趙春明 羅憲波 別夢君

(中海石油(中國)有限公司天津分公司， 天津 300452)

水驅(qū)油田產(chǎn)量遞減規(guī)律研究

趙春明 羅憲波 別夢君

(中海石油(中國)有限公司天津分公司， 天津 300452)

對于分批投產(chǎn)的水驅(qū)油田，前期投產(chǎn)井在進入遞減期后，后續(xù)批次井的投產(chǎn)對其生產(chǎn)造成了一定的干擾，導(dǎo)致全油田產(chǎn)量處于波動狀態(tài)，無法通過現(xiàn)有方法評價全油田的遞減率。針對此問題，利用數(shù)值模擬技術(shù)，開展了分批投產(chǎn)油田產(chǎn)量遞減規(guī)律研究。結(jié)果表明：在定生產(chǎn)壓差條件下，當各批次井未投產(chǎn)完畢時，全油田的產(chǎn)量處于波動狀態(tài)，遞減規(guī)律不明顯；當投產(chǎn)完畢后，全油田的產(chǎn)量遞減規(guī)律遵循理論規(guī)律即遞減率隨著含水率的升高而逐漸減?。欢鴮τ诿颗尉?，進入遞減階段后，其產(chǎn)量遞減規(guī)律遵循理論規(guī)律。

分批投產(chǎn)； 遞減規(guī)律； 指標評價； 數(shù)值模擬

為了準確、客觀地評價不同流體性質(zhì)、不同儲層物性、不同開發(fā)階段水驅(qū)砂巖油藏的開發(fā)效果，渤海油田從自身實際情況出發(fā)，建立了開發(fā)指標評價新體系[1]。通過該評價體系，可以評價油田目前的開發(fā)效果，進而指導(dǎo)油田后期開發(fā)及調(diào)整挖潛的方向。其中，產(chǎn)量遞減率評價的新方法主要通過對比實際遞減值與理論遞減值的比值β的大小來評價水驅(qū)砂巖油藏的開發(fā)效果。首次將該方法與理論遞減規(guī)律相結(jié)合，建立了評價標準，在渤海油田進行了廣泛應(yīng)用并取得了較好效果，但是在評價過程中也存在一些問題。受平臺的限制，在海上油田開發(fā)過程中，生產(chǎn)井常常分批次投產(chǎn)。運用該方法對遞減率開展評價工作時，由于投產(chǎn)時間不同，后續(xù)投產(chǎn)井會對前期已投產(chǎn)井的生產(chǎn)造成干擾，導(dǎo)致整個油田的產(chǎn)量遞減率波動性太大，規(guī)律性不強，無法開展遞減率指標評價工作。為此，從海上水驅(qū)油田開發(fā)指標評價實際需求出發(fā)，運用數(shù)值模擬技術(shù)，開展水驅(qū)油田各批次井和全油田產(chǎn)量遞減規(guī)律研究。

1 產(chǎn)量遞減率理論計算方法

基于冪函數(shù)相滲曲線及分流量方程，建立了含水上升率計算公式，再從遞減率定義出發(fā)，并結(jié)合油田實際生產(chǎn)條件(定液量和定生產(chǎn)壓差)，最終建立定液量和定生產(chǎn)壓差條件下的理論遞減率公式[2-4]，見式(1)、式(2)。

定液量條件下的遞減率DL：

(1)

定生產(chǎn)壓差條件下的遞減率DP：

(2)

式中：DL—— 定液量條件下的遞減率，%；

VL—— 采液速度，%；

DP—— 定生產(chǎn)壓差條件下的遞減率，%；

VO—— 階段采油速度，%；

fw—— 含水率；

JDO—— 無因次采油指數(shù)。

2 遞減規(guī)律數(shù)值模擬法分析

根據(jù)渤海油田的開發(fā)特點，設(shè)計了典型的反九點井網(wǎng)均質(zhì)機理模型(見圖1)。模型網(wǎng)格大小為 20 m×20 m×1 m，共9個井組，49口開發(fā)井。其中，注水井9口，生產(chǎn)井40口，單井控制儲量為40×104m3。原油黏度為40 mPa·s。以定壓差生產(chǎn)為例開展研究。

2.1 一次性投產(chǎn)遞減規(guī)律分析

假設(shè)所有開發(fā)井同時投產(chǎn)，數(shù)值模擬結(jié)果見圖2。

圖1 反九點井網(wǎng)均質(zhì)機理模型網(wǎng)格圖

圖2 一次性投產(chǎn)產(chǎn)量遞減率與含水率關(guān)系曲線

從圖中可以看出，數(shù)值模擬預(yù)測在定壓差生產(chǎn)條件下，隨著含水率的升高，產(chǎn)量遞減率總體呈先緩慢降低后快速降低的變化趨勢。同時，運用式(2)計算的遞減率理論曲線表明遞減率也是隨著含水率升高先緩慢而后快速降低[5-6]。對比可知，在均質(zhì)模型和井網(wǎng)完善條件下，一次性動用全部地質(zhì)儲量時，數(shù)值模擬法得出的產(chǎn)量遞減規(guī)律與理論規(guī)律吻合較好，因此，通過數(shù)值模擬法進一步開展研究工作。

2.2 遞減規(guī)律分析

假設(shè)油田分3批投產(chǎn)， 1、2、3井組第1批投產(chǎn)， 4、5、6井組第2批投產(chǎn)，其余井第3批投產(chǎn)；假設(shè)油田分6批投產(chǎn)， 1、2井組第1批投產(chǎn)，3井組第2批投產(chǎn)，4、5井組第3批投產(chǎn)，6井組第4批投產(chǎn)， 7、8井組第5批投產(chǎn)，9井組第6批投產(chǎn)。

2.2.1 全油田產(chǎn)量遞減規(guī)律分析

從圖3中可以看出：當油田各批次井未全部投產(chǎn)時，全油田產(chǎn)量遞減規(guī)律不明顯，波動大，偏離理論和一次性全部投產(chǎn)時的規(guī)律；當所有批次井全部投產(chǎn)完畢，生產(chǎn)狀況趨于穩(wěn)定后，產(chǎn)量遞減規(guī)律逐漸接近理論和一次性全部投產(chǎn)時的變化規(guī)律。各批次井未投產(chǎn)完畢時，產(chǎn)量遞減規(guī)律之所以偏離理論曲線，是因為后投產(chǎn)的油井對先投產(chǎn)的油井造成了干擾，使得油田整體產(chǎn)量增加，導(dǎo)致產(chǎn)量遞減率波動性大，整體規(guī)律性不強，無法確定油田的產(chǎn)量遞減率，故不能開展遞減率評價。在這種情況下，應(yīng)分別開展各批次井的產(chǎn)量遞減規(guī)律研究。

圖3 全油田產(chǎn)量遞減率與含水率關(guān)系曲線

2.2.2 各批次井產(chǎn)量遞減規(guī)律分析

以分3批投產(chǎn)為例，各批次井產(chǎn)量遞減規(guī)律數(shù)值模擬結(jié)果見圖4。

從圖中可以看出，各批次投產(chǎn)井的遞減規(guī)律和理論遞減規(guī)律吻合較好。由遞減率理論計算公式(1)、(2)可知，遞減率主要受采油速度和含水上升率的影響，兩者一個要除以地質(zhì)儲量，一個要乘以地質(zhì)儲量，相互抵消，故分批投產(chǎn)對遞減率沒有影響，所以各批次投產(chǎn)井的遞減規(guī)律和理論遞減規(guī)律吻合較好。

圖4 各批次井產(chǎn)量遞減率與含水率關(guān)系曲線

3 實例驗證及應(yīng)用

選擇渤海A油田的某砂體進行驗證。該油田為巖性-構(gòu)造油藏，邊水比較發(fā)育，地層原油黏度為12～31 mPa·s，有效厚度為8.2 m，孔隙度為30.8%，地質(zhì)儲量為1 519.37×104m3。該砂體開發(fā)井從2009年3月到2011年年底分5批投產(chǎn)，共17口生產(chǎn)井，10口注水井。目前該砂體生產(chǎn)井日產(chǎn)油 1 156 m3，含水率68%，生產(chǎn)曲線如圖5所示。該砂體的相滲特征為：在束縛水飽和度下油相滲透率Kro(Swi)為1，殘余油飽和度水相滲透率Krw(Sor)為0.414，束縛水飽和度Swi為0.289，殘余油飽和度Sor為0.215，水相指數(shù)nw為1.67，油相指數(shù)no為1.95。

圖5 生產(chǎn)綜合曲線

在各批次井全部投產(chǎn)前，產(chǎn)量遞減是因為生產(chǎn)故障停產(chǎn)，后期恢復(fù)生產(chǎn)后，產(chǎn)量又增加了，故遞減規(guī)律不明顯。而當所有批次井全部投產(chǎn)完畢后，全油田產(chǎn)量遞減明顯。選擇定液量生產(chǎn)階段(含水階段為47%～68%)，采用Aprs指數(shù)遞減回歸得到該階段實際遞減率為2.2%。通過定液量生產(chǎn)遞減率公式計算該階段的遞減率為1.9%～2.8%，平均為2.3%，見圖6。實際遞減率與理論遞減率吻合較好。

圖6 全油田產(chǎn)量遞減分析曲線

以第1批井為例進行說明，見圖7。同樣地，選擇符合定液量生產(chǎn)的產(chǎn)量遞減階段，確定其含水率為67%～77%。該階段實際遞減率為2.0%，而理論遞減率為1.8%～2.6%，平均為2.2%，兩者吻合較好。

同樣地，第2批井所選階段含水率為23%～62%，該階段實際遞減率為4.1%，而理論遞減率為3.1%～4.5%，平均為4.0%；第3批井所選階段實際遞減率為2.16%，而理論遞減率平均為2.24%；第4批次井目前還沒有處于遞減階段。第5批次井所選階段實際遞減率為2.9%，而通過理論計算其遞減率為1.3%，這是因為第5批井打在油水過渡帶上，導(dǎo)致含水上升快，產(chǎn)量遞減率大。

圖7 第1批投產(chǎn)井產(chǎn)量遞減分析曲線

通過實例驗證可知，該油田的實際產(chǎn)量遞減規(guī)律與數(shù)值模擬預(yù)測結(jié)果總體上一致，可以指導(dǎo)評價分批投產(chǎn)油田的遞減率指標。所以分批投產(chǎn)油田遞減率評價方法：在各批次井全部投產(chǎn)前，全油田產(chǎn)量波動較大時，對已經(jīng)進入遞減期的各批次井的產(chǎn)量遞減率分別進行評價；當各批次井全部投產(chǎn)完畢后，則可以對全油田的產(chǎn)量遞減率進行評價。

仍然以該油田為例，在各批次井投產(chǎn)完畢前，僅第1批井進入遞減階段，只需評價第1批井符合要求的階段，選擇定壓差生產(chǎn)含水率為30%～40%的生產(chǎn)階段，計算其實際的產(chǎn)量遞減率為3.5%，而理論遞減率平均為3.4%，β為1.03，說明建產(chǎn)期油田開發(fā)效果好。當所有批次井全部投產(chǎn)完畢后，所選階段(含水率為47%～68%)符合定液量生產(chǎn)，實際產(chǎn)量遞減率為2.2%，而理論遞減率平均為2.3%，β為0.96，說明油田開發(fā)效果好。

4 結(jié) 語

(1) 分批投產(chǎn)時，當所有批次井全部投產(chǎn)完畢后，產(chǎn)量遞減規(guī)律接近理論變化規(guī)律；每批次投產(chǎn)井，其產(chǎn)量遞減規(guī)律接近理論遞減規(guī)律。

(2) 通過實例驗證，證明分批投產(chǎn)油田產(chǎn)量遞減規(guī)律評價方法可行，可以用來評價分批投產(chǎn)油田的遞減率。

(3) 當所有批次井全部投產(chǎn)前，全油田產(chǎn)量波動大，對已經(jīng)進入遞減期的各批次井的產(chǎn)量遞減率分別進行評價；當所有批次井全部投產(chǎn)完畢后，則可以對全油田的遞減率進行評價。

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Study on the Regularity of Production Decline of Water-Drive Oilfield

ZHAOChunmingLUOXianboBIEMengjun

(Tianjin Branch, CNOOC (China) Co. Ltd., Tianjin 300452, China)

When first production wells entering the period of decline and subsequent batches are in production, there is mutual interference among each batch of wells, so we could not evaluate production decline of the whole water-drive oilfield by current methods. Therefore, based on current research results, a series of experiments are carried out to study the regularity of production decline in oilfields by numerical simulation. The results indicate that under the condition of constant production pressure, the actual law of the whole oilfield deviates from the theoretical law in the construction period. While all the batches of wells finish operation, the actual law of the whole oilfield follows the theoretical law; and production decline regularity of every batch of wells follows the theoretical law.

batch production; production decline law; index evaluation; numerical simulation

2016-09-09

“十二五”國家科技重大專項 “海上油田叢式井網(wǎng)整體加密及綜合調(diào)整油藏工程技術(shù)示范”(2011ZX05057-001)

趙春明(1972 — )，男，教授級高級工程師，研究方向為油氣田開發(fā)工程與管理。

TE33

A

1673-1980(2017)01-0035-04