馬 婧，張 文，劉淑芬

（東北石油大學(xué)， 黑龍江 大慶 163318）

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應(yīng)用存水率與水驅(qū)指數(shù)評價油田水驅(qū)開發(fā)效果

馬 婧，張 文，劉淑芬

（東北石油大學(xué)， 黑龍江 大慶 163318）

摘 要：對于低滲透油藏，邊底水不活躍，天然能量不能得到及時的補(bǔ)充，因此開發(fā)難度較大。注水開發(fā)能夠及時補(bǔ)充地層壓力，是目前針對低滲透油藏的主要開發(fā)技術(shù)。而注水開發(fā)油田開發(fā)效果的評價對于進(jìn)一步改善開發(fā)效果，提高最終采收率尤為重要。給出了兩種評價指標(biāo)，存水率以及水驅(qū)指數(shù)的理論計算公式，并分別分析其與含水率的變化關(guān)系，指出理論值與實(shí)際值產(chǎn)生差異的原因。以X油田為例，應(yīng)用兩種指標(biāo)進(jìn)行開發(fā)效果分析。

關(guān) 鍵 詞：存水率；水驅(qū)指數(shù)；含水率；開發(fā)效果評價

大量油田生產(chǎn)實(shí)踐表明，能量的補(bǔ)充對低滲透油田尤為重要。但目前低滲透油藏的開發(fā)效果并不理想，存在注水壓力不斷升高、油井供液不足、產(chǎn)量遞減快、采油速度低、采收率低等缺點(diǎn)［1］。如果不能及時補(bǔ)充地層能量，地層壓力會大幅度下降，生產(chǎn)井產(chǎn)能迅速降低，最終導(dǎo)致一次采收率低。在采用注水開發(fā)后，地層能量得到補(bǔ)充，可顯著提高二次采收率。因此，要不斷完善油田注水開發(fā)效果評價體系，建立科學(xué)、合理的指標(biāo)系統(tǒng)。

1 存水率、水驅(qū)指數(shù)、含水率關(guān)系分析

1.1 存水率與含水率關(guān)系分析

存水率和水驅(qū)指數(shù)是反映注水油田開發(fā)效果的兩項(xiàng)重要指標(biāo)，它與油田注水量、綜合含水率等因素有直接關(guān)系［2］。存水率是指注水開發(fā)油田的注水量與采水量之差占注水量的比例。即：存水率=（累積注水量-累積產(chǎn)水量）/累積注水量。存水率主要表征注水利用率的高低，其內(nèi)涵為注入水能夠起到的維持地層能量的效率［3］。存水率的值越高，注入水的利用程度就越高，開發(fā)效果就越好。根據(jù)存水率定義，存水率的計算公式為：

則：

由含水率：

則：

式中：Qi— 累積注水量；

Qw— 累積產(chǎn)水量；

Qo— 累積產(chǎn)油量；

Z — 注采比；

Bo— 原油體積系數(shù)；

對于水流為物流動力這方面的問題，古詩文中相關(guān)內(nèi)容也有一些表述，雖然當(dāng)時“物流”兩個字還沒有成為社會及百姓生活中的語言，在古代詩文中也更沒成為應(yīng)用的詞匯，所以詩文中這些相關(guān)的表述也并沒有冠在“物流”兩個字的名下，而是用各種說辭來表述，然而就今人而言，表述的那些內(nèi)容就是“物流”。所以對古詩文中所涉及的那樣一些表述，我們現(xiàn)代人從物流的角度是可以有所領(lǐng)會的，因而對這些說法自然產(chǎn)生了很大的興趣。

ρo— 原油地面密度。

由上式，根據(jù)不同的Z值，繪制出存水率與含水率的關(guān)系曲線如圖1。

圖1 存水率與含水率關(guān)系曲線Fig.1 The relationship curve of water storage rate and water cut

1.2 水驅(qū)指數(shù)與含水率關(guān)系分析

水驅(qū)指數(shù)定義為每采出一噸油在地下的存水量。即：水驅(qū)指數(shù)=（注水量-產(chǎn)水量）/產(chǎn)油量。水驅(qū)指數(shù)越大，則需要的注水量也越大。根據(jù)水驅(qū)指數(shù)的定義，水驅(qū)指數(shù)計算公式為：

由注采比的表達(dá)式可以得到：

由含水率定義得：

由上式，根據(jù)不同的Z值繪制出水驅(qū)指數(shù)與含水率的關(guān)系曲線如圖2。

圖2 水驅(qū)指數(shù)與含水率關(guān)系曲線Fig.2 The relationship curve of water flooding index and water cut

1.3 存水率和水驅(qū)指數(shù)理論值與實(shí)際值的關(guān)系

在生產(chǎn)實(shí)踐中，存水率與水驅(qū)指數(shù)的理論值與實(shí)際值往往存在一定的差異。造成計算的累積存水率和累積水驅(qū)指數(shù)低于理論值主要有2個原因［4］：

其中之一是在油田開發(fā)的早期階段，邊、底水的侵入相當(dāng)于對油藏注入水，但在計算時，雖然總的產(chǎn)水量有所增加，但未將其納入累積存水中。

第二是在油田開發(fā)的早期階段，注采不平衡，產(chǎn)液量較多，注入量較少，這時會采取降壓開采的措施。由此可知兩個指標(biāo)的實(shí)際值會低于理論值。

造成累積存水率和累積水驅(qū)指數(shù)高于理論值主要有4個原因［5］：一是在彌補(bǔ)壓力虧空或壓力有所恢復(fù)的階段，注采比大于 1.0；二是溢出了注入水；三是由于儲集層整體的連通性較差，導(dǎo)致注水效果不明顯；四是由于措施起效，注入水的波及體積有所擴(kuò)大，開發(fā)效果明顯。因此，當(dāng)存水率和水驅(qū)指數(shù)的實(shí)際值高于理論值時，要考慮油藏壓力以及注采比的變化對兩個指標(biāo)產(chǎn)生的影響。如果兩個指標(biāo)的實(shí)際值高于理論值，證明壓力較大，導(dǎo)致儲集層整體的連通性較差。在正常情況下，兩個指標(biāo)下降幅度較小，或者曲線有上翹趨勢，那么就證明，措施已經(jīng)起效。

當(dāng)油田處于高含水期或特高含水期時，存水率與水驅(qū)指數(shù)這兩個指標(biāo)對于開發(fā)效果的評價具有普遍的適用性，可以指導(dǎo)油田根據(jù)實(shí)際情況不斷調(diào)整挖潛措施。但是，當(dāng)沒有考慮到邊底水侵入的情況下，應(yīng)該采用相應(yīng)的靜態(tài)地質(zhì)參數(shù)來計算，這樣就能削弱它們對于指標(biāo)準(zhǔn)確性的影響。

2 以X油田為例分析曲線的實(shí)際應(yīng)用

在油田注水開發(fā)過程中，隨著原油采出量的增加，綜合含水不斷上升，注入水則不斷被排出，含水越高，排出水量越大，地下存水率越來越?。?］。由上述水驅(qū)指數(shù)、含水率關(guān)系推導(dǎo)可知，當(dāng)注采比為1時，水驅(qū)指數(shù)也為1，水驅(qū)指數(shù)的值不隨含水率變化而變化。由理論圖版分析可知：當(dāng)注采比小于1時，隨著含水率的不斷增加，水驅(qū)指數(shù)不斷減小；當(dāng)注采比大于1時，隨含水率的不斷增加，水驅(qū)指數(shù)不斷增大。X油田從2001年起開始注水開發(fā)，地層壓力得到了補(bǔ)充，存水率有緩慢上升的趨勢。

X油田在實(shí)施人工注水前，壓力水平較低，驅(qū)油效果整體較差，含水率不斷上升，水驅(qū)指數(shù)不斷下降。2001年開始進(jìn)行人工注水后，地層壓力得到補(bǔ)充，水驅(qū)指數(shù)不斷上升，開發(fā)效果逐漸變好。經(jīng)上述分析可知，X油藏的邊底水能量不足，若依靠天然能量進(jìn)行開采，開采效率很低，只有實(shí)施人工注水才能提高整體開發(fā)效率。X油田實(shí)際含水率、水驅(qū)指數(shù)、存水率的統(tǒng)計值如表1。

表1 X油田實(shí)際含水率、水驅(qū)指數(shù)、存水率統(tǒng)計值Table 1 The actual statistics of water cut， water flooding index and water storage rate of X oilfield

3 結(jié) 論

（1）注水開發(fā)油田，隨采出程度增加，綜合含水率上升，存水率下降［7］。隨著油田整體含水的上升，驅(qū)油效果會逐漸變差。注采比的大小決定了存水率與水驅(qū)指數(shù)的大小及相應(yīng)的變化關(guān)系，因此在應(yīng)用上述兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行開發(fā)效果評價研究時，必須保證在相同的驅(qū)動方式下進(jìn)行。

（2）存水率、水驅(qū)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)曲線對注水調(diào)整有指導(dǎo)意義［8］。在評價油田注水開發(fā)效果過程中，要根據(jù)實(shí)際油層壓力的變化不斷調(diào)整分析方法，并結(jié)合其他的綜合分析方式，才能得出正確的結(jié)論。

（3）通過將X油田的實(shí)際數(shù)據(jù)應(yīng)用于存水率、水驅(qū)指數(shù)分析，可以得到油田實(shí)際注水開發(fā)效果的分析結(jié)論，可以證明這種分析方法在油田實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)用性。

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Evaluation of Water Flooding Development Effect by Using Water Storage Rate and Water Flooding Index

MA Jing，ZHANG Wen，LIU Shu-fen
（Northeast Petroleum University， Heilongjiang Daqing 163318，China）

Abstract:Because the edge water is not active and natural energy field is not sufficient， it is quite difficult to develop the low permeability reservoir. The formation pressure can be supplied through water flooding which is the core development technology for low permeability reservoir. However， the evaluation of water flooding development effect plays a vital role to further improve the development effect and enhance the final recovery. In this article， the theoretical calculation formula of two indicators including water storage rate and water flooding index were listed out，their relationship to water cut were analyzed respectively， and the reason to cause the difference between theoretical value and actual value was pointed out. Finally， these two indicators were used to evaluate the water flooding effect with X oilfield.

Key words:Water storage rate； Water flooding index； Water cut； Development effect evaluation

中圖分類號：TE 357

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-0460（2016）02-0387-03

基金項(xiàng)目：井震結(jié)合頁巖儲層橫波速度場預(yù)測方法研究，項(xiàng)目號：NEPUQN2014-01。

收稿日期：2015-10-26

作者簡介：馬婧（1992-），女，黑龍江大慶人，碩士研究生，2014年畢業(yè)于東北石油大學(xué)，研究方向：油藏數(shù)值模擬。E-mail：598855194@qq.com。