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第四章水驱曲线


不同油水粘度比的油田水驱特征有显著的差异。低粘度油田, 油水粘度比低,开发初期含水上升缓慢,在含水率与采出程度的关 系曲线上呈凹形曲线,主要储量在中低含水期采出。这是由水驱油 非活塞性所决定的,储层的润湿性和非均匀性更加剧了这种差异。
我国主要油田原油属石蜡基原油,粘度普遍较高,这就形
成了一个重要特点。高含水期是注水开发油田的一个重要阶段,在 特高含水阶段仍有较多储量可供开采。
上式可简化为:
B A ln R
(9)
这就是水驱规律曲线的一种表达方式,表明采出程度与 水油比之间是单对数关系。与水驱规律曲线的基本表达式是
等价的。
2. 水驱规律曲线的基本公式
水驱规律曲线可用下式表示:
N P algWP lg b (10)
lgWP
式中,NP——累积产油量; WP——累积产水量;
Байду номын сангаас
这条直线一般从中含水期(含水率在 20 %)即可出现,而到
高含水期仍保持不变。在油田的注采井网,注采强度保持不变时,
直线性也始终保持不变;当注采方式变化后,则出现拐点,但直
线关系仍然成立。图中的含水达 47%左右时,直线出现拐点,其 原因在于此时采取了一定的调整措施。
水驱曲线
二、水驱规律曲线的基本原理及其表达式
(15)
利用上两式可以预测某一含水率时的累积产油和累积产水, 或累积产油达某一值时含水率为多少。
3. 估算水驱可采储量及最终水驱采收率 当水油比达到极限水油比时Rmax ,或含水率达到极限含水 率 fmax时,可得水驱可采储量NPmax :
a N P max a lg( Rmax lg b 2.3
fw
R
( SW )
凹型、凸型,S型,三类曲线
1
2
3
4
5
油水粘度比是影响含水上升规律的决定性因素 生产措施调整运用的好坏也是一个重要的因素。
fw
1 1 10[c1 (1.6902c1 ) RD ]
童氏图版
2.含水上升规律(水驱特征曲线)
生产实践表明,一个水驱油藏全面开发并进入稳定生
三、 水驱规律曲线的应用
运用水驱规律可以预测油田生产过程中的含水变化、产油水情 况、最终采收率及可采储量等。
1. 水油比与累积产油、累积产水的关系
公式 ( 10 )各项分别对时间求导,可以得到累积产油量、累积 产水量与水油比之间的关系: N P algWP lg b (10)
2.3Wp QW R Qo a (11)
f w max a N P max a lg( lg b 2.3 1 f w max
(16)
(17)

N P max N
4.判断水驱开发效果的变化
N p a(lgWp lg b)
四、校正水驱规律曲线 对于刚性水驱油田来说,其累积产水量的对数与累积产油 量呈较好的直线关系,这一规律是普遍适用的。 但是在有的地区,还会遇到另一类油藏,它只局部地依靠 注水开发。如有的油田饱和压力较高,注水较迟,或者油藏具 有边水,因此在油井见水以前或者在见水后很长一段时期内, 还存在一定的溶解气驱特征。在这种综合驱动方式下,累积产
或:
aR WP 2.3
(12)
aR 乙型曲线 N P a lg lg b (13) 2.3 利用上式可以预测某一水油比时的累积产油和累积产水,或累 积产油达某一值时水油比为多少。
2. 含水率与累积产油、累积产水的关系 由含水率fW与水油比之间的关系可得含水率与累积产油、累 积产水之间的关系。
第二节
水驱特征曲线分析
常用含水与采出程度、水驱特征曲线来表示 分析水驱油田开发动态的一种常用方法
主 要 内 容
一、水驱油田含水上升规律 二、水驱规律曲线的基本原理及其表达式
三、 水驱规律曲线的应用 四、校正水驱规律曲线
油田开发实践和广泛深入的开发理论表明,水驱开发油
田,可以获得较高的最终采收率,并且由于水源丰富,价格 低廉,因而其作为一种有效的驱替流体,在世界各油田开采 中广泛使用。 对于水驱油田来说,无论是依靠天然水驱采油还是依靠 人工注水采油,在无水采油期结束以后将长期地进行含水生 产,其含水率还将逐步上升,这是影响油田稳产的重要因素。
NP 水驱曲线示意图
童氏甲型水驱曲线
a——水驱曲线直线段对纵轴的斜率; b——直线延长线在纵轴上的截距。
式中a的物理意义是累积产水量上升10倍(即一个对数周期) 所能获得的采油量。 b值反映岩石和流体性质
a值的大小反映水驱油田的驱油效果好坏和开发方式有
效程度的高低。若地层条件好,原油性质好,而注采井网 及注采速度又比较合理,则a值较大,否则就偏低。这就是 说若油田的开发效果变好,则水驱曲线就变平,否则就上 翘。 开发调整的目的就是尽量使水驱曲线变平,使含水上 升速度变慢。
由于经验方法本身来源于生产规律的直接分析和总结,所以 历史比较久远,但在油藏动态分析的领域中,30年代以后才出现 了一些比较成熟并能普遍使用的经验方法。随着开发油田类型的 增多和研究工作本身的不断完善,近几十年出现了许多具体的方 法和经验公式,这些方法已成为油藏工程方法的一个组成部分。
经验方法的研究和应用分为三个阶段或三个步骤:
1
Boi (1 S w ) Bo (1 S wc ) (6)
经过变换后,可写为:
SW 1 Bo (1 S wc ) Bo (1 S wc ) Boi Boi (7)
将上公式代入(5)式,可以获得采出程度与水油比的关 系式为:
1 Bo (1 S wc ) Bo (1 S wc ) 1 1 lnc W lnR Boi Boi d o d (8)
对这类油田,认识油田含水上升规律,研究影响含水上 升的因素,制定不同生产阶段的切实可行的控制含水增长的
措施,是开发水驱油田的一件经常性的极为重要的工作。
一、水驱油田含水采油期的划分与含水上升规律
1 .水驱油田含水采油期的划分 无水采油期:含水率〈2% 低含水采油期:含水率2%-20% 中含水采油期:含水率20%-60% 高含水采油期:含水率60%-90% 特高含水采油期:含水率〉90%
图,这样绘出的水驱规律曲线将是一条较好的直线。
确定校正参数C值的方法如下:先在未经校正的水驱曲线上
取三点1、2、3,让其横坐标之间有如下关系:
1 N P 2 (N P 1 N P 3 ) (19) 2 这时可以相应地得到三个点的纵坐标为 WP1 、 WP2 、和 WP3 ,
那么校正参数C的值就等于:
基本相同,其差别仅在于把原来用 WP表示的参数改为WP+C,如 水油比和含水率公式为:
2.3WP C R a
2.3WP C a 2.3WP C
(21)
fw
(22)
其它水驱规律的导出公式表达的形式仍然不变。
五、应用实例 1 已知一水驱油藏的原始地质储量为737×104m3,生产数据 如表所示。试计算极限水油比为49时的原油采收率。
第一阶段:油藏的拟合期
要求系统地观察油藏的生产动态,准确齐全地收集能说明生 产规律的资料,其中包括必要的分析化验资料,深入地分析这些 资料以发现其中带规律性的东西,然后对这些规律性的资料和数 据,按一定的理论方法,如统计分析、曲线拟合等,总结出表达 这些规律的经验公式。
第二阶段:油藏动态的预测期 拟合期生产规律的总结提供了研究方法,但研究的目的使用 这些方法对油藏的未来动态进行预测,包括各种生产指标进行预 测。 第三阶段:方法的校正和完善
变成直线。在单对数坐标中,使这种曲线变为直线的方法就是
把水驱规律的基本公式写成如下的形式:
N P a[lg(WP C) lg b]
(18)
这个公式与未经校正的水驱规律公式的区别是多了一个校正 系数C。这时不能用简单的累积产水量来做纵坐标,而必须先确
定出校正系数C,然后以lg(WP+C)为纵坐标,以NP为横坐标作
kro ln( ) krw
kro ced S w krw
(3)
Sw
代入公式(2)得:
R Qw o 1 dSw e Qo w c (4)
或者写为:
Sw
1 1 ln(c w ) lnR d o d
(5)
由此可知,油藏中由于水侵,其含水饱和度不断上升,从而引 起采出液体中的水油比R也不断上升,而含水饱和度的上升,与 原油的采出程度又是成正比关系的,其关系式为:
lgWP
W P 1 W P 3 W P22 C W P 1 W P 32W P 2
在确定了参数 C 以后,其它两个参数和 b 可以用回归分析中 的经验数据处理方法确定,如平均法、最小二乘法等。
NP(百万吨)
( 百 万 吨 )
(20)
校正水驱规律曲线
对于校正水驱曲线,其水油比及含水的公式与未经校正的
fw QW 1 1 Qo QW 1 R
R
QW f W Qo 1 fW
aR (12) aR 2.3 lg b N P a lg (13) WP

2.3

WP
a fw 2.3 1 f w
(14)
fw a N P a lg( lg b 2 . 3 1 f w
1. 水驱规律曲线的基本原理 根据油水两相渗流的达西定律,不考虑重力和毛管力时,含水率 的公式为: QW 1 1
fw Qo QW 1 (1)
w k ro o k rw
1
1 R
Qw o krw R 式中,R为水油比: Qo w kro
(2)
大量实验资料表明,油水相对渗透率与含水饱和度之间有如 下关系:
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