水驱油田Arps产量递减方程渗流理论基础完善

在渗流理论方程的基础上,引入艾富罗斯实验结果,并结合Willhite,Chierici等人提出的油相相渗关系式,导出了双曲递减、指数递减、调和递减方程及其对应水相相渗关系式。研究结果表明,油、水两相相渗关系式共同决定着水驱油田产量递减方程;以往的产量递减方程渗流理论研究中,油相相渗关系式不是以出口端含水饱和度为自变量的行业标准相渗关系式,而是以平均含水饱和度为自变量的拟相渗关系式。通过吐哈鄯善油田三间房组油藏、吉林红岗油田萨尔图组油藏、大港马西油田沙一下段油藏的应用,实际产量与油水两相相渗关系式分别确定的递减方程基本一致,值得其他油田在递减规律研究中借鉴。     

新型油水两相相渗关系式的建立及应用

在Willhite油水两相相渗关系式上,采用二项式表征油相指数与含水饱和度之间关系,出现了油相相渗曲线随含水饱和度的增大而不单调递减的现象,表明利用二项式表征油相指数与含水饱和度之间关系还存在不足,理论上也论证在油水两相流动区间可能存在突变。为了防止出现此类现象和方便油水相渗比值关系式待定参数得确定,文中提出了一种新的油水两相相渗关系式,即采用线性表征油相指数与含水饱和度之间关系,二项式表征水相指数与含水饱和度之间关系。这样处理,一方面可以确保油相相渗随含水饱和度单调递减,另一方面,水相相渗关系式可以描述弓背式水相渗流变化特征。最后,通过红台油田西山窑组油藏23区块的应用,新的油水两相相渗关系式及其油水相渗比值关系式拟合精度高、效果好,为进一步深化水驱油特征研究奠定了可靠的数理分析基础,值得其他油田借鉴。     

新型油水相渗数学模型的建立及应用

针对Willhite油水相渗数学模型拟合油水两相渗流数据误差较大的问题,提出了一种新型油水相渗数学模型。新模型在进行油相和水相相渗曲线拟合时,均可利用含单变量的多元线性回归求得最优解,尤其在拟合弓背式水相相渗曲线时,待定参数最优估值与常见凹型水相相渗曲线待定参数最优估值差值小,使得算术平均法确定的多个岩样的标准水相相渗曲线基本位于所有岩样水相相渗曲线的中部。在得到标准油水两相相渗曲线后,结合油井见水后的Welge方程,利用水驱油解析法,确定了水驱前缘含水饱和度、水驱前缘后平均含水饱和度、含水率、驱油效率等参数的计算式,为水驱规律研究提供了一种新的方法。     

经典水驱油理论对应水驱特征曲线研究

基于油水两相的驱替理论和实验研究成果,即巴克莱·利弗雷特（Buckley-Leverett）的水驱油非活塞式理论,韦尔杰（Welge）的平均含水饱和度方程以及艾富罗斯（Эфрос）的实验理论研究成果,推导出经典水驱油理论所对应的含水率与采出程度关系曲线、水驱特征曲线以及含水率上升曲线。该方法推导过程中虽未引入油水两相相渗函数,但亦能导出累计产油量与累计产液量的关系式,与以往水驱曲线推导方法有很大差异。经油田实际应用证明,该方法效果很好,值得推广应用。     

产量递减规律与水驱特征曲线的关系

建立了不同条件下Arpa、Logistic产量递减方程与不同水驱特征曲线之间的对应关系，使得这2个油田开发基本规律不再完全孤立、互不相关。研究表明：在油田渗流条件保持基本不变的条件下，符合某一递减方程的油相渗流特征，若能与水相渗流特征一起构成某一种水驱特征曲线的油水相渗比值关系式，那么产量递减方程与水驱特征曲线之间存在必然的联系：在油田渗流条件发生变化的条件下，若QW＋nQ。保持为某一常数，那么水驱特征曲线I－Ⅲ的产量递减方程均服从双曲递减，水驱特征曲线Ⅳ[m=1]产量递减方程服从调和递减；若Qw nQo=kexp(st)，水驱特征曲线Ⅳ[m=1]的产量递减方程服从Logistic产量递减。     

水驱砂岩油藏生产井出口端含水饱和度的确定方法

依据油藏工程理论,推导出了油水两相渗流条件下用含水率求解油层含水饱和度的方程,并借助含水率与含水饱和度的关系曲线,推导出确定砂岩水驱油藏生产井出口端地层含水饱和度的方程,应用实例表明,该方法在断层少,含油层系单一的小型断块油气田具有一定的实用价值。     

低饱和油藏渗流特征研究——以红台油田23块西山窑组油藏为例

红台西山窑组油藏渗流特征研究表明Ⅰ类储层与Ⅱ类储层渗流特性差异大。其中,Ⅰ类储层油相相渗曲线相比Ⅱ类储层下降慢;Ⅰ类储层水相相渗曲线末端呈下降趋势,反映出高含水饱和度时,孔隙中粘土矿物运移或膨胀明显,导致孔隙吼道堵塞,渗流能力下降;在中低含水饱和度时Ⅰ类储层水相相渗曲线上升明显,而Ⅱ类储层水相相渗曲线上升缓慢,只是在高含水饱和度时渗透能力随含水饱和度的增加快速上升,反映Ⅱ类储层为特低渗储层、甚至为致密储层的渗流特性。     

油水相对渗透率比值变化规律及优选

油水相对渗透率比值与出口端含水饱和度关系是研究含水上升规律、确定水驱前缘含水饱和度和预测水驱采收率的基础。以最新油、水相对渗透率模型为基础,利用正交分析法,建立了可以转化为线形方程求解的最优油水相对渗透率比值关系式---Ｇａｏ－Ｊ 式,其拟合精度较高,两相流动区间曲线形态不出现异常,可用来准确描述油水相对渗透率比值与出口端含水饱和度变化规律,也为油田开发规律研究及指标预测提供了新的渗流理论基础。对油水相渗比值变化规律进行了分类与评价,为该领域深入研究指明了方向。     

油水相渗比值特征研究及新方法建立

油水相渗比值关系式是反映水驱油田渗流特征和建立水驱开发规律的基础。目前,油水相渗比值关系式种类较多,各种关系式之间相互关系复杂,给现场应用带来一些困惑。为此,编制了油水相渗比值关系式演化结构图。结构图上明显显示油水相渗比值关系式可划分为两大系列,即指数系列和方次系列。尤其是在方次系列中,随着油相指数与水相指数由相等变不等,再到油相指数、水相指数与含水饱和度相关,油水相渗比值关系式的拟合精度越来越高,其适应性越来越好;另外,从结构图中不仅可以发现已有油水相渗比值关系式研究过程中由于约束条件排列次序的不同而导致某些模型的遗漏,而且也可展示出现阶段该类技术的研究热点及方向。最后,利用大庆油田3类油水相渗数据对新增的油水相渗比值关系式进行了应用,结果显示,油相指数、水相指数与含水饱和度呈多项式关系时,多项式次数越高,拟合精度越高,误差越小。     

特高含水期相渗关系表征研究

特高含水开发阶段油水相对渗透率比与含水饱和度指数式不再呈线性关系,基于该线性规律得到的分流量曲线无法准确描述特高含水期油水两相渗流特征。以高注入水驱油试验为基础,利用数学分析理论推导,建立新的相渗关系表征方程;结合水驱油试验数据进行回归分析,确定适用于某油田中14-检10井所在区块的相渗方程,并改进分流量曲线方程,进而指导特高含水期矿场开发实践。     

Logistic产量递减方程渗流理论基础

从渗流力学角度对Logistic产量递减方程进行了论证,并给出了其标准式,使得这一适用于低粘度的水驱油田的产量递减方程更具理论依据。这样,一旦确定了油相标准化相对渗透率关系式为Kro(Swd)=A Bexp(CSwd）,即可确定油田产量递减方程符合Logistic产量递减,同时也可确定其初始递减率并对产量进行趋势预测。经实例验证,该方法可行、可靠。     

产量递减方程判别理论基础及应用

应用Arps方程进行产量递减类型判别和趋势预测,常适用于开发历史较长的油田,而对于开采历程较短、实际生产数据很少的油田,应用Arps方程将受到一定程度的限制。作者从相渗及物质平衡基本原理出发,从理论上进一步完善了Axps方程的的理论推导,使其与目前相渗研究成果相匹配。这样,在油田开发初期,一旦确定了油藏的储集层物性及相渗特点──标准化油根相对渗透车关系式,即可判别其递减类型,确定其初始递减率并进行趋势预测。经实例验证,方法可行、可靠。     

相对渗透率曲线标准化方法评价研究

通常实验室会提供若干条各不相同的相对渗透率曲线,然后进行平均相对渗透率曲线的标准化处理,得到具有代表性的相对渗透率曲线。然而几乎没有学者将各方法的标准化结果与实际油田开采特征及油水运动规律相结合来评价这些方法的合理性。基于此,文中结合油田实际生产动态,从含水上升规律、驱油效率及采收率等3方面对各方法的标准化结果进行分析研究。结果表明,多条曲线平均标准化方法确定的油水相对渗透率曲线更符合实际油藏渗流特征。     

水驱油田产量理论自然递减规律研究

从水驱油田递减率方程出发,结合含水上升率方程及相对渗透率曲线,从理论上推导出定液量和定生产压差条件下的自然递减率与含水上升率的关系表达式,使其与目前含水上升规律研究成果及相渗研究成果相匹配。在定液量的条件下,自然递减率与含水上升率的变化规律一致;在定生产压差的条件下,自然递减率主要受无因次采油指数的影响,随含水率的变化呈现出三种形态特征。     

基于水驱曲线计算相对渗透率曲线的新方法

为了准确、简便地计算油藏的相对渗透率曲线,根据水驱油田的水驱规律特征,在前人研究的基础上,从俞启泰水驱曲线出发,提出了计算相对渗透率曲线的新方法,并通过实例将该方法的计算结果与实测值作了对比。结果表明：当油田处于中低含水饱和度阶段时,油水两相相对渗透率与实测值大致相近;当油田为高含水饱和度阶段时,油相相对渗透率较实测值小,而水相相对渗透率则比实测值要大。而通过修正的相对渗透率曲线与油田实际生产的含水上升规律进行对比表明,所提出方法的计算结果是准确、可靠的,能够真实地反映油藏的相渗特征。     

稳定聚驱阶段相渗曲线动态反演方法及其应用

针对聚驱阶段相渗曲线计算较为困难的问题,基于生产动态数据,结合水驱特征曲线和两相渗流理论,利用聚驱阶段的理论含水率—采出程度曲线与实际曲线进行历史拟合,采用非线性优化计算方法确定出聚驱阶段的相对渗透率曲线关系式。计算结果表明:聚驱时水相相对渗透率曲线较水驱时明显降低,油相相对渗透率曲线较水驱有所上升,同时聚驱的残余油饱和度端点值较水驱有所降低。该方法需要参数少,计算方便快捷,历史拟合程度高,更能准确描述油田的油水运动规律。     

水驱油田含水上升规律和递减规律研究

含水上升规律和递减规律是水驱油田的主要规律,但目前对于两者的内在联系及含水上升规律的主要影响因素还未认识清楚.根据相对渗透率曲线和分流量方程,从理论上揭示了水驱油田含水上升率的变化规律及其影响因素,同时研究了在定产液量的条件下含水上升率和递减率的关系.结果表明:含水上升率通常随可采储量采出程度先凹形上升后转凸形上升,上升到峰值后开始下降,先凸形下降后转凹形下降,转折点的含水上升率及对应的可采储量采出程度和含水率由水油流度比、水相指数和油相指数3个参数确定;在定产液量的条件下,含水上升率和递减率的变化规律一致.认清含水上升规律和递减规律,可以更准确地预测水驱油田的开发指标.     

基于三相渗流机理的自然递减模型研究--以温米油田为例

为了掌握当地下存在三相渗流时的油田开发规律,有效控制自然递减,从分析地层流体渗流机理入手,结合油气水三相渗流时产量积分表达式,系统分析含水、地层压力、生产压差、气油比、剖面动用对产量的影响,并利用Visual Basic编制开发程序,建立了基于三相渗流机理的自然递减率多因素计算模型。实践证明该模型计算结果与实际数据相对误差在5％之内,吻合程度较高。利用该模型可以量化评价含水、地层压力、生产压差、气油比、剖面动用的变化对自然递减的影响,提高制定技术政策的合理性和科学性,有助于提高油藏管理水平。     

裂缝性碳酸盐岩底水油藏合理打开程度与合理井距

针对塔河油田S48单元油藏特征,应用油气渗流理论推导出了裂缝性碳酸盐岩底水油藏打开程度与井网密度的匹配关系式.用此关系式可确定该类油藏给定打开程度下的合理井距及给定井网密度下油井的合理打开厚度.研究认为:该类油藏的合理打开程度不宜超过50%,且在打开程度为50%时合理井距最大.开发过程中,随着含水饱和度的增加,合理打开厚度减小;随着垂向渗透率与水平渗透率比值的增加,合理打开厚度增大,合理井距减小.鉴于此,实际生产中应逐段封堵打开井段;实际布井中应根据不同区域的裂缝发育情况,采取不均匀布井方式;在井网的后期加密中应根据已有井的实际参数来确定与之匹配的新井位置和打开厚度.图5表1参15     

水驱开发效果评价新方法及其矿场应用

为明确注水开发效果的影响因素,有效指导油田综合调整,提出应用图版评价开发效果的新思路。依据谢尔卡乔夫公式和Arps产量递减方程,考虑储层物性、流体性质、相渗特征、井网密度、采出程度等因素,建立了一种开发效果评价图版。在海拉尔盆地A区块的应用实例表明,该图版评价结果与实际油田开发特征相匹配,对不同类别区块的开发规律及注水矛盾区分明显。在开发效果评价研究的基础上,制定了A区块综合调整措施,取得了良好的实施效果。该方法简单实用,具有一定的推广价值。