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制作含水率与采出程度关系理论曲线常犯错误及解决办法

制作含水率与采出程度关系理论曲线常犯错误及解决办法基金项目：中国石油天然气集团公司“九五”重点科技攻关项目（!"#$%%）第一作者简介：凡哲元，男，&!岁，高级工程师（博士生），油藏工程收稿日期：$##’ ( %% ( #) 文章编号：#$)& (!!*)（$##)）#& ( #&*’ ( #’ 制作含水率与采出程度关系理论曲线常犯错误及解决办法凡哲元%，$，袁向春$，廖荣凤$，束青林& （%+中国科学院力学研究所，北京 %###*#； $+中国石化石油勘探开发研究院，北京 %###*&； &+胜利油田有限公司孤岛采油厂，山东东营 $)"#,%）...

基金项目：中国石油天然气集团公司“九五”重点科技攻关项目（!"#$%%）第一作者简介：凡哲元，男，&!岁，高级工程师（博士生），油藏工程收稿日期：$##’ ( %% ( #) 文章编号：#$)& (!!*)（$##)）#& ( #&*’ ( #’ 制作含水率与采出程度关系理论曲线常犯错误及解决办法凡哲元%，$，袁向春$，廖荣凤$，束青林& （%+中国科学院力学研究所，北京 %###*#； $+中国石化石油勘探开发研究院，北京 %###*&； &+胜利油田有限公司孤岛采油厂，山东东营 $)"#,%）摘要：制作含水率与采出程度关系理论曲线常采用相渗曲线法和流管法两种方法。在采用相渗曲线法制作理论曲线时，采用统计回归分析相对渗透率与含水率的关系，导致在低含水饱和度时期含水率偏高，在高含水饱和度时期含水率偏低的问题，解决的方法是直接使用实验数据点计算。将体积波及系数取常数往往会得出“中低含水期开发效果较差，高含水期开发效果较好”的通用结论，解决的方法是分析体积波及系数与井网系统、流度比、渗透率变异系数的关系，建立统计关系式。关键词：体积波及系数；流管法；开发效果评价；油田开发中图分类号：-.&%! 文献标识码：/ !"##"$ %&"’()#* +$, *"(-./"$* /$ %("../$0 .1)"&)./2+( 2-&3)* "4 5+.)&62-. 3* 7 &)2"3)&8 %)&2)$. "4 &)*)&3)* 012 3456712%，$，8712 9:12;<472$，=:1> ?>2;@52;$，A47 B:2;C:2& （% ! "#$%&%’%( )* +(,-.#&,$，/-&#($( 0,.1(23 )* 4,&(#,($，5(&6；$ ! 89:;)<.%&)# .#1 =<)1’,%&)# >($(.<,- "#$%&%’%(，4"?@=8/，5(&6；& ! A’1.) @&; =<)1’,%&)# =;.#% )* 4-(#7;& @&;*&(;1 /) ! B%1 !，C)#73，4-.#1)#7） 9’*.&+2.：?5C1D:E5 F5GH51I:C:D6 <7GE5 H5D4>J 12J KDG51HLD7I5 H5D4>J 1G5 <>HH>2C6 7K5J D> FC>D D45>G5D:<1C <7GE5K >@ M1D5GL<7D EK + G5<>E5G6 F5G<52D >@ G5K5GE5K + N452 D45 @>GH5G H5D4>J :K 7K5J D> FC>D D45 D45>G5D:<1C <7GE5K，D45 G5C1L D:>2K4:F I5DM552 G5C1D:E5 F5GH51I:C:D6 12J M1D5G <7D :K >@D52 121C6O5J D4G>7;4 KD1D:KD:<1C 12J G5;G5KK:>2 121C6K5K，G5L K7CD:2; :2 M1D5G <7D D52JK D> I5 4:;4 :2 C>M M1D5G K1D7G1D:>2 KD1;5，12J D52JK D> I5 C>M :2 4:;4 M1D5G K1D7G1D:>2 KD1;5 + -4:K FG>IC5H <12 I5 K>CE5J I6 J:G5 <1C<7C1D5 + Q@ 1 <>2KD12D E1C75 :K 1KK:;25J D> E>C7L H5DG:< KM55F 5@@:<:52<6，1 72:E5GK1C <>22 :K >@D52 >ID1:25J，: + 5 + J5E5C>FH52D 5@@5>G :2 H5J:7HLC>M M1D5G <7D KD1;5，12J 1G5 G5C1D:E5C6 ;>>J :2 4:;4 M1D5G <7D KD1;5 + -4:K FG>IC5H <12 I5 K>CE5J I6 5KD1IC:K4L :2; KD1D:KD:<1C G5C1D:>21C 5PFG5KK:>2 D4G>7;4 121C6O:2; D45 G5C1D:>2K4:F I5DM552 E>C7H5DG:< KM55F 5@@:<:52<6，H>I:C:D6 G1L D:> :2 1 F1DD5G2 K6KD5H 12J F5GH51I:C:D6 E1G:1D:>2 <>5@@:<:52D + :)8 5"&,*：E>C7H5DG:< KM55F 5@@:<:52<6；KDG51HLD7I5 H5D4>J；5E1C71D:>2 >@ J5E5C>FH52D 5@@5:C@:5CJ J5E5C>FH52D 油田含水率与采出程度关系曲线直接反映油田不同开发阶段的含水率上升规律和开发状况，可以反映开发过程中实施开发调整后的效果和最终开发效果。实际曲线与理论曲线对比，可以评价油田各开发阶段的开发效果，反映油田发挥其应有开发潜力的程度。含水率与采出程度关系理论曲线是开发效果评价的关键曲线，因此正确制作理论曲线非常重要。第 $,卷第 &期 RQ= S T/A T.R=RT8 $##) 年 , ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 月万方数据 ! 基本方法制作理论曲线一般有两种方法，一种是相渗曲线法，另一种是流管法。相渗曲线法原理、公式简单，是油藏工程师们容易掌握、经常使用的一种方法；流管法原理、公式复杂，考虑了储层的非均质性，多数油藏工程师了解这种方法，但由于受到软件条件的限制，真正使用并不是很普及。 !"! 相渗曲线法根据相对渗透率曲线数据，建立 !" # !"$ %"$ 的关系式为 ! " # ! "$ # $&%&"$ （!）式中 !" #为油相相对渗透率，小数；!"$为水相相对渗透率，小数；"$为含水饱和度，!；$ 和 & 为常数。一般， ! " # ! "$ %"$在半对数坐标上具有很好的线性关系，利用数据点回归可以求出表达式中的系数 $ 和 &，再代入分流量公式（’）%可以求出不同含水饱和度下的含水率，即 ’ # ! ! ( ! " # ! "$ ·!$ !# （’）式中 ’ 为含水率，小数；!$ 为地面水粘度， ()*·+；!#为地面原油粘度，()*·+。计算不同含水饱和度下的采出程度采用的公式为 ), # )-). # "$% "$/ !% "$/ ). （0）式中 ), 为采出程度，小数；)- 为驱油效率，小数；).为体积波及系数，小数；"$/为束缚水饱和度，小数。 ! !# 流管法流管法［!］的基本思路是地层中流体的流动由多束流管叠加而成。通过互不窜流的流管描述渗透率的非均质性以及水驱油的非活塞性。应用该方法首先要研究储层渗透率的分布规律。绘制研究区渗透率分布曲线，拟合"（ *）和" （*’）两种类型的标准对数正态分布图版，并查出相应的自由度!。"（ *’）型描述的渗透率分布比 "（*）型更均匀。自由度越大越均匀，含水上升越慢。自由度取值一般为 1 2 3。其次，根据单流管计算开发指标公式，并考虑储层非均质性，叠加成多流管计算开发指标公式。无因次累积产液量为 + # ! !! 4 1 ",（ -）!’（!）5! （6）无因次累积产油量为 +# # ! !! 4 1 ", #（ -）!’（!）5! （7）油田阶段平均含水率为 ’ $ # 5（+ % +#） 5+ （3）式中 +为无因次累产液量；+# 为无因次累积产油量；",（ -）为单流管无因次累积产液量；",#（ -）为单流管无因次累积产油量；!为平均渗透率，!1%0"( ’；! 为空气渗透率，!1%0"( ’；’（!）为渗透率分布函数。相应阶段的采出程度为 ), # +#). （8） ’ 常犯的错误及解决办法 # !! 错误之一及解决办法在统计 !" # !"$ %"$的直线关系时，直线两端常常各有 0 2 6个点偏离直线段（图 !）［’ 2 0］，采用回归值计算含水率易出现在低含水率饱和度时期含水率偏高，在高含水饱和度时期含水率偏低问题。这一问题在低含水饱和度时显得更为突出，在含水率与采出程度关系曲线上表现为：曲线不经过坐标原点，在采出程度为零时就存在较高的含水率（图 ’）。图 ! 某油田油水相对渗透率比值与含水饱和度曲线 9/:;! $*?&" @&"(&*A/=/?B "*?/# C+D $*?&" +*?E"*?/#F /F *F #/=G/&=5 第 0期凡哲元，等：制作含水率与采出程度关系理论曲线常犯错误及解决办法 0H7 万方数据图 ! 某油田含水率与采出程度关系理论曲线 "#$%! &’()*(+#,-. ,/*0( )1 2-+(* ,/+ 034 *(,)0(*5 6(*,(7+ )1 *(3(*0(3 #7 -7 )#.1#(.8 图 !为某油田理论曲线，曲线 9 为数据回归后采用统计值代入公式所计算的理论曲线，曲线 ! 为采用相渗曲线实验数据所作的理论曲线，曲线 9 不太符合实际。解决办法：解决这一问题的办法很简单，不采用统计回归系数计算，直接用相渗曲线实验数据点计算。 ! !! 错误之二及解决办法两种方法都要确定体积波及系数，最大体积波及系数的确定一般可以采用实验所得出的图版和统计所得出的经验公式两种方法。不同类型油藏最大体积波及系数会有不同的取值，而且在整个开发全过程中，体积波及系数也应像驱油效率一样随含水率、含水饱和度的变化而变化，随含水率上升而逐渐增大。在制作理论曲线时，绝大多数研究人员只考虑驱油效率的变化而忽视了体积波及系数的变化。体积波及系数取常数，相应地增加了一定含水率时的采出程度，也就降低了含水率的上升速度。也就是说，体积波及系数取常数所作的理论曲线会使含水率偏低，含水率越低时，低的越多。这也就是我们在进行油田开发效果评价时，往往得出“中低含水期开发效果较差，含水上升快，高含水期开发效果变好，实际曲线逐渐靠近理论曲线”的通用结论的原因。解决办法：解决这一问题的办法是确定不同油藏条件下体积波及系数随含水率的变化规律，然而这是比较困难的。研究波及系数随含水率的变化规律主要采用数值模拟和油层物理模型实验两种方法［:，;］。不同流度比和 <种井网系统计算平面波及系数的关系式，以及不同流度比和不同渗透率变异系数下计算纵向波及系数的关系式是其比较系统的成果［!，=，>］。图 <为不同流度比下 ;点井网系统平面波及系数随含水率的关系，直线井网和交错井网系统平面波及系数随含水率的变化规律与其相似，在相对应的流度比和含水率下，交错井网系统的平面波及系数稍高，直线井网系统的平面波及系数稍低。图 :为不同流度比下渗透率变异系数为 ? 4 ; 时纵向波及系数与含水率的关系。渗透率变异系数为 ? 4<和 ? 4>时，纵向波及系数与含水率的关系与图 :相似，只是在相对应的流度比和含水率下，渗透率变异系数为 ? 4 < 时纵向波及系数稍高，渗透率变异系数为 ? 4>时纵向波及系数稍低。不同井网系统、不同渗透率变异系数、不同流度比与体积波及系数的统计关系式 !@ " #($%&（ ’ .7%& (）) （A） % " **2（!+2） ** )# ·!) !2 （B）式中 #，$，’，( 为常数（表 9）；%为流度比；** )#为原始含油饱和度时的油相相对渗透率，小数；**2 （!+2）为两相区内平均含水饱和度下的水相相对渗透率，小数。图 < 五点井网系统不同流度比下含水率与平面波及系数的关系曲线 "#$4< C*(-. 32((6 (11#,#(7,5 034 2-+(* ,/+ -+ 0-*#)/3 D)E#.#+5 *-+#)3 #7 1#0(F36)+ 6-++(*7 " ">"? @ " ""AB @ # C" "?A< = C" ">!< = C" "!"? = $ " "$>B < " "@A> $ " ""B@ < % ? ""<@ " ? "$>$ @ > "=>! B 交错系统 ! " "!=" @ " ">@< < " ""BA $ # C" "?$@ " C" "><= = C" "<@B B $ " ""A" = " "@=A $ " "BB$ " % " "AAA ? ? "?$< @ > "<$! ! 五点系统 ! " "!<> " " ">A" ? " ""@B ? # C" "?A? ! C" ">!? ? C" "= A " "@!> ! " "BAB ! % "#=B! $ ? #>@> < > #!@! < 将式（@）代入式（<）和式（=），就可作出相渗曲线法和流管法的含水率与采出程度关系理论曲线。因考虑了波及系数的变化特征，理论曲线更科学、也更接近实际。参考文献 ? 才汝成，李阳，孙焕泉，等 #油气藏工程方法与应用［D］#山东东营：石油大学出版社，>"">#?$> E ?$! F.& G7-H*4’，I& J.4’，K74 L7.4M7.4，*, ./ # D*,H8; .4; .22/&-.,&84 83 8&/ .4; ’.0 +*0*+68&+ *4’&4**+&4’［D］# N84’5&4’，KH.4;84’： O*,+8/*79 P4&6*+0&,5 O+*00，>"">#?$> C?$! > 秦同洛，李，陈元千 #实用油藏工程方法［D］#北京：石油工业出版社，?B@B#>$" E >AA Q&4 R84’/78，I& N.4’，FH*4 J7.4M&.4# O+.-,&-./ +*0*+68&+ *4’&4**+&4’ 9*,H8;0［D］# S*&T&4’：O*,+8/*79 U4;70,+5 O+*00，?B@B #>$" C>AA < 俞启泰，赵明，林志芳 #水驱砂岩油田驱油效率和波及系数研究［V］#见：俞启泰，编 #俞启泰油田开发论文集［F］#北京：石油工业出版社，?BBB# @? E @= J7 Q&,.& ，WH.8 D&4’，I&4 WH&3.4’# V 0,7;5 83 ,H* ;&02/.-*9*4, *33&X -&*4-5 .4; ,H* -8438+9.4-* 3.-,8+ &4 1.,*+3/88;&4’ 0.4;0,84* +*0*+68&+0 &4 FH&4.［V］# U4：J7 Q&,.&，*;# J7 Q&,.& 8&/3&*/; ;*6*/829*4, 05928X 0&790［F］# S*&T&4’：O*,+8/*79 U4;70,+5 O+*00，?BBB #@? C@= ! %.00&H& D G#Y*1 -8++*/.,&840 38+ -./-7/.,&84 83 6*+,&-./ -86*+.’* .4; .+*./ 01**2 *33&-&*4-5［ Z］# KO[（G*0*+68&+ [4’&4**+&4’），?B@A，? （A）：A"! C A"A $ 王志斌，袁庆峰，杨玉哲 #喇、萨、杏油田高含水后期稳油控水的理论与实践［V］#见：刘丁曾，任积文，翟国忠，编 #大庆油田勘探开发研究论文集［F］#北京：石油工业出版社，?BB$ # ?B= E >"! \.4’ WH&:&4，J7.4 Q&4’3*4’，J.4’ J7]H*# RH*8+&*0 .4; 2+.-,&-*0 83 8&/X0,.:&/&].,&84 .4; 1.,*+X-84,+8/ ;7+&4’ H&’H 1.,*+X-7, 0,.’* &4 I.9.;&.4，K.*+,7， K. .4; &^4’ KH7’.4’ 8&/3&*/;0［V］# U4：I&7 N&4’]*4’，G*4 Z&1*4，WH.& _78]H84’，*;0# K59280&790 84 *‘2/8X +.,&84 a 2+8;7-,&84 +*0*.+-H &4 N.M&4’ 8&/3&*/;［ F］# S*&T&4’： O*,+8/*79 U4;70,+5 O+*00，?BB$# ?B= C >"! A 颜捷先 #关于油田中高含水期稳产的几个问题［V］#见：王秉海，沈绢华，颜捷先，编 #胜利油区开发与实践［F］#山东东营：石油大学出版社，?BB<#?@$ E ?B? J.4 Z&*‘&.4# K,.:/* 2+8;7-,&84 &007*0 ;7+&4’ 9&;;/* .4; H&’H 1.,*+X -7, 0,.’*0 83 8&/3&*/;［V］# U4：\.4’ S&4’H.&，KH*4 Z7.4H7.，J.4 Z&*X ‘&.4，*;0# N*6*/829*4, .4; 2+.-,&-*0 &4 KH*4’/& 8&/3&*/;［F］# N84’X 5&4’，KH.4;84’：O*,+8/*79 P4&6*+0&,5 O+*00，?BB< # ?@$ C?B? = 屈志坚 #孤东油田馆陶组 $> b <层小井距注水开发全过程现场试验研究的初步认识［V］#见：王秉海，沈绢华，颜捷先，编 #胜利油区开发与实践［F］#山东东营：石油大学出版社，?BB< # >B> E <"! Q7 WH&T&.4# O+&9.+5 +*07/,0 83 1.,*+ 3/88;&4’ ;*6*/829*4, :*,1**4 -/80*/5X02.-*; 1*//0 &4 1H8/* -87+0* 3&*/; ,*0, 83 $> b < /.5*+0，_7.4,.8 %8+9.,&84，_7;.8 8&/3&*/;［V］# U4：\.4’ S&4’H.&，KH*4 Z7.4H7.， J.4 Z&*‘&.4，*;0# N*6*/829*4, .4; 2+.-,&-*0 &4 KH*4’/& 8&/3&*/;［F］# N84’5&4’，KH.4;84’：O*,+8/*79 P4&6*+0&,5 O+*00，?BB<# >B> C <"! （编辑：高岩）第 <期凡哲元，等：制作含水率与采出程度关系理论曲线常犯错误及解决办法 <@= 万方数据制作含水率与采出程度关系理论曲线常犯错误及解决办法作者：凡哲元，袁向春，廖荣凤，束青林， Fan Zheyuan， Yuan Xiangchun， Liao Rongfeng， Shu Qinglin 作者单位：凡哲元,Fan Zheyuan(中国科学院力学研究所,北京,100080;中国石化石油勘探开发研究院 ,北京,100083)，袁向春,廖荣凤,Yuan Xiangchun,Liao Rongfeng(中国石化石油勘探开发研究院,北京,100083)，束青林,Shu Qinglin(胜利油田有限公司孤岛采油厂,山东东营 ,257061) 刊名：石油与天然气地质英文刊名： OIL & GAS GEOLOGY 年，卷(期)： 2005,26(3) 被引用次数： 3次参考文献(7条) 1.屈志坚孤东油田馆陶组52+3层小井距注水开发全过程现场试验研究的初步认识 1993 2.颜捷先关于油田中高含水期稳产的几个问题 1993 3.王志斌;袁庆峰;杨玉哲喇、萨、杏油田高含水后期稳油控水的理论与实践 1995 4.Fassihi M R New correlations for calculation of vertical coverage and areal sweep efficiency 1986(06) 5.俞启泰;赵明;林志芳水驱砂岩油田驱油效率和波及系数研究 1999 6.秦同洛;李(汤玉);陈元千实用油藏工程方法 1989 7.才汝成;李阳;孙焕泉油气藏工程方法与应用 2002 引证文献(3条) 1.韩杰.张丽庆.周永强.汤达祯高温油藏条件下聚合物驱油效率实验——以泌阳凹陷双河油田为例[期刊论文]- 石油与天然气地质 2009(6) 2.黄迎松浅谈流管法的计算[期刊论文]-中国科技信息 2008(9) 3.殷代印.杨安萍.陈玉新朝阳沟油田一、二类区块开采效果评价[期刊论文]-石油地质与工程 2008(5) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_syytrqdz200503021.aspx

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