飞，崔大勇，等.水驱油田理论含水上升率预测新方法及其应用［J］.断块油气田，2013，20（6）：736-739.

［6］谷庆杰.萨北开发区阶段存水率和水驱指数变化特征研究［J］.石油地质与工程，2011，25（1）：60-62.

［7］张继凤，田晓东，郭玮琪.水驱油田累积存水率与含水率理论关系［J］.新疆石油地质，2006，27（4）：466-477.

［8］冯其红，吕爱民，于红军.一种用于水驱开发效果评价的新方法［J］.石油大学学报（自然科学版），2004，28（2）：58-60.