一种改进的分层产液_油_量劈分方法

⼀种改进的分层产液_油_量劈分⽅法
⼀种改进的分层产液(油)量劈分⽅法
李君芝
(中国⽯油　吐哈油⽥分公司　勘探开发研究院,新疆　哈密　839009)
摘　要:⽬前劈分油井产状的⽅法主要为基于油藏⼯程原理的动态法,但受多种因素的影响,其应⽤效果不甚理想。

借助注⽔开发中后期所绘制的油⽔分布动态图,以温⽶油⽥的温西三
区块为例,拟合了不同见效、见⽔及⽔淹区域表征储层产液能⼒和含⽔阶段的⽔驱参数,提出了分层产状劈分系数的计算模型。

经实际资料验证,该模型对⽔驱砂岩油藏具有较好的适应性,且具有考虑因素全⾯、简单易⾏的特点,可以⽤来指导油井的分层研究,并为注⽔井的分层量化配注提供依据。

关键词:分层产状;油⽔分布图;温⽶油⽥;劈分系数对多层油藏注⽔开发,只有在认识清楚油⽔井分层动⽤状况的前提下,才能采取切实可⾏的分层调整及挖潜措施,从⽽提⾼油⽥开发⽔平。

然⽽,当进⼊开发中后期后,由于油井陆续转抽,产液剖⾯测试⼯作量减⼩,对分层产状的认识难度逐渐加⼤。

数值模拟法具有⾃动化程度⾼和成果输出直观、详细、简便的特点,但由于前期建模和历史拟合⼯作量相对较⼤,使其应⽤范围受到⼀定程度的限制。

尤其是模型的准确性、合理性和代表性将直接影响最终分层开发指标,导致模拟误差增⼤。

1　模型的提出
⽬前在没有剖⾯测试资料的情况下,对于油⽔井产状的劈分已经由最初的有效厚度或KH 劈分法发展到了动态法、数值模拟法。

在油⽥开发初期,由于测试资料较少,⼀般多采⽤KH 法,但该⽅法没有充分考虑储层的连通性、压差、物质平衡和能量平衡,计算结果不能反映实际注⽔情况。

在油⽥开发中后期,⼀般采⽤动态法。

动态法与KH 法的差别就是考虑了井⽹、油⽔井连通性、层间差异、沉积相带差异等因素,相对⽽⾔更加合理、科学。

1.1　动态法介绍
该⽅法是基于渗流理论,第j 层劈分系数C j 由下式计算:
C j =Y j /
∑n
j =1
Y j
.
(1)
(1)式中,Y j 为⼩层劈分条件值,由下式计算:
Y j =K j H j Z j G j K sh,j N j /ln (D j ).
(2) 当储层经过措施改造以后,引⼊措施系数R,措施后的劈分系数变为
Y ’j =Y j ×
R.(3) 从上式可以看出,该模型考虑的主要是地质静态因素,未考虑对应注⽔调控措施对油井产能的影响。

从温⽶油⽥某井的实际劈分效果看,虽然利⽤动态法能反映出主要的产液层,但其绝对值与实测之间还存在不⼩的差距(图1)。

图1　某井分层产液量劈分⽅法对⽐油⽥实际开发经验表明,注⼊采出剖⾯是相互关联的,有专家甚⾄提出了“注⼊剖⾯决定采出剖⾯”的观点,特别是对于砂体发育规模⼤、连⽚性好、井⽹完善的油(藏)⽥,情况更是如此。

这也是利⽤⼀般动态法效果不理想的重要原因。

收稿⽇期:2007-11-10
作者简介:李君芝(1972-),⼥,⽢肃天⽔⼈,助理⼯程师,采油专业。

联系电话:0902-*******
第13卷　第1期吐哈油⽓ Vol .13,No .12008年3⽉ T UHA O I L &G AS M ar .2008
1.2　改进模型的建⽴
研究认为,在分层产状的劈分模型中,还应考
虑以下动态因素。

⼀是注⽔井累积注⽔量对油井产能的影响。

对于注⽔开发的油⽥来说,注⽔和采油是同⼀系统中的两个⽅⾯,对于储层发育规模⽐较⼤的储层来说尤其如此,对应注⽔井中的注⽔状况控制了采油井中对应层的出油状况。

⼤庆油⽥的研究表明,主⼒油层吸⽔与产出能⼒的对应符合率达到90%以上。

其中,相对吸⽔量与相对产油量的对应符合率达到95%以上,采油井的产液剖⾯与注⽔井的吸⽔剖⾯对应得⾮常好。

基于这种对应关系,在很多注⽔油⽥的开发指标计算中,都是通过计算注⽔井的注⼊⽔量来间接计算采油及采⽔量的。

因此,在本模型中,增加了以采油井为中⼼的分层累积注⽔量指标,来表征注⼊剖⾯对采出剖⾯的影响。

暂取名为⽔驱系数,这个指标和累积注⽔量有关联,但⼜有重要的区别。

油⽔分布动态图是油⽥开发中后期进⾏调控的重要依据,是在综合了地质、动态、常规油藏⼯程及数值模拟等研究成果的基础上编制的,具有较⾼的可靠性。

吐哈油⽥在长期的研究过程中,将油⽔分布动态图划分为未见效、见效、见⽔、⽔淹等四个不同的级别(图2)。

根据相渗原理,每⼀个级别代表的储层渗流能⼒是不⼀样的。

对于吐哈低粘低渗油藏来说,油井见⽔后⽆因次采液(油)指数下降,⽔淹后有所回升,但幅度不⼤(图3)。

因此,这种分级⽅法就为利⽤油⽔分布图定量描述油井处的产液能⼒奠定了基础。

三是⽣产压差的影响。

⼀般来说,在井底流压⾼于饱和压⼒的情况下,随着⽣产压差的放⼤,油井产量增加;当井底流压低于饱和压⼒时,随着⽣产压差的放⼤,油井产量起初是增加的,到⼀定阶段后就会下降,因为过⼤的⽣产压差造成了地层脱⽓,增⼤了渗流阻⼒。

因此,当⽣产压差控制在合理范围之内时,与产量之间应该成正⽐关系。

基于以上理由,在充分考虑影响油井产能因素的基础上,提出液量⼩层劈分条件值Yj 计算模型如下:
Y j =K j H j Z j G j K sh,j N j Q ij I j △p j R /ln (D j ).
(4) 与(1)式相⽐,改进的动态法不仅仅是考虑的因素多了,更重要的是利⽤油井处的油⽔分布、分层累积注⽔量Q ij 和分层的⽣产压差△p j 将注⽔对油井的影响体现了出来,
这更符合⽔驱砂岩油藏
图2　
吐哈油⽔分布动态
图3　温西三区块⽆因次采液(油)
指数变化规律
的开发规律。

2　参数的取值
(1)⼩层有效渗透率K,采⽤单井解释结果。

实际计算过程中发现,在储层⾮均质性很强的情况下,将导致同⼀单井不同⼩层之间渗透率差异⾮常⼤,有时达到了两个数量级以上,严重影响了劈分结果的准确度。

因此,在实际计算过程中,当渗透率⽐较⼤时,可以采⽤取对数的做法,以获得更加合理的结果。

(2)⼩层有效厚度值H 。

该值指的是对产液有贡献的⼩层厚度值,⽽⾮⼀般意义上的油层有效厚度。

(3)油⽔井连通系数Z 。

对于油⽔井之间,由于物性变差⽽形成“遮挡”的情况进⾏的定量描述。

国内同类油⽥的研究结果表明,对于井组单元内⾮均质严重的情况,位于河道砂部位的井,其连通系数较⼤,⼀般取值0.2～1.3之间。

(4)层间⼲扰系数G 。

采⽤测井解释渗透率结果进⾏确定。

反映了不同渗透率⼩层同采时的层间⼲扰情况。

对于严重⾮均质油藏来说,该参数尤其重要。

渗透率级差与不出液厚度成正⽐,渗透率级差越⼤,则不出液厚度越多,层间⼲扰越严重。

(5)沉积微相影响系数Ksh 。

沉积储层的泥质
23 吐哈油⽓ 2008年
含量越⾼,流体渗流阻⼒越⼤,产液量越低。

实际
计算过程中,可以采⽤流动单元划分系数来代替沉积微相影响系数。

(6)油井对应的⽔井数N。

根据⼩层注采对应关系确定,⽆注⽔对应⼀般取0.2～0.5。

(7)注采井距D。

⼩层的产液量与油⽔井井间距成反⽐,井间距越⼤,在同⼀注⽔条件下,⼩层的产液量越⼩,反之亦然。

⽆注⽔对应⼀般取平均井距的1/3～1/2,或根据试井资料确定。

(8)⽣产压差△P。

分层压⼒测试资料或数值模拟结果确定,如果没有此项数据,可以取1,将各层视为同⼀⽣产压差下⽣产。

(9)措施调整系数R。

根据采油井采取的增产措施实际效果确定。

(10)⽔井⼩层累积注⽔量Q
i。

⼤多数情况下可以根据吸⽔剖⾯测试资料确定。

在⽆剖⾯资料的情况下,可以参考⽂献6的确定⽅法。

⽆注⽔对应⼀般取平均注⽔量的1/5～1/2。

(11)⽔驱系数I。

根据室内⽔驱油实验结果和实际⽣产动态综合确定。

以吐哈油⽥为例,总体上是见效区>⽔淹区>见⽔区,未见效区视其压⼒下降情况通过试算、拟合确定。

表1　温西3-518井劈分参数
层号K H Z G K sh N Q i I R D
S2-2
2
26.57.41.01.001.0525.50.71270
S3-1
2
26.28.21.20.970.9525.670.91280
S2-2
3
26.05.81.20.970.8535.121.01320
S3-1
3
21.35.70.90.800.7337.661.31320
S3-2
3
25.86.10.40.500.900.52.000.51160
3　实例计算
以温⽶油⽥温西3-518井为例,该井位于温
⽶油⽥的温西三区块,2003年8⽉相继射开S2-2
2
、
S3-1 2、S2-2
3
、S3-1
3
、S3-2
⽣产。

⾄2007年12⽉,累计
产液4.18×104t,累计产油2.43×104t。

2005年3⽉,该井进⾏的⼀次产液剖⾯测试显⽰,前4个层
为主要产液层,中间的S3-1
2、S2-2
3
见到了注⼊⽔,全
井⽇产液19.1t/d,综合含⽔25.1%。

按照前述⽅法,对该井分层产状进⾏了劈分。

第⼀步,进⾏产液量的劈分。

⾸先,按照各参数取值⽅法确定了分层的参数值,见表1。

然后计算出分层相应的液量劈分系数,最终得到分层产液量。

两种⽅法计算结果对⽐表明(图4、表2),改进后的动态法误差更⼩、精度更⾼,基本反映了油层的实际动⽤状况,可以⽤来指导油井分层的调控措施。

图4　温西3-518井分层产液劈分对⽐
表2　两种⽅法劈分效果对⽐(产液)层号
测试
(t/d)
劈分(t/d)误差(%)
⼀般
动态法
改进的
动态法
⼀般
动态法
改进的
动态法
S2-2
2
4.0
5.0 3.62
6.210.2
S3-1
2
4.9
5.8 5.519.012.3
S2-2
5.3 5.4 5.1 2.6 2.9
S3-1
1
4.8 2.6 4.944.9 1.4
S3-2
3
0.20.20.030.075.9
第⼆步,确定见⽔区和⽔淹区含⽔范围。

⼀般来说,油⽔分布图上的见⽔区含⽔介于20%和前缘后对应的含⽔之间,⽔淹区⾼于前缘后对应的含
⽔。

根据油⽔分布图判断,S3-1
2
、S2-2
3
分别已经见到了温西3-508的注⼊⽔,且处于见⽔区。

根据温西三区块相渗实验结果,其前缘和前缘后含⽔饱和度分别为0.63和0.69,利⽤分流公式可计算出相应的地下含⽔。

计算结果表明,其前缘和前缘后含⽔饱和度对应的地下含⽔分别为65.3%和93.4%,换算成地⾯含⽔分别为47%和87%。

第三步,进⾏含⽔率的劈分。

根据上步计算结
果及动态分析认为,S3-1
2
和S2-2
3
处于同⼀含⽔级
别。

但S3-1
2
由于注⽔量相对较⼤、井距较⼩(该井
为斜井),判定其含⽔应⾼于S2-2
3。

由此,确定了该井分层含⽔的约束条件如下:①由分层含⽔叠加
的含⽔率应等于全井含⽔率;②除S3-1
2
和S2-2
3
外,
其余层的含⽔率为零;③S3-1
2
和S2-2
的含⽔变动
范围在20%～70%之间;④S3-1
2
含⽔率要⾼于
S2-2
3。

根据以上约束条件,采⽤规划求解的办法,就
33
第13卷　第1期李君芝:⼀种改进的分层产液(油)量劈分⽅法
可⽅便的求出S3-1
2和S2-2
3
的含⽔率(表3)。

与测
试值相⽐,全井含⽔相差约5%,分层差值控制在10%以内。

对于中含⽔井来说,这是完全可以接受的。

分层的产液和含⽔率确定以后,分层产油量也就可以计算出来了。

表3　温西3-518井含⽔劈分结果
层号
测试
产液
(t/d)
产油
(t/d)
含⽔
(%)
劈分含⽔
(%)
差值
(%)
S2-2
2
4.04.00.00.00.0
S3-1
2
4.92.451.060.99.9
5.33.043.753.59.6
S3-1
3
4.84.80.00.00.0
S3-2
3
0.20.20.00.00.0
合计19.114.325.130.35.2
4　模型的应⽤延伸
4.1　评价分层储量动⽤状况
当油⽥开发进⼊中后期后,由于油层⽔淹程度⾼、剩余油⾼度分散,利⽤常规⼿段难以准确评价分层的储量动⽤状况,给后期的调整挖潜带来了很⼤困难。

⽽利⽤改进的动态法则,可以⽐较准确的劈分分层产状,合理评估分层动⽤状况,为进⼀步深⼊开展油藏调控奠定基础。

4.2　评价分层注⽔结构
对于注⽔开发油⽥来说,有可能全井的注⽔是合理的、分层的是不合理的。

此时,就有必要以井组为单元、⼩层为对象,研究其注采状况的匹配关系。

⽐如,⼩层井组的采液强度、井组注采⽐是否合理等与油⽥开发效果息息相关的问题。

通过⼀段时间不间断的研究,就可以明确分层不合理的注⽔井组,在此基础上可以进⼀步开展注采关系调整研究。

4.3　指导分层量化配注
⽬前很多油⽥分层配产配注合格率不⾼,难以实现注⽔量的有效转移,导致剖⾯动⽤状况不理想,主产区地层压⼒持续下降。

利⽤本⽅法搞清储层注⼊采出状况后,就可以根据确定的不同见效、⽔淹级别的合理注采⽐确定出注⽔井分层合理的注⽔量,达到未见效区强化、⽔淹区控制的⽬的,最终通过注⽔结构的调整,来实现产液结构的调整,减缓油井⾃然递减。

5　结　论
(1)改进后的动态劈分模型,充分和油⽔分布图相结合,核⼼是将地下动态反映出来,更加符合⽔驱油⽥开发规律,具有精度⾼、简便易⾏的特点,适合在没有产液剖⾯的情况下应⽤。

(2)以室内⽔驱油实验结果为依据,提出了利⽤规划求解来劈分油井分层含⽔率的思路和⽅法,经验证明具有较强的可操作性。

(3)准确的参数取值、合理动态参数的确定以及科学的室内⽔驱油实验是此法能取得较好效果的保证。

(4)改进后的动态劈分法应⽤范围较⼴,在分层动⽤状况评价、分层注采状况评价以及分层量化配⽔等⽅⾯具有较好的应⽤前景。

符号注释
C j──⼩层劈分系数,f;
n──⽣产层数,层;
R──措施增产系数,f;
Y j──⼩层劈分条件值,f;
Y’
j
──考虑措施增产后的⼩层劈分条件值,f;
K j──储层渗透率,10-3µm2;
──油层有效厚度,m;
Z j──油⽔井连通系数,f;
G
j
──由渗透率级差确定的层间⼲扰系数,f;
K
sh,j
──沉积微相影响系数,f;
N j──⽔井对应油井数,⼝;
ΔP──⽣产压差,MPa;
Q ij──油井为中⼼的注⽔井分层注⽔量,103m3;
I
j
──⽔驱系数,f;
D
j
──油⽔井井距,m;
f w──含⽔率,f;
K
r o
──油相相对渗透率,f;
K r w──⽔相相对渗透率,f;
µ
o
──地层原油粘度,mPa?s;
vµw──地层⽔粘度,m Pa?s。

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An I m proved Splitti n g M ethod of Stra ti f i ed L i qu i d Producti on
L i Junzhi
(Research I nstitute of Exp l orati on and Devel opment,Tuha O ilfield,Petr oChina,Ha m i 839009,Xinjiang )
Abstract:Current s p litting method of p r oducti on status of oil p r oducer is based on the dyna m ic method of reservoir engineering p rinci p le,but is influenced by vari ous fact ors,and with not good effect of app licati on .By use of oil and water distributi on dyna m ic map of mature waterfl ooding stage,taking bl ock W enxi 3as an exa mp le,vari ous water drive para meters reflecting fluid p r oductivity of reservoir and at vari ous water cut stages in different effectives and water breakthr ough and water fl ooded regi on are matched;calculati on model of s p litting coefficients of stratified p r oducti on status is raised .Verified by actual data,the model is well -adap ted in waterdrive sandst one reservoir,and with comp leted design,easy and si m p le app lying .It can guide the stratificati on study on oil p r oducer and p r o 2vide base f or stratificati on quantizati on injecti on all ocati on f or water fl ooding wells .
Key words:stratified p r oducti on status;oil and water distributi on map;W en m i oilfield;s p litting coefficient
吐哈油⽥公司吹响新年油⽓勘探号⾓
近⽇,吐哈油⽥油⽥公司2008年⾸轮11⼝预探井位正式敲定。

其中吐哈盆地确定正式井位4⼝、预备3⼝;三塘湖盆地正式井位3⼝、预备1⼝。

⾸轮井位的敲定吹响了油⽥公司油⽓勘探的新年号⾓。

今年,油⽥公司油⽓勘探的重点在三塘湖盆地,主攻马朗凹陷东北⿐隆区,整体控制⽯炭系油藏规模,扩展勘探盆地南缘⼭前冲断带,扩⼤储量规模;甩开预探盆地外围凹陷,准备勘探后备领域。

在吐哈盆地,精细勘探台北凹陷西缘侏罗系复合性油⽓藏,准备优质建产区块;扩展鲁克沁稠油,增加⽯油储量;加⼤天然⽓新领域勘探,优选钻探胜北12号、核桃沟1号和⼤步2号,实现天然⽓储量规模增长。

在2007年储量任务已经落实的情况下,油⽥公司勘探科研技术⼈员毫不放松,积极谋划2008年的勘探领域和⽅向,在三维地震资料精细解释基础上,依据最新钻探成果,进⼀步深化⽯炭系油⽓成藏条件地质认识,解放思想、着眼⼤场⾯、⼤胆甩开,紧密围绕条湖、马朗两凹陷四个古⿐隆带,⽴⾜⽯炭系富油凹陷和油⽓运聚单元,精细论证后提交4⼝区域探井。

其中3⼝探井沿马朗凹陷东北⿐隆区继续甩开,整体控制⽯炭系含油范围和储量规模,部署在北⼩湖⿐隆带的⼀⼝探井,希望能拓展新的勘探领域。

同时,公司勘探部门部署马南三维地震资料采集⼯作,以落实⽜东构造带东南部卡拉岗组⽕⼭岩风化淋滤带平⾯展布特征,精细刻画卡拉岗组风化淋滤带构造细节和内部结构,为今后的探井部署提供资料保障。

区域探井和地震部署⽅案已得到股份公司的肯定和⼤⼒⽀持,盆地⽯炭系油⽓勘探⼤有可为。

此次井位确定会采⽤“背靠背”式汇报⽅式,由油⽥公司勘探开发研究院、东⽅物探公司乌鲁⽊齐分院和⼯程技术研究院的科研⼈员分别单独向公司勘探专家组详细汇报拟提交的钻探⽬标的构造特征、地质条件、油⽓成藏综合评价等上钻依据,最终经过专家组成员讨论,共同审核优选后顺利敲定。

5
3第13卷　第1期李君芝:⼀种改进的分层产液(油)量劈分⽅法。