劉歡樂，吳則鑫 ，張 博，毋曉喻

1.中國石化石油工程技術(shù)研究院，北京 朝陽100101；2.中國石油長城鉆探工程公司地質(zhì)研究院，遼寧 盤錦124010；3.中國石油塔里木油田公司開發(fā)事業(yè)部，新疆 庫爾勒841000；4.中國石油長城鉆探工程公司測試公司，北京 朝陽100101

引 言

對(duì)于產(chǎn)液量變化規(guī)律的研究，傳統(tǒng)的做法是以經(jīng)典的水驅(qū)特征曲線為基礎(chǔ)，結(jié)合產(chǎn)油量預(yù)測模型來預(yù)測產(chǎn)液量的變化規(guī)律，國內(nèi)外的學(xué)者在這方面做了很多的研究[1-5]。萬新德研究了注聚后水驅(qū)油藏含水變化規(guī)律方面的研究[3]；周學(xué)民在充分分析油田措施效果和潛力的基礎(chǔ)上，研究了結(jié)構(gòu)調(diào)整條件下油田產(chǎn)液量的變化趨勢[4]；胡建國提出一些預(yù)測產(chǎn)量的新模型[5]；陳元千在這方面進(jìn)行了比較深入的研究，主要成果有：1997 年提出甲型水驅(qū)特征曲線與威布爾模型相結(jié)合來預(yù)測水驅(qū)開發(fā)指標(biāo)[6]，1998 年提出丙型水驅(qū)特征曲線與威布爾模型結(jié)合和丙型水驅(qū)特征曲線與HCZ 預(yù)測模型相結(jié)合的方法[7-8]，1999 年提出甲、丙型水驅(qū)特征曲線與廣義翁式模型相結(jié)合的方法[9]，而后于2000 年提出乙型水驅(qū)特征曲線與威布爾模型相結(jié)合的方法[10]，又于2001 年提出甲、乙、丙型水驅(qū)特征曲線與Hubbert 預(yù)測模型相結(jié)合來研究水驅(qū)開發(fā)指標(biāo)的思路[11]。另外，景愛霞的研究思路是針對(duì)不同類型的油藏產(chǎn)液量的變化規(guī)律[12]；韓軍針對(duì)大慶葡萄花油田研究了高含水期的開發(fā)技術(shù)界限[13]。另外，國內(nèi)外其他專家和學(xué)者也在這方面做過比較深入的研究[14-17]。

總的來看，這些方法在不同的生產(chǎn)區(qū)塊具有各自的優(yōu)勢。然而，它們大多數(shù)的預(yù)測結(jié)果都是生產(chǎn)制度不變時(shí)的水驅(qū)開發(fā)指標(biāo)。在油田的實(shí)際生產(chǎn)過程中，其生產(chǎn)制度經(jīng)常會(huì)發(fā)生改變。本文給出了不同生產(chǎn)制度下產(chǎn)液量的變化規(guī)律，便于油田作業(yè)者根據(jù)油田的實(shí)際情況來采取相應(yīng)的調(diào)整措施，為油田的高效開發(fā)提供了強(qiáng)有力的理論依據(jù)。

1 穩(wěn)產(chǎn)時(shí)產(chǎn)液量的變化規(guī)律

研究區(qū)域位于東部某油田北部背斜構(gòu)造西部，構(gòu)造比較平緩。開采面積為17.24 km2，地質(zhì)儲(chǔ)量12 937×104t，其中，水驅(qū)地質(zhì)儲(chǔ)量8 215×104t。多位專家和學(xué)者的研究結(jié)果表明，該高含水期該區(qū)塊的水驅(qū)特征符合丙型水驅(qū)特征曲線。

油田在生產(chǎn)過程中，如果能夠無限度地提高產(chǎn)液量，就可以保持油田穩(wěn)產(chǎn)。在油田的后續(xù)生產(chǎn)中，如果沒有重大的調(diào)整措施，水驅(qū)特征曲線的形式是不會(huì)發(fā)生改變的。這里可以假定一個(gè)生產(chǎn)區(qū)塊定產(chǎn)油量生產(chǎn)，進(jìn)而得到年產(chǎn)液量隨時(shí)間的變化情況。假設(shè)生產(chǎn)區(qū)塊以Qo=R 定產(chǎn)量進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)兩邊積分，有

由生產(chǎn)時(shí)間和累積產(chǎn)量的關(guān)系，式（1）可寫成

從而得到

由水驅(qū)曲線關(guān)系Lp/Np= a+bLp，最終得到累積產(chǎn)液量隨時(shí)間的變化

兩邊求導(dǎo)，略去生產(chǎn)關(guān)系代入過程，整理后得到年產(chǎn)液量隨時(shí)間的變化

以研究區(qū)域的某一區(qū)塊為例，假設(shè)區(qū)塊以年產(chǎn)油量36.13×104t（2013 年的產(chǎn)油量）的生產(chǎn)能力進(jìn)行生產(chǎn)。如果沒有重大的調(diào)整措施，按油田實(shí)際情況a=1.41，b=0.000 197。由生產(chǎn)動(dòng)態(tài)知，到2013年的累積產(chǎn)油量為3 378.261×104t。把2013 年作為第1 年，產(chǎn)液量隨時(shí)間的變化如圖1 所示。

圖1 年產(chǎn)液量變化規(guī)律Fig.1 The change of yearly liquid production

從圖1 中可以看出，要保持油田穩(wěn)產(chǎn)，隨著生產(chǎn)時(shí)間越長，需要產(chǎn)出的液量將越多。當(dāng)再生產(chǎn)30 a后，產(chǎn)液量將會(huì)是目前的7 倍，油田的生產(chǎn)工藝很難滿足這種要求，所以定產(chǎn)生產(chǎn)是行不通的。

2 定產(chǎn)液量生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)油量的變化規(guī)律

假設(shè)區(qū)塊以QL=κ 定產(chǎn)液量進(jìn)行生產(chǎn)，按照前面類似的推導(dǎo)過程，可以得到累積產(chǎn)油量隨時(shí)間的變化和年產(chǎn)油量隨時(shí)間的變化

以同一區(qū)塊為例，假設(shè)區(qū)塊以年產(chǎn)液量603.37×104t（2013 年的產(chǎn)液量）的生產(chǎn)能力進(jìn)行生產(chǎn)。如果沒有重大的調(diào)整措施，水驅(qū)特征曲線將不會(huì)改變，a = 1.41，b = 0.000 197。由生產(chǎn)動(dòng)態(tài)知，到2013 年的累積產(chǎn)液量為16 872.32×104t。把2013 年作為第1 年，產(chǎn)油量隨時(shí)間的變化如圖2所示。

圖2 年產(chǎn)油量變化規(guī)律Fig.2 The change of yearly oil production

從圖2 中可以看出，在這種工作制度下進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)20 a 以后，年產(chǎn)油量不足20.00×104t，不能很好的滿足油田生產(chǎn)的要求。

3 產(chǎn)油量以一定速度遞減時(shí)產(chǎn)液量的變化規(guī)律

一般而言，在油田生產(chǎn)的中后期，要使產(chǎn)油量不變是不可能的。所以，必須讓產(chǎn)量以一定的遞減率生產(chǎn)。不同的遞減率，產(chǎn)液量隨時(shí)間的變化是不同的。產(chǎn)液量隨時(shí)間變化的關(guān)系式的推導(dǎo)如下：年產(chǎn)油量隨時(shí)間的變化為

對(duì)式（8）兩邊積分

由生產(chǎn)時(shí)間和累積產(chǎn)量的關(guān)系，式（9）可化為

得到累積產(chǎn)油量的表達(dá)式為

將丙型水驅(qū)特征曲線的變形為

進(jìn)而得到

最終得到產(chǎn)液量的表達(dá)式為

仍然以同一區(qū)塊為例，其他的假設(shè)與定產(chǎn)生產(chǎn)時(shí)相同。當(dāng)油田分別以2%、4%、6%，8%的年遞減率生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)液量的變化如圖3 所示。

圖3 年產(chǎn)液量變化規(guī)律Fig.3 The change of yearly oil production

從圖3 中可以看出，當(dāng)油田的生產(chǎn)以一定的速度遞減時(shí)，在剛開始生產(chǎn)的幾年里，產(chǎn)液量的差異不是很大。但是，隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長，年遞減率越小，產(chǎn)液量越大。而且，隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長，多產(chǎn)油的難度越來越大。因此，油田在生產(chǎn)的中后期，應(yīng)綜合考慮各方面的因素，力爭以一個(gè)最合理的速度遞減，保證油田取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 控制產(chǎn)液量的調(diào)整措施

在油田生產(chǎn)的高含水期，要解決的問題有兩個(gè)：一是減緩產(chǎn)油量的遞減；二是抑制含水率的上升。而在實(shí)際生產(chǎn)中，要保證產(chǎn)油量幾乎不遞減，其含水率就會(huì)上升較快，可見這兩個(gè)問題之間是矛盾的。因此，在解決這個(gè)問題的時(shí)候，應(yīng)該從以下兩個(gè)方面著手。

（1）尋找最佳的遞減率

由前面的分析可知，不同的遞減率其產(chǎn)液量是不同的。而油田的生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)成本又對(duì)其產(chǎn)液量有一定的限制。因此，應(yīng)該根據(jù)區(qū)塊的實(shí)際情況去選擇一個(gè)合適的遞減率以保證油田在最大效益的前提下開采。

（2）盡力采取能夠“穩(wěn)油控水”的措施

國內(nèi)外多年的開采實(shí)踐表明，各油田或生產(chǎn)區(qū)塊一般會(huì)采取以下幾個(gè)方面的調(diào)整措施。

①對(duì)于出水嚴(yán)重的井采取相應(yīng)的堵水作業(yè)。在特高含水期，油井的含水率普遍比較高。對(duì)油井進(jìn)行堵水，一般有兩種方法：一種是利用封隔器等專門的堵水工具進(jìn)行堵水，稱之為機(jī)械堵水；另一種是利用注入的化學(xué)劑進(jìn)行堵水作業(yè)，稱之為化學(xué)堵水。油井進(jìn)行堵水以后，不僅可以顯著地降低油井的產(chǎn)液量，而且還可以起到増油的效果。

②對(duì)于吸水層非均質(zhì)性比較嚴(yán)重的注入井，應(yīng)該采取相應(yīng)的調(diào)剖措施。當(dāng)注入水進(jìn)入非均質(zhì)性比較嚴(yán)重的地層以后，一般會(huì)出現(xiàn)指進(jìn)現(xiàn)象，即注入水沿著滲透率高的地層首先進(jìn)入油井中，在這種情況下，不但會(huì)使油井過早見水，而且還使注入水不能很好地波及到物性較差的儲(chǔ)層，降低了注入水的波及系數(shù)。如果采取合適的調(diào)剖措施，既可以減少水的指進(jìn)，又可以提高油田的采收率，最終達(dá)到“穩(wěn)油控水”的效果。

③對(duì)開發(fā)區(qū)塊進(jìn)行注采系統(tǒng)調(diào)整。調(diào)整注采系統(tǒng)時(shí)，可從以下3 個(gè)角度考慮：一是調(diào)整注采井網(wǎng)的形式，如九點(diǎn)法面積注水與五點(diǎn)法面積注水的轉(zhuǎn)換；二是縮小開發(fā)區(qū)塊的井距，在必要的時(shí)候可以在薄差油層中布井，以提高可采儲(chǔ)量的控制程度；三是進(jìn)一步完善開發(fā)區(qū)塊的注采系統(tǒng)，適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)鉆注水井或采油井，避免“有注無采”或“有采無注”的現(xiàn)象出現(xiàn)。

④在可以實(shí)施周期注水的開發(fā)區(qū)快實(shí)行周期注水。周期注水利用原有的井網(wǎng)和開發(fā)層系通過改變區(qū)域的壓力場，進(jìn)而來提高油田的采收率。因此，這種工藝措施的成本相對(duì)較低，在條件允許的情況下也可以大力推廣。

5 結(jié) 語

在油田的實(shí)際生產(chǎn)中，定產(chǎn)液量生產(chǎn)不能滿足油田生產(chǎn)的需求；而且油田的工藝措施不能滿足其進(jìn)行定產(chǎn)油量生產(chǎn)。因此，油田在生產(chǎn)的中后期，應(yīng)綜合考慮各方面的因素，力爭以一個(gè)最合理的速度遞減，保證油田取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

符號(hào)說明

Qo—年產(chǎn)油量，×104t；

R—年定產(chǎn)油量，×104t；

Ql—年產(chǎn)液量，×104t；

Np—累積產(chǎn)油量，×104t；

Npi—初始累積產(chǎn)油量，×104t；

Lp—累積產(chǎn)液量，×104t；

t—生產(chǎn)時(shí)間，a；

a，b—采取措施后新型特征曲線的特征系數(shù)，無因次；

κ—年定產(chǎn)液量，×104t；

Lpi—最初的累積產(chǎn)液量，×104t；

k—年遞減率，無因次；

Qoi—初始年產(chǎn)油量，×104t；

fw—含水率，%；

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