油田含水变化规律
底水油藏水平井含水上升规律影响因素分析——以南海东部A油田为例
227在底水油藏的开发过程中，水平井因其具备生产井段较长、泄油面积广、井底压降较小等优势被广泛采用于各大油田。
底水油藏往往存在非均质性严重、底水层活跃以及地层原油黏度较高等特点，深入研究底水油藏水平井含水上升规律对于实现其高效开发具有重要意义。
A油田位于珠江口盆地北部坳陷带，储层属于中—高孔隙度（21.5%～31.5%）、特高渗透率（1255.8～6042.7mD）储层，夹层分布广泛；纵向上分布着29个底水油藏，呈现“上稠下稀”的分布特点，底水能量充足。
在开发因素基本相同条件下，不同含水上升规律主要是多种地质油藏因素的共同耦合的结果[1-3]。
以往对含水上升规律影响的研究较多着重单一的开发参数，理论公式又不能全面地表征各种地质油藏参数的影响。
本文基于油藏实际数据，建立油藏典型模型。
根据对A油田油藏的实际动态分析，得出不同水平井含水上升模式及其影响因素，在此基础上进行正交试验，基于油藏数值模型进行多因素分析，找出主控因素[1]。
1 区块含水特征分析截至2022年底，A油田底水油藏共有开发水平井51口，综合含水率为97.6%，采出程度为45%，其中46%的井含水率大于60%。
含水上升模式总体可分为四类：Ⅰ “厂”型，Ⅱ “凸”型，Ⅲ 过渡型“凸”线，Ⅳ “S”型。
针对不同的含水上升模式，使用七个特征值：N 0，N 1，K 1，f 1，N 2，K 2，f 2和2个初期指标（如图2）来对四种类型进行了定量描述。
针对四种含水上升模式，从油水黏度比、夹层位置和夹层大小、水油厚度比、油柱高度等角度进行多因素分析。
经过统计南海东部A油田实际动态，得到不同因素影响下的四种含水上升模式，如表1-2所示[2]。
底水油藏水平井含水上升规律影响因素分析——以南海东部A油田为例税敏1 彭攀1 郑洁21.中海石油（中国）有限公司深圳分公司 广东 深圳 5180002. 中海油研究总院有限责任公司 北京 100028摘要：南海东部A油田是典型的底水油藏水平井增产改造开发区，在开发过程中，不同油层与油井含水上升规律存在明显差异，制约了该油藏的高效开采。
含水上升规律
0.5
1.0
Rr
1.0 直井
fw 0.5
00
水平井与油水界面平行，则底水的
驱替效果较好；
水平井与油水界面存在一定的角度，
斜井 水平井
则驱替效果变差； 用直井开采底水油藏的效果一般都
较差。
0.5
1.0 水平井不见水则已，一见水即被水淹。
Rr
四、流体性质
驱替流体和被驱替流体的性质对含水率上升曲线的形态会产生一定
（2）查出Np2对应的lnWp2，由该三点确定C值，这三点满足：
由上式可以解出C值：
ln(WP1 C) BNP1 A ln(WP2 C) BNP2 A ln(WP3 C) BNP3 A
C W2P2 WP1WP3 WP1WP3 2WP2
例题：表1是某油田的开发数据，试确定其校正水驱规律的公式，并确 定其可采储量。
的影响。
1.0
fw
R低
1
fw
1
w
k ro
o krw
0.5 R高
μR↑，水的流动能力↓ ，油的流动能 力↑，见水越晚，含水上升速度越慢。
怎样提高采收率？
00
sw
1.0
➢ 加入增粘剂，提高注入水的粘度，提高水驱替原油的能力，是常用的EOR
方法之一。
➢ 通过热力学方法降低原油的粘度，提高原油的流动能力是常用的热力采油
1.0 凸
fw 0.5
油田见水早 无水采油期短 早期含水上升快 晚期含水上升慢
中-高含水采油
00
0.5
1.0
开发效益较差
Rr
R rabln1fw
1.0
凸
fw 0.5
00
0.5
Rr
油藏
油藏第一章1．储集层（孔隙开度较大的岩石层）非储集层（孔隙开度较小的岩石层）水平、倾斜储层无法聚集油气。
2. 圈闭：定义：能够阻止油气继续运移、并能遮挡油气，使其聚集起来的地质构造。
构成要素：储集层（储集油气的岩石层）、盖层（阻止油气向上运移的岩石层）、遮挡物（阻止油气侧向运移的岩石层）。
圈闭大小度量参数：溢出点（圈闭中油气溢出的地方）、闭合高度h（圈闭的t（通过溢出点的闭合等高线所包最高点与溢出点之间的垂向距离）、闭合面积At围的面积）。
：V ct=A t hφ(1-S wc) h—储集层的厚度圈闭容积Vct3. 油藏：定义：单一圈闭中被油气占据的部分，称作油气藏。
（08年已考）度量参数：油水界面、油柱高度h o、含油面积A o。
油藏容积：V c=A o hφ(1-S wc)圈闭充满系数：油藏容积与圈闭容积的比值。
β= V c/V ct4. 油藏地质条件：生油岩、油气生成、油气运移、储集层、盖层、圈闭、保存条件。
5. 油藏力学条件一：同一个油藏应具有统一的油水界面，不同的油藏应具有不同的油水界面。
6. 油藏力学条件二：同一个油藏应具有统一的压力系统，不同的油藏应具有不同的压力系统。
7. 油藏分类：岩性圈闭孔隙流体接触关系（边水油藏、底水油藏）底水油藏：如果油藏的内含油面积为0，即油藏的整个含油面积全部与底水接触，这样的油藏称作底水油藏。
（示意图10年已考）边水油藏：如果油藏的内含油面积不为0，即油藏只有部分含油面积与底水接触，大量的地层水位于含油边界以外的区域，这样的油藏称作边水油藏。
（示意图已考）8．地质储量：特定地质构造中所聚集的油气数量。
分为静态地质储量和动态地质储量。
动态地质储量与静态地质储量的比值，称作储量的动用程度。
可采储量：在目前技术经济条件下, 可以采出的地质储量。
采收率：可采储量与地质储量的比值。
静态地质储量：采用静态地质参数（如含油面积和储集层厚度）计算的地质储量。
动态地质储量：在油气开采过程中采用动态生产数据（如油气产量和地层压力）计算的地质储量。
浅析水驱油田含水上升规律及其应用
浅析水驱油田含水上升规律及其应用摘要：含水上升率与含水上升速度是反映油田地质因素和开发因素的综合指标，是评价油田开发效果和预测开发指标的核心指标。
基于甲型和丙型水驱曲线建立了含水上升率与含水率的理论关系式，指出水驱油田含水上升率至少有 2 种变化形态，可以利用其变化规律来判断水驱曲线的应用条件;分析指出含水上升率与含水上升速度之间为线性关系，斜率为地质储量采油速度，基于此建立了利用动态资料评价采油速度的方法，并同时给出了含水上升速度与含水率及采油速度之间的理论关系式，可以用来评价含水与采油速度的高低。
实例应用结果表明所得到的理论关系式具有良好的适用性，所得的研究成果对矿场应用和理论研究具有较高的借鉴意义和指导价值。
关键词: 含水率; 含水上升率; 含水上升速度; 采油速度引言含水上升速度、含水上升率和采油速度是评价油田开发效果和预测开发指标的核心指标，也是综合反映油田开发地质因素和开发效果的综合指标。
正确地认识油田含水上升规律，是实施油田各项技术措施实施的前提;只有充分认识油田含水上升规律，弄清哪些因素是必然的、哪些因素是人为造成的、哪些是可以通过后期措施加以调整的，才能为油田的开发、调整决策提供科学、合理的依据，为油田的高产、稳产打下坚实的基础。
一、含水上升率、含水上升速度与采油速度的含义含水上升速度指某一时间内油井含水率或油田综合含水的上升值，通常用月或年含水上升速度表示(式 1)。
δfw =ΔfwΔt=f w2 － f w1Δt (1)含水上升率在微观上指的是含水率对饱和度的偏导数［1］(如式 2)，通常应用平面一维水驱的Buckley － Leverett 方程进行计算，然而由于油藏的各种特殊性，很少有符合其理论上变化特征的规律，因而实际应用中通常指每采出 1% 的地质储量时含水率的上升值(如式 3)。
f' w =fw Sw (2)f' w =f w2 － f w1R 2 －R 1=ΔfwΔR (3)不难看出，含水上升速度是时间上的概念，它反映了油田含水率随开发时间的变化特征，而含水上升率不但包含了含水率的变化特征，还含了地质储量的概念。
油水运动规律
一、油水运动规律油水运动规律是油田地下地质情况和开发情况的综合反映，对油水运动规律的分析可对所建地质模型进行验证，以加深对油田地下地质情况的认识，为建立更精确的地质模型和后面的数值模拟服务。
1 油水运动规律的控制因素影响油运动规律的因素很多，总的来说可分为天然因素和人为因素。
(1)天然因素：天然因素主要包括构造因素和砂体所处的沉积环境、砂体展布方向及储层物性因素。
由于研究区为岩性油气藏，构造因素对油水运动规律的影响有限，因此在这里我们主要分析了沉积环境、砂体展布方向和储层物性对油水运动规律的影响。
通过对研究区储层非均质性和物性相关性的分析，我们发现塞160井区油层物性整体较差，但是储层非均质性较弱，储层物性同砂体展布方向之间存在较强的相关性，注入水沿砂体方向推进速度较快，主向油井容易受效，侧向油井受效不明显。
数值模拟发现主向渗透率是侧向的1.5～5倍，平均为3倍左右。
影响油水运动规律的另外一个很重要的因素是微裂缝。
研究区微裂缝和动态分析结果均表明，区内微裂缝较为发育，特别是在西南部裂缝性见水非常明显。
一般情况下微裂缝应该的闭合的，随着注水时间的增加，注水压力的上长升，微裂容易开启，形成高渗通道，控制水线推进方向。
注入水在纵向上的运动情况主要受沉积旋回控制，在沉积环境相同或相近的情况下，具正粒序的储层，下部注入水推进速度快，而具反粒序的储层则上部注入水推进速度快。
(2)人为因素：影响油水运动规律的人为因素主要为射孔层位和井网方向。
开发初期由于对地质体认识不够清楚，使得身射孔具有一定的盲目性。
本次研究表明部分注采井间小层不对应，结果注水困难，采油井相应层不受效；此外，油、水井射开了沿古水流方向的相应小层，而没有射开垂直或斜交于古水流方向的相应层位，由于古水流方向一般渗透率较大，水流通道通畅，易发生水窜，造成主向油井水淹。
因此，在油田开发过程中要及时对地质体进行更深层次的研究，并充分利用射孔这一人为因素，有针对性的对地下油水的流动进行控制，以达到增产的目的。
油井含水急剧上升的原因探讨
一般从两方面入手：1、含水上升主要是由于注入水引起的含水上升分析日注水量（注水强度）与含水的关系，注水强度大的下调注水，注水强度低的上调注水（特别是有孔隙水的高水饱油藏来说，这点尢为重要）如果是因裂缝引起的含水上升，一方面化堵调剖面、封堵高含水层，动用其它层，一方面停注，另外就直接转注如果是尖峰吸水引起注入水突进的，采用下调注水、剖面改造等方法2、含水上升主要是由于油井引起的分析采液强度与含水的关系，确定合理的采液强度（对于底水油藏、油水粘度比大的油藏来说，非常重要）分析流压（动液面）与含水、产量的关系，适当提高流压如果剩余油低（一般油井含水缓慢自然上升，采出程度高）的井，提高采液量对于油井含水上升，我认为主要从下面几点入手1.首先分析含水上升原因，通过化验鉴定水的矿化度，从而判断水的来源。
2.若水是来自生产层位，说明是水淹或根据地质图件判断出水具体层位，若是来自地表水，说明是窜层或上部有漏点，则可以通过找漏等措施，判断漏点以后，执行堵漏。
3.生产层位出水一般根据隔层厚度的大小，采取的措施有卡堵、填砂、注灰、打桥塞等措施实现分层开采的目的。
4.水淹层则可以采取调整对应水井的注水量，调驱等措施达到控制含水上升的目的。
1、油井含水急剧上升的危害当油井的含水达到98%时，意味着油井失去了开采价值，可见含水对油井生产的重要性，油井含水急剧上升对油井的生产造成很大的影响，首先是减缓了单井的采油速度，由于含水的急剧上升，造成日产油量急剧下降，从而减缓了单井的采油速度；其次是由于含水急剧上升，造成油层内大量原油开采不出来，从而降低了区块的采收率；再次，由于局部油井含水的急剧上升，造成注入水沿水线突进，一方面造成局部油层水淹，另一方面造成平面矛盾加剧，使其他区域油层注水见效慢或没有注水效果。
2、油井含水急剧上升的原因油井含水急剧上升是多方面原因造成的，分析研究以下几种情况。
2.1油井措施后含水急剧上升。
油井酸化措施后，含水急剧上升，而且一直居高不下，分析原因，一方面是酸化措施时，喷挤酸化液压力过大，造成油层裂缝增多，从而水线推进通道增多；另一方面酸液的浓度较高，酸液与疏通了高渗层或底水。
油藏工程水驱
求：地质储量，画出水驱曲 o/ Boi =7934×10.17×0.26×0.837×0.86/1.22 =12543吨 基本水驱曲线 100000 甲型水驱曲线 10000
累积产水量
1000 100 10 0 2000 4000 累积产油量 6000 8000
与N及μo/μw有关，它们越大，A2越大
C De
cSwc
cS oi B2 2.303 N
B2与N有关，N越大，B2越小
• 甲型水驱曲线也可写成：
lg(Wp C) A2 2 Ro
cS oi 2 B2 N 2.303
•lg(Wp+C)~Np呈直线，随含水上升和Wp增加，C的影 响减小，中后期半对数图上可得直线。 C的确定 在研究数值范围内取Np1、Np3，然后计算其中点 由Np2查的Wp2(生产数据表 ） N p1 N p 3 N p2 求C值 2 2 W p1 W p 3 W p 2 C W p1 W p 3 2W p 2
N p S oi N
Np o Bo w 1 WOR expc S wc S oi o Bo w d N
取对数
cN p Soi o Bo w cSwc lgWOR lg do Bo w 2.303 2.303N
• 影响因素：相渗曲线：c,d,Swc,Sor；
非均质性越严重直线段出现越晚； 原油粘度越大直线段出现越晚
• 甲乙型水驱曲线比较
–甲型Np、Wp规律性较强，而WOR为瞬时 指标，变化多 –甲型变化缓慢，直线段出现晚，难判断 –两条曲线互用，可判断直线段出现时间
例：大庆油田511井组小井距注水开发实验区， 511井控制含油面积A=7934 m3，he=10.17 m, ф=0.26, soi=0.837,Swc=0.163, μo=0.7cp, Boi=1.122, Bw=1.0,γo=0.86, γw=1.0。其它的生 产数据见表。
油田含水规律的研究和预测
o 一、水驱油田含水采油期划分与含水上升规律●1.水驱油田含水采油期划分(1)无水采油期：含水率小于2%； (2)低含水采油期：含水率2%~20%； (3)中含水采油期：含水率20%~60%； (4)高含水采油期：含水率6%~90%； (5)特高含水采油期：含水率大于90%。
●2.含水上升规律生产实践表明，一个天然水驱或人工水驱的油藏，当 它全面开发并进入稳定生产以后，其含水达到一定程度并 逐步上升时，将有关的两个动态参数在单对数坐标纸上作 图，可得到明显的直线关系，称该曲线为水驱特征曲线。
6-2 油田含水规律的研究和预测油田含水规律的研究和预测o 一、水驱油田含水采油期划分与含水上升规律这条直线一般从中含水期 开始（含水率20%左右）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，直线性质始终保持 不弯，当注采方式变化后，则 出现拐点，但直线关系仍然成立。
人们就可以运用这一定量规律来描述和预测各油田在 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。
6-2 油田含水规律的研究和预测油田含水规律的研究和预测 水驱曲线o 二、水驱特征曲线的类型及基本关系式●1.甲型水驱曲线水驱油藏含水达到一定程度后(一般在中、高含水期)， 累积产油量与累积产水量的关系曲线在半对数坐标上是一条 直线，其基本关系式为：★常数a的物理意义； ★水驱曲线形态与开发效果。
●2.乙型水驱曲线甲型水驱曲线表达式中各项分别对时间求导后，得到水 油比与累积产水量的关系为：6-2 油田含水规律的研究和预测油田含水规律的研究和预测 aN b W p p / lg lg + = a W Q Q WOR Pw 3 . 2 0== )1 3 .2 ww P f fa W - = （ 或：o 二、水驱特征曲线的类型及基本关系式将水油比与累积产水量的关系代入甲型水驱曲线表达式中，得： 即：其中：●3.无量纲水驱特征公式甲型水驱公式中各项除以原始地质储量得：优点：无论油田大小如何，均可用同样的无量纲参变量表达，数值大小不同反映效果不一样。
水驱特征曲线分析
• 乙型水驱曲线为： log(WOR)=-1.824＋5.33×10－4Np
第三节 产量递减规律
• 油田开发的基本模式
任何驱动类型和开发方式的油气田，其开发的全过 程都可划分为产量上升阶段、产量稳定阶段和产量 递减阶段。
– 油藏投产阶段：井数迅速增加，注采系统逐步完善；采 油量很快达到最高水平。
影响因素：相渗曲线：c,d,Swc,Sor；
非均质性越严现越晚
• 甲乙型水驱曲线比较
– 甲型Np、Wp规律性较强，而WOR为瞬时 指标，变化多
– 甲型变化缓慢，直线段出现晚，难判断 – 两条曲线互用，可判断直线段出现时间
例：大庆油田511井组小井距注水开发实验区， 511井控制含油面积A=7934 m3，he=10.17 m, ф=0.26, soi=0.837,Swc=0.163, μo=0.7cp, Boi=1.122, Bw=1.0,γo=0.86, γw=1.0。其它的生 产数据见表。
求：地质储量，画出水驱曲线，预测水驱的最 终采收率。
解： N=Aheфsoiγo/ Boi =7934×10.17×0.26×0.837×0.86/1.22 =12543吨 甲型水驱曲线
曲线的校正，选取三 点，计算出C值的大小。 C=100。
log（Wp+c）＝1.215+5.25×10－4Np
• 由甲型水驱曲线
第二节 水驱特征曲线分析
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，1930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。
油田开发中与含水有关的指标
油田开发中与含水有关的指标1、综合含水率1）定义：是指月产水量与月产液量的比值，是反映油田原油含水高低（出水或水淹程度）的重要标志，符号为fw，用百分数表示。
2）计算公式：综合含水率（fw）=月产水量/月产液量×100%2、含水上升速度1）定义：油田见了水后，含水量将随采出程度的增加而上升，其上升的快慢是衡量油田注水效果好坏的重要标志。
可以按月、季或年计算含水上升速度，也可以计算某一时期的含水上升速度。
含水上升速度是指单位时间内含水上升的数值，与采油速度无关。
2）计算公式：年含水上升速度=（本年末综合含水率fw1-上年末综合含水率fw2）月含水上升速度=（本年末综合含水率fw1-上年末综合含水率fw2）/12=年含水上升速度/123、含水上升率1）定义：指每采出1%地质储量含水上升的百分数。
（现场一般不用百分数表示）2）计算公式：含水上升率=（fw1- fw2）¬/（R1- R2）式中：fw1——报告末期（本年末）的综合含水，%；fw2¬——报告初期（上年末）的综合含水，%；R1——报告末期（本年末）的采出程度，%；R2——报告初期（上年末）的采出程度，%。
或含水上升率=（fw1- fw2）/采油速度采用堵水方法有1、复合堵水技术①作用机理注入常规活化稠油堵剂后，采用少量的高强度聚合物堵剂封住乳化稠油堵剂的后缘，使相对强度较低的活化稠油，在油井生产时延长反吐时间，提高了堵水有效期。
②选井条件：A: 活化稠油堵水效果越来越差的油井；B: 含水较高，一般大于85％；C: 具有一定的油层厚度和层数，一般油层厚度大于5m，层数大于3以上；D：油井出砂不严重，泵的工作状态良好。
2、高强度化学堵水技术①技术机理：高强度化学堵水技术是常规凝胶型堵剂的发展，它通过交联方式的改变及有机、无机添加剂的加入，使凝胶体的强度、弹性进一步提高，从而增加了堵剂的封堵效率，延长堵水有效期。
所用原料为聚丙烯酰胺、交联剂、油溶性树脂及惰性颗粒等组成，其中聚丙烯酰胺做为堵水剂主要基料，注入地层后，在水层凝胶良好，在油层中凝胶较差，具有一定的选择性。
油田含水变化规律分析方法
七、油田含水变化规律在油藏注水开发过程中，随着注水工作的不断深入，油井逐渐见水，且含水率将不断升高，含水上升必然影响油田的产量和有关的开发技术政策，给油田开发带来一系列这样或那样的问题，因此研究含水上升规律，根据含水上升规律和特点，控制或延缓含水上升速度，对于保持油田稳产、降低开采成本非常重要。
(一)理论变化分析 1、理论特征3-7-1含水率的变化受多种因素影响，如岩石的润湿性、储层的非均质性、原油性质、油藏类型、注采井网和注采条件等等，因而实际油藏含水率的变化非常复杂，只能进行宏观分析。
⑴油藏类型影响：不同的油藏类型，含水上升规律不同。
底水或边水活跃的油藏，在稳定开采、保持合理采油速度的情况下，无水采油期长、含水上升慢，但油井一旦见水，含水上升就比较快；人工切割注水开发的油藏，因受注采井距大小、油藏非均质性、注水和采油强度等多种因素影响，往往无水采油期短、早期含水上升速度要明显大于底水或边水活跃的油藏。
⑵原油性质不同，含水上升规律不同：多数层状砂岩油藏，因原油性质的差异，油水粘度比不同，含水上升规律表现出不同的特点，一般来说都符合以上所描述的三种模式或者介于它们之间。
⑶含水率与含水上升率的关系：含水率变化规律也就是随着地层中含水饱和度的增加，油井产水率的变化情况。
含水上升率则指每采出1%的地质储量含水率变化的幅度。
判断一个油藏在某一含水阶段开发效果的好坏，通过评价含水上升率指标是油藏开发中常用的方法之一。
通常的做法是应用相对渗透率曲线求得油藏的含水上升率理论曲线，然后与油藏的实际含水上升率比较，如果实际的含水上升率小于理论含水上升率，则认为油藏开发效果好，反之则认为开发效果不理想。
理论含水上升率计算方法如下：根据油田测得的相渗曲线，应用分流量方程计算含水率。
owKw Ko o Ko w Kw w Kw Qo Qw Qw fw μμμμμ⋅+=+=+=11///实际工作中为了便于应用，将油水相对渗透率的比值表示为含水饱和度的函数。
第10章 含水上升规律
非均质
fw 0.5
均质 0 0 0.5 Rr 1.0
•非均质强，凸性强，见水早，开发效果差 •均质性强，凹性强，见水晚，开发效果好
二、平面驱替方式
ER EV Ed
•体积波及系数 •面积波及系数
As
EV EA EZ
As EA A
A
变量
均匀驱替
四向驱替
1方向最低。
二向驱替
• 均匀驱替的面积波及系数最高，
ln Rwo c bNp
ln Rwo c bNp c bNw
bNw 17.25 c ln b a
lnRwo
Np Nw
ln Rwo c dRo
•水驱控制储量
Nw N •水驱控制程度
lnWp
•判断措施效果
开发调整成功
Np
lnWp
开发调整失败
Np
预测可采储量
对t求导并整理
1nWP a bNP
dN p 1 dWp b Wp dt dt
qw Rwo qo
qw dWp dt
qo dN p dt
ln Rwo a ln b Np b
（橘黄色），它是一条直线，其斜率
为0.151万吨。 当fw=98%时可以确定可采储量：
ln W p c a bN p fw WOR 49 1 fw WP WOR 49 324.5 b 0.151 ln(WP 2.457) 2.1174 0.151 N P ln(324.5P 2.457) 6.165
舌进
一向驱替
• 注入水沿压力梯度方向优先驱替
（舌进）导致驱替方向越少，油 层的采出程度越低，越早见水， 含水率曲线的凸性越强。
影响油田含水上升规律的地质因素分析
艺 ６ ０
差
’
。
７ ０
、
ｆ
／ ／ ／
，
，
０
／ ／
／
图 １ 油层非均质性对含水上升率影响数模关系 曲线
／ ／／
／珂
／
Ⅱ
一
２ 油水 粘 度比 高 ， 合含水 与采 出程 度关 系 曲线 凸 综
向含水 轴
，
／
，
／
／
／
图 ３ 水 驱砂 岩油 藏 含 水 率 与 采 出 程 度 关 系
粘 度 比的增 加 ， 高含 水 期 的含 水 上升 速 度会 大 副 中
度加大 。
第 一组 油 藏 油水 粘 度 比在 ３左 右 ， 组 油 藏 含 这 水 率 曲线沿坐 标 的对角 线延 伸 ， 整个 开发 过程 中 ， 在
影 响油 田 含 水 上 升 规 律 的 地 质 因素 主 要 有 三
项 ： 是油 层 的非 均质 性 ； 是 原 油粘 度 ； 是 含水 一 二 三
阶， 不同 的含水 阶段 ， 含水 上 升规律 有很大 差别 。 １ 非 均质 性严重 ， 水上升 速 度快 含 为 了研 究 油 层 非 均 质 性 对 含 水 上 升规 律 的 影
含水上升速度几乎保持不变 。
收稿 日期 ：０ ８ ２ ５ ２ ０ 一Ｏ —１ 作 者 简 介 ： 通 燕 （９ ２ ） 男 ， 龙江 大 庆 人 ， 理 工 程 师 ， 事 油 藏 开 发 管 理 工 作 。 舒 １７－ ， 黑 助 从
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２０ 年第 １ 期 ０８ ３
［］ 俞 启 泰 ．关于 广 义水 驱特 征 曲线 ．石 油 学报 ， １
［ ］ 秦 同洛等 ．实用 油藏 工程 方 法 ．北 京 ： 油 工 ２ 石
油田含水率计算
油田含水率计算
油田含水率是指油井、井眼或采出的原油中所含水分的百分比。
油田含水率的计算是油田开发和生产中必不可少的一项工作，能够帮助评估油田的开发程度和生产效率，为油田管理者提供科学的决策依据。
油田含水率的计算方法有多种，常见的方法包括重量法、容积法、组合法等。
其中，重量法是一种较为常用的方法，其计算公式为：含水率 = (水的重量/原油的重量) × 100%。
容积法则是根据原油和水的密度差异计算含水率，其计算公式为：含水率 = (水的体积/原油的体积 + 水的体积) × 100%。
组合法则是综合利用重量法和容积法的优点进行计算，其计算公式为：含水率 = (水的重量/原油的重量 + 水的体积/原油的体积) × 100%。
在实际应用中，计算方法的选择应根据具体情况来确定。
同时，在进行含水率计算时，还需注意所采用的样品是否具有代表性，样品的采集和处理是否规范等因素。
只有在严格的质量控制下，才能够获得准确可靠的含水率计算结果，为油田管理提供可靠的数据支持。
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油田含水变化规律在油藏注水开发过程中，随着注水工作的不断深入，油井逐渐见水，且含水率将不断升高，含水上升必然影响油田的产量和有关的开发技术政策，给油田开发带来一系列这样或那样的问题，因此研究含水上升规律，根据含水上升规律和特点，控制或延缓含水上升速度，对于保持油田稳产、降低开采成本非常重要。
(一)理论变化分析1、理论特征3-7-1含水率的变化受多种因素影响，如岩石的润湿性、储层的非均质性、原油性质、油藏类型、注采井网和注采条件等等，因而实际油藏含水率的变化非常复杂，只能进行宏观分析。
⑴油藏类型影响：不同的油藏类型，含水上升规律不同。
底水或边水活跃的油藏，在稳定开采、保持合理采油速度的情况下，无水采油期长、含水上升慢，但油井一旦见水，含水上升就比较快；人工切割注水开发的油藏，因受注采井距大小、油藏非均质性、注水和采油强度等多种因素影响，往往无水采油期短、早期含水上升速度要明显大于底水或边水活跃的油藏。
⑵原油性质不同，含水上升规律不同：多数层状砂岩油藏，因原油性质的差异，油水粘度比不同，含水上升规律表现出不同的特点，一般来说都符合以上所描述的三种模式或者介于它们之间。
⑶含水率与含水上升率的关系：含水率变化规律也就是随着地层中含水饱和度的增加，油井产水率的变化情况。
含水上升率则指每采出1%的地质储量含水率变化的幅度。
判断一个油藏在某一含水阶段开发效果的好坏，通过评价含水上升率指标是油藏开发中常用的方法之一。
通常的做法是应用相对渗透率曲线求得油藏的含水上升率理论曲线，然后与油藏的实际含水上升率比较，如果实际的含水上升率小于理论含水上升率，则认为油藏开发效果好，反之则认为开发效果不理想。
理论含水上升率计算方法如下：根据油田测得的相渗曲线，应用分流量方程计算含水率。
实际工作中为了便于应用，将油水相对渗透率的比值表示为含水饱和度的函数。
Sw b e a KwKo⋅-⋅= 从而含水率可进一步表示为：bSwe a ow fw -⋅⋅+=μμ11用含水率对含水饱和度微分得：2)1(Sw b Swb e a ow e b a owSw fw ⋅-⋅-⋅⋅+⋅⋅⋅=∂∂μμμμ含水率对含水饱和度微分结果表示的实际意义：当含水饱和度增加1%时，含水率变化的幅度，也就是说采出程度增加1%时含水率变化的幅度，即含水上升率。
应用能代表油藏的相渗曲线，根据含水上升率的理论表达式，就可以计算owKw Ko o Ko w Kw w Kw Qo Qw Qw fw μμμμμ⋅+=+=+=11///油藏的理论含水率变化曲线。
跃地1块选跃西4井相渗曲线来研究油组的渗流特征。
应用琼斯的油水相对渗透率曲线与含水饱和度经验关系式，对原始数据进行拟合处理，从而得到拟合后的相渗曲线（见图10-19），进一步计算出理论含水和理论含水上升率（图10-20、10-21）。
表10-7 跃西4油水相渗数据表图10-19 跃西4相渗曲线0.10.20.30.40.50.60.70.80.9101020304050607080含水饱和度相对渗透率krokrw2、理论模型根据注水开发油田大量的生产资料统计，含水上升规律一般可分为三种基本模式：即凸型、S型和凹型。
高油水粘度比油田的含水与采出程度曲线呈凸型，开采特点为无水采油期短、油井见水早、含水上升快，高含水期是主要的采油期，开发效益相对差；低油水粘度比油藏无水采油期长、油井见水晚、含水上升慢，大部分可采储量在低含水期采出，开发效益较好；油水粘度比介于中间的为S 型曲线（见图10-18）。
⑴凸型曲线模型可用下式表征：)1ln(.fwt b a Rt -+=其中a 、b 为系数；Rt 为可采储量采出程度，小数； Fwt 为含水率，小数。
⑵S 型曲线模型可用下式表征： fwtfwtb a Rt -+=1ln.ln⑶凹型曲线模型可用下式表征： fwt b a Rt ln .ln += 具体的曲线形态见下图10-18(二)实际变化特征一般分析含水上升规律采用的是相渗理论分析法、图版法、水驱特征曲线法、模型预测法等，相渗理论分析法用于S 型类型油藏，往往误差较大，只是作为理论分析；水驱特征曲线法一般用于含水达到一定阶段，出现直线段后分析，用于油田开发中、后期；图版法、模型预测法主要用于初期投入开发的油藏。
对于如南翼山浅油藏这样初期开发的油藏来说，一般使用图版法和模型预测法分析。
利用油田开发数据，制作含水与采出程度关系曲线在童氏校正模版上如图4-1-10:4-1-10 I+II 和III+IV 油层组目前含水率与采出程度理论与实际关系曲线从图4-1-10可以看出，目前采出程度较低，含水较高，适用于童氏校正模版，I+II 和III+IV 油层组目前含水率较高，采出程度较低，开发效果较差；相对于I+II 油层组来说，目前III+IV 油层组含水处于稳定阶段，开发效果逐渐变好。
含水与采出程度关系曲线1020304050607080901000102030采出程度（%）综合含水（%）I+II油层组含水与采出程度关系曲线1020304050607080901000102030采出程度（%）综合含水（%）III+IV油层组1、童宪章图版分析3-7-2对于任何一个油藏，在注水开发的过程中，油水粘度比影响着阶段含水率和含水上升率，含水率与采出程度之间存在一定的内在联系。
按照童宪章推导出的水驱曲线关系式lg（fw/（1-fw））=7.5×（R-Rm）+1.69描述的含水率与采出程度的关系是一条大致S型曲线。
2、水驱系列法实际上含水率分析可以用水驱系列法，但是由于含水率变化大，只是作为分析用。
根据国内外典型水驱油田分析，采出程度与含水率关系曲线基本上可用五种形式表示，即凸型、凹型、S型及凸－S型、S－凹型。
共有七个表达式表示，见表8。
表8 水驱系列法线性方程及计算采收率表达式根据表中给出的七种表达式，利用濮城油田各开发单元实际开发数据进行回归处理。
选择相关系数最大，符合油藏地质特点和开发状况的合理表达式，求出相应的采收率。
3、初期含水率变化分析3-7-3.4.5对于不能用水驱曲线预测的含水率预测，提供三种预测方法。
①翁氏logistic 模型预测含水率3-7-3处于中低含水期的含水预测。
-----（1）式（1）看出，在半对数坐标上，可以得到ln （1/fw-1）与t 的直线关系，直线的截距为lnC ，直线的斜率等于-a 。
式中：fw —含水率，f ；t —开发时间， a ； a 、C —预测模型参数。
计算步骤：可通过式（1）通过回归选直线段起始点，计算直线的截距和直线的斜率。
依（1）式计算含水率fw 值。
②俞启泰模型预测含水率3-7-4 预测新油田的含水率。
atc fw -=-)ln()11ln(bbb b b b fw b fw b fw fw b fw bfwR ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯-++-+++-⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-++-+++-=222298.04))98.01(98.01()98.01(98.0198.024))1(1()1(12*-------------------（1）b 值与渗透率k 、地层原油粘度μo 有关并得出回归公式： lgb=0.0881476lgk+0.140041lg μo-0.190082 ---------(2) R*=NP/NR=NP/N/ER ----------（3） 式中：fw —含水率，f ；R*—可采储量采出程度，f ； K —渗透率，10-3μm 2； μo —地层原油粘度，mP .s NP —累积产油量，104t NR —可采储量，104t ER —采收率，% b —预测模型参数。
计算步骤：（1）由已知的累积产油量NP 及用经验公式计算的ER 或NR 以及地质储量N 代入式（3）求R*；（2）由式（2）计算b 值；（3）由式（1）迭代计算对应的fw 值。
③童氏校正曲线含水率计算3-7-5应用童氏校正曲线计算对应采出程度的含水率。
将童氏标准曲线公式修改为：lg[fw/(1- fw)+c]=7.5(R- E R )+1.69+a （1）(2)110495.7-=R E c(3)所以，对于不同E R 值，可依式(2)、(3)求出a 、c 值。
可按式（1）求出采出程度R 对应 fw 值。
4、含水上升规律变化模型特征分析3-7-6.7新区或开采时间不长的单元来说，一般应用理论含水特征即相渗理论分析今后含水变化，而对于跃1块含水已经达到90%，应该可以应用实际生产数据分析含水变化。
一般来说，实际分析含水变化的公式很多，上述的含水上升规律模型也是经常应用的方法之一。
但是现场应用时一般含水率变化大，回归计算波动较大，另外一般开始时也很难知道含水上升规律是三种模式即凸型、S 型和凹型其中的哪一种（图10-27）。
或者有的文章加上过渡曲线即所谓的五种变化规律。
往往对分析含水变化规律产生较大的误差，甚至错误。
本文推荐一种常用的应用累计产油与累计产水的关系，即张金庆水驱特征曲线的应用，一方面避免了含水率的波动，另一方面这种方法出现的直线段时间早，便于早期的预测分析，在现场应用取得较好的效果。
1、据张金庆水驱特征曲线的应用及其油水渗流特征(俞启泰油田开发论文集):3-7-6 --------------（1）-----------------------（2）------------------------（3） ------------------------（4）69.15.7lg -+=R E c a ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--=)1()1(1f a f f a b NP a a a c -++=49492*)(*)2(**)2(*R C R c aR R c aR fw -+--=2NP WP ba NP WP +-=式中：WP—累积产水量；104m3；NP—累积产油量，104t；NR—可采储量，104t；R*—可采储量采出程度，%；a、b、c—计算参数。
计算步骤：（1）由式（1）回归计算得某一时间直线段的a、b值；（2）由式（2）、（3）计算NR和c值；（3）由式(2)（4）计算今后已知NP或R*的f值。
计算结果，跃地1块2002年10月出现直线段，即含水87.9%。
b=812074.47，a=5.5322，相关系数=0.99849，C=1.467373，NR=55.34万吨，采收率R=30.05%。
与下面曲线对比，因为a大于1，从可采储量采出程度于含水率关系曲线（图10-28、10-29）可以看出，含水上升规律属于凸型。
图10-27 任丘油田、濮城沙(一)洋三木油田计算的与实际fw-R *对比 图10-28 跃地1块水驱曲线0.01.02.03.04.05.06.000.0000020.0000040.0000060.0000080.000010.0000120.000014WP/NPWP/NP22、据广义水驱特征曲线计算年度可采储量方法，俞启泰油田开发论文集：3-7-7 --------------（1）-----------（2）------（3）式中：WP —累积产水量；104m 3；NP —累积产油量，104t ；NR —可采储量（f=0.98），104t ；b a b b b b NR ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯-+++⨯=2298.04)98.102.0(98.102.098.0210WpLp b a Np lg lg -=b bb b b b f b f b f f b f fb R ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-++-+++-⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-++-+++-=98.04))98.01(98.01()98.01(98.0198.024))1(1()1(12*2222NRamx—含水为1.0的最终可采储量，104t；a、b、a’—计算参数。