水驱曲线法的分类
水驱特征曲线法对油田进行动态预测
水驱特征曲线法对油田进行动态预测作者：王天吉来源：《中国科技博览》2018年第25期[摘要]水驱特征曲线是人工注水开发或天然气水驱开发油田的特定固有规律，是研究油田含水规律、预测开采指标和标定可采储量最基础的方法。
利用水驱曲线法对油田数据进行分析，对制定最优油田开发方案，科学、经济、合理地开发气藏具有极为重要的意义。
[关键词]水驱特征曲线；采收率；可采储量；产量递减中图分类号：TE327 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）25-0009-011、几种水驱特征曲线分析通过第三章的推导，可以整理出目前我国矿场上最常用的四种水驱特征曲线：甲型水驱特征曲线；乙型水驱特征曲线；丙型水驱特征曲线；丁型水驱特征曲线。
1.1 水驱特征曲线的适用条件研究和应用表明，要正确应用水驱曲线，必须遵守以下3条原则。
（1）稳定水驱原则：关于水驱曲线的适用条件，我国和俄罗斯的研究者有一个共同的看法，即水驱特征曲线只适用于稳定水驱的条件；（2）直线段原则：水驱曲线大多数是两个系数的线性方程，用线性回归求得直线段的参数并外推预测指标是水驱曲线应用的基本方法；（3）含水率界限原则：水驱曲线只有在含水率达到某一值时，才出现直线段，称为初始含水率，因此水驱曲线必须在初始含水率出现以后才能应用。
1.1.1水驱特征曲线只适用于注水开发油田的某个阶段影响油田开发效果的因素有两个，一个是自然因素，一个是人为因素。
虽然可以看出这些规律的变化的总体趋势，但是想进行统一的描述却很难。
经研究表明，所有的水驱特征曲线都很难描述油田开发的全部过程，无一例外都是只能适用于油田含水的某一个特定阶段。
这既与在生产过程中不断调整油田生产措施有关，又与油田含水上升的基本规律相关联。
对于水驱特征曲线来说，水驱特征曲线的适用条件就是要明确适用的含水范围。
对于甲型（马克西莫夫—董宪章曲线）和乙型（沙卓洛夫曲线）水驱特征曲线来说，在高含水后期会产生上翘。
各种水驱特征曲线公式
1 b
(1 − (a(1 −
fw)) 2 )
12．采出程度-瞬时水油比法：（见胜利文档）
R=a+b*log ( 1 − 1) fw
13. 采出程度与含水的积-瞬时水油比法：（见胜利文档）
R*
f w =a+b*log (
1 fw
− 1)
14.采出程度-瞬时含油法：（见胜利文档）
R=a+b*log(1- f w )
18.采出程度-油水比法（S 型）：（见胜利文档）
R=a+b*[ 1 − log( 1 − 1) ]
fw
fw
19. 采出程度-瞬时含水法：（见胜利文档）
log(R)=a+b*log( f w )
R= 10a
*
f
b w
15.剩余油程度-瞬时含油法：（见胜利文档）
log(1-R)=a+b*log(1- f w )
R=1-10a * (1 − f w )b
16.采出程度-瞬时含水法：（见胜利文档）
log(R)=a+b* f w
R=10a+b* fw
17 采出程度-水油比法（凹形）（见胜利文档）
R=a+b*log( f w ) 1− fw
方法名称
回归公式
1. 甲型(马克西莫夫-童宪章): (见标准 P14) logWp=a+b*Np
水驱曲线
Np=
1 b
*
(lg(
0.4343 b
) fw
1− fw
−
a)
2.乙型(沙卓诺夫,超凸型,中低含水): (见标准 P14) logLp=a+b*Np
Np=
1 b
水驱特征曲线研究-老俞(六)
西帕 切夫
1987.12
0.724 1987.12～1992.12 0.3791 0.000064001 0.99998 14264 15625
沙卓 诺夫
1987.12
0.724 1987.12～1992.12 2.5843 0.0001421 0.9994 18291
张金 庆
1983.12
0.239 1983.12～1992.12 0.03928 12598×104 0.9999 12241 12598
新疆石油地质990214
新疆石油地质 XINJIANG PETROLEUM GEOLOGY
1999年 第20卷 第2期 Vol.20 No.2 1999
水驱特征曲线研究(六)
俞启泰
摘 要 介绍了6种水驱特征曲线(纳扎罗夫曲线、马克西莫夫—童宪章曲线、西帕 切夫曲线、沙卓诺夫曲线、张金庆曲线和俞启泰曲线)的筛选过程。用任丘油田、濮城 油田沙一段油藏、羊三木油田的实际资料，对比了这6种水驱特征曲线开始出现直线段 的含水率、可采储量、最大可采储量、可采储量与剩余可采储量的相对误差。对比结 果表明：马克西莫夫—童宪章曲线和沙卓诺夫曲线不能计算最大可采储量，开始出现 直线段对应的含水率较高，计算结果普遍偏高，准确性差，应予淘汰；纳扎罗夫曲线 与西帕切夫曲线虽能计算最大可采储量，但计算精度仍较低，不理想，使用价值较 小；张金庆曲线与俞启泰曲线这两种广义水驱特征曲线，对不同含水上升类型的油田 有广泛的适用性，开始出现直线段对应的含水率较低，计算精度高，能很好满足动态 预测和生产管理的需要，有很大使用价值。 主题词 水驱 驱替特征曲线 含水率 油田 可采储量 误差 曲线 对比 中图法分类号 TE341
俞启 泰
1984.12
油藏工程课件第7章_水驱曲线
参考文献 16.张虎俊. 预测可采储量新模型的推导及应用. 试采技术，1995(1)16，38-42。 17.陈元千. 对Np＝bfw关系式的质疑、推导与应用. 油气采收率技术，1998(1)5，49-54。 18.Iraj Ershaghi and Omoregie O.A Method for Extrapolation of Cut vs. Recovery Curves. JPT (Feb. ，1978) 203-204。 19.陈元千. 水驱曲线法的分类、对比与评价. 新疆石油地质，1994(4)15，348-355。 20.陈元千. 地层原油粘度与水驱曲线关系的研究. 新疆石油地质，1998(1)19，61-67。 21.陈元千. 高含水期水驱曲线的推导及上翘问题的理论分析. 断块油气田，1997(3)4，38-45。 22.陈元千. 水驱曲线关系式的对比及直线段出现时间的判断. 石油勘探与开发，1986(6)13，55-63。 23.陈元千. 油气藏工程计算方法. 北京：石油工业出版社，1990。 24.陈元千. 油气藏工程计算方法(续篇). 北京：石油工业出版社，1991。 25.陈元千. 实用油气藏工程方法. 山东京营：石油大学出版社，1998。 26.陈元千. 油气藏工程实用方法. 北京：石油工业出版社，1999。
含水率fw公式：f w
qw 1 qL 1 u w k ro uo k rw
fw
含水率fw与水油 比WOR关系式：
qw qw 1 1 1 q L qo q w qo 1 1 qw qw qo 1
WOR
1 1 1 fw
1 1 WOR
o k rw 由上两式得水油比公式： WOR w k ro
将(7-8)式带入(7-6)
几种重要水驱特征曲线的油水渗流特征_俞启泰
文章编号:0253-2697(1999)01-0056-60几种重要水驱特征曲线的油水渗流特征俞启泰(石油勘探开发科学研究院 北京)摘要:介绍8种重要的水驱特征曲线,推导出表示它们油水渗流特征的含水饱和度～含水率关系,因而加深了对它们水驱特征实质的认识。
由于推导是可逆的,从这个意义上说,也完成了全部8种重要水驱特征曲线的推导。
卡札柯夫水驱曲线是一个通式,俞启泰水驱曲线Ⅰ、西帕切夫水驱曲线、沙卓诺夫水驱曲线是其特例。
俞启泰水驱曲线Ⅰ、西帕切夫水驱曲线和卡札柯夫水驱曲线m >0时,在水驱全过程都是合理的;卡札柯夫水驱曲线m =0即沙卓诺夫水驱曲线,含水高时不适用。
俞启泰水驱曲线Ⅱ也是一个通式,纳札洛夫水驱曲线是其m =1的特例,含水低时不适用。
卡札柯夫水驱曲线和俞启泰水驱曲线Ⅱ共同组成了适用于我国水驱层状油田和底水驱碳酸盐岩油田的广义水驱特征曲线组合,有很大的理论意义与实际应用价值,但求取参数时,使用者判断介入较多,因而它们的特例:参数求解方便的的西帕切夫水驱曲线和纳扎洛夫水驱曲线有很大使用价值。
马克西莫夫—童宪章水驱曲线在含水过低或过高时不适用,能很好描述含水中段的水驱动态,也有很大使用价值,应用时应注意它的适用性的含水界限研究。
俞启泰水驱曲线Ⅲ含水高时不适用,水驱特征类型极为罕见,使用价值很小。
主题词:水驱特征曲线;油水渗流特征;推导;形状;端点;分析;适用性1 前 言自前苏联学者马克西莫夫(М.И.Максимов)1959年提出第一条水驱特征曲线以来[1],到目前为止,已提出了32种水驱曲线之多[2～5]。
水驱曲线由于能综合反映油田生产中的各种影响因素,同时用极简明的关系表达出来,所以它至今在我国和俄罗斯[6,7]等国家仍被广泛应用。
影响水驱特征曲线的最根本的、并起决定作用的因素是油层的油水渗流特征。
因此研究水驱曲线的油水渗流特征,对加深水驱曲线实质的认识无疑有着很大的理论和实际意义。
水驱特征曲线
甲型水驱曲线的定义就是一个天然水驱或 人工水驱油藏，当它已全面开发并进入稳定生 产以后，含水达到一定程度并逐步上升时，在 单对数坐标纸上以累积产水量的对数为纵坐标， 以累积产油量为横坐标，二者关系是一条直线
必要条件：全面注水开发并进入稳定生 产以后，含水达到一定程度（50％）
.
这条直线一般从中含水期（20％）开始出 现，如果油田的注采井网，注采强度不变时， 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。
年度
1996
累产油 164.54
累产水 818.93
单位：万吨。
1997 169 900.5
1998 174.35 1015.61
某油藏近年开发数据
1999
2000
2001
179.44 184.7 189.26
1136.77 1264.19 1381.1
2002 196.2 1508.16
2003 203.91 1656.44
.
4、油层压力无系统地大幅变化，造成压力 下降，含水率下降，也是不增加可采储量的， 因为当压力恢复到原来状态时，其斜率也可以 重新恢复到正常状态。
5、曲线的直线段一般只出现在含水的一定 阶段，而且开始时曲线倾向累积产油量方向， 然后又倾向累积产水量一方，不同油田出现直 线段的阶段也是不相同的。油层非均质越严重， 油水粘度比越大，直线段出现和结束的含水阶 段都高，油层单一，均质，油水粘度比小的油 田直线段出现和结束时的含水一般较低。
其中10A为驱油效率； e-2.303*.f/b为水驱波及体积系数
某油藏为水驱砂岩油藏，动用地质储量为400万吨，1996年到2005年的累产油和累产水 见下表。请：（1）、计算2004年油藏含水上升率；（2）、2005年油藏采油速度；（4）、 标定该油藏的采收率；（5）、预测该油藏动态储量，并评价油藏储量动用状况的好坏。
第四章水驱曲线
第二阶段： 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， 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， 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： 第三阶段：方法的校正和完善 根据预测期内理论方法提供的油藏动态指标的变化和实际油 藏动态指标的对比，找出其中的差别， 藏动态指标的对比，找出其中的差别，根据新的生产情况修正和 完善方法本身。 完善方法本身。 选择经验公式和确定其中的参数是经验方法本身的基础工作， 选择经验公式和确定其中的参数是经验方法本身的基础工作， 运用经验公式推测和判断生产情况是经验方法的目的。 运用经验公式推测和判断生产情况是经验方法的目的。 下面根据国内外开发实践总结出的一些基本规律， 下面根据国内外开发实践总结出的一些基本规律，介绍目前 国内油藏工程方法中普遍采用并行之有效的一些方法， 国内油藏工程方法中普遍采用并行之有效的一些方法，主要是产 含水等的变化规律。 量、含水等的变化规律。
由于经验方法本身来源于生产规律的直接分析和总结， 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， 年代以后才出现 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遍使用的经验方法。 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， 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。 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： 经验方法的研究和应用分为三个阶段或三个步骤： 第一阶段： 第一阶段：油藏的拟合期 要求系统地观察油藏的生产动态， 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， 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， 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 按一定的理论方法，如统计分析、曲线拟合等， 这些规律的经验公式。 这些规律的经验公式。
抽水的三种曲线求解
野外常见的Q-s 曲线，有直线型、抛物线型、幂函数曲线型、对数曲线型等数种1直线型表示满足承压水的裘布衣公式，Q 和s 有如下关系Q = qs如果在普通坐标纸上作图，单位涌水量q 即为通过原点的直线斜率，如用最小二乘法确定待定系数，可利用公式2Qsq S ∑=∑ (2-1)2抛物线型 方程的形式为2s aQ bQ =+(2-2)式中a 和b 为待定系数。
将（2-2）式两边除以Q ，得sa bQQ =+(2-3)令0ss Q=,则（2-2）式变为0s a b Q =+(2-4)如果以Q 为横坐标，s 0为纵坐标，在直角坐标系中作图，则（2-4）式为一直线。
a 为直线在纵轴上的截距，b 为直线的斜率，因而可求出待定系数a 和b 的值。
如用最小二乘法，可按下式计算022()N s s Qb N Q Q ∑-∑∑=∑-∑ (2-5a)0s b Qa N∑-∑=(2-5b)上式中N 为抽水试验的落程次数。
3幂函数曲线型 方程的形式为1mQ n s s ==(2-6)式中n 和m 为待定系数。
对（2-6）式两边取对数，得1l g l g l gQ n s m=+(2-7) 表明lgQ 和lgs 为线性关系。
如果在一张双对数纸上以Q 为纵坐标，s 为横坐标作图，则Q 和s 的关系为一直线。
直线在纵轴上的截距为n ，斜率为1m。
因此，在双对数纸上作图，可以求出待定的系数n 和1m。
如用最小二乘法，则可按下式计算待定系数：22(lg )(lg )(lg lg )lg lg N s s m N s Q s Q∑-∑=∑-∑∑ (2-8a)lg 1lg lg Q sn N m N∑∑=- (2-8b)符号的意义同上。
此类曲线常出现在含水层渗透性能较好，其厚度相对较大，补给来源相对较差的地区。
4对数曲线型方程的形式为lg Q a b s =+ (2-9)其中a 、b 为待定系数。
上式在单对数量上为一直线。
如果在单对数纸上Q 取普通坐标（纵轴），s 取对数坐标（横轴），则a 为直线在纵轴上的截距，b 为直线的斜率。
水驱规律曲线方法_from张继成-东北石油大学-20200428
fw
2.3Wp a 2.3Wp
2.3 693 240 2.3 693
80%
（4）计算最大累积产油量和最终采收率
Npmax 390lg21.3 390 0.913 1172.5 104t
Rmax
N pma x N
1172.5 2409
49%
九、校正水驱规律曲线
1、校正水驱规律曲线方程
N p a[lg(Wp C) lgb]
a=1739
lgb=1.40 b=25
（5）写出校正水驱规律曲线方程
N p 1739[lg(Wp 216.9) 1.40]
变为指数形式
( Np )
Wp 2510 1739 216.9
THE END
1.0
Kr
0.8
0.6
kr
0.4
0.2
水相 油相
Kro krw
0.0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
a exp bSw
(2)
3、将（2）式代入（1）式，推得 SW ~ fW 关系式
Sw
1 b
ln
a
w o
1 b
ln
1 fw fw
(3)
4、由物质守恒原理，推得 R ~ SW 关系式
R
V 1
Swc o / Boi V1 Swc
V1 Sw o / Boi
o
/
Bo
R
1
-
Boi1 - Sw Bo 1 - Swc
解：（1）绘制水驱规律曲线
1000
Wp(104m3)
100
10
300
500
700
900
Np(104t)
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。
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 )
利用水驱特征曲线预测水平井含水上升规律
（ ． ｎｇ ｒ ｅａｔ ｅｔｆＰ ｔ Ｃ ｉａＯ ｅ ｅｓＣ ｏｅａｉ ， ｅ ｎ ０ ０ ７ ｈｎ ； ． ｅ ａｃ ｎｔｕｅｏ １Ｍａ ａ ｅ Ｄ ｐ ｒ ｎ ｅ ｏ ｈｎ ｖｒ ａ ｏｐｒｔ ｎ Ｂ ｉ ｇ １０ ０ ，Ｃ ｉａ ２ Ｒ ｓ ｒｈＩｓｔｔ ｆ ｍ ｏ ｒ ｓ ｏ ｉ ｆ ｅ ｉ
能 力 分 析 表 明 ，应 用 水 驱 特 征 曲 线 法 预 测 水 平 井 的 可采 储 量 、含 水 上 升 趋 势 是 可 行 的 。其 中 张 金 庆 曲 线 、俞 启 泰 曲线 是 一 组 由 凹 型 变 为 Ｓ型 再 到 凸型 的 曲 线 系 列 ，在 预 测 水 平 井 含 水 上 升 规 律 中 ，具 有 应 用 范 同广 、精 度 较
中图分类号：Ｔ ３ １ Ｅ ４
文献标识码：Ｂ
文章编号：１０ —７ ４ （ ０ ０ ６（ ５ ＿６ ０ ０３ ５ ２ １ ）０ ＿０ ９（ 】 ）
ＰＲＥＤＩ ＣＴＩ ｏＮ ｏＦ ＡＴＥＲＣＵＴ Ｓ ＮＧ Ｗ ＲＩ Ｉ ＬＡＷ Ｓ Ｉ ９卷 第 ６期
ＤＯＩ １ ． ９ ９ Ｊ Ｉ Ｓ １ ０ — ７ ４ ２ １ ． ６ ０ ２ ： ０ ３ ６ ／ ． Ｓ Ｎ． ０ ０ ３ ５ ． ０ ０ ０ ． １
利 用水 驱 特 征 曲线 预 测 水 平 井含 水 上 升 规律
凌 宗发 单 东柏 夏 静 李保柱 朱玉新
ＢＹ ＡＴＥＲＦＬｏ ｏＤＩ Ｗ ＮＧ ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩ ＳＴＩ ＣＵＲＶＥＳ Ｃ
Ｌ ＮＧ Ｚ ｎ —ａ ， Ｓ Ｉ ｏ ｇ ｆ ＨＡＮ Ｄｏ ｇ ｂ ｉ ，ＸＩ ｉｇ ，Ｌ ａ —ｈ ＨＵ Ｙｕ ｘ ｎ ｎ ． ａ Ａ Ｊｎ ＩＢ ｏ ｚ ｕ ，Ｚ — ｉ
ａｏ ｅｃ ｒｅ ｒｈｒ ｏｔｌ ｅ ｓ ａ ｎ ｅｅｃｒｅ ，Ｚ ａ ｇＪ ｑｎ ｕｖ Ｚ ａ ｇＣ ｒｅ ｎ ｕ Ｑｔｉ ｕ ｅ ｂ ｖ ｕｖｓｆ ｏｉ ｎａ ｗ ｌ ， ｍｏ ｇｔ ｓ ｕｖｓ ｈ ｎ ｉ ｉｇＣ ｒｅ（ ｈ ｎ ｕｖ ）ａ ｄＹ ｉ ｒ ｏ ｚ ｌ ｈ ｎ ａ Ｃｖ （ ｕＣ ｒｅ ｒ ｌ ｓｒ ｓｃ ｒｅ ａ ｖｒ ｆ ｍ ｃｎａ ｅｔ Ｓ ａｄ ｔｅ ｏｐｏｒｄ ｇ ｎ ｔｅｃｕｓ ｆ ｈ ｉ ｎ Ｙ ｕ ）ａｅａｌ ｅｉ ｕ ｓｔ ｔ ａｙ ｒ ｏ ｃｖ ｎ ｈｎ ｔ ｒｔ ｉ ．Ｉ ｏ ｒ ｏ ｅｒ ｉｇ ｖ ｅ ｖ ｈ ｏ ｏ ｕ ｎ ｈ ｅ ｔ ｓ
水驱曲线研究
Key words: water cut ;degree ofreservoirrecovery ; water displacement curve；dynamicprediction
1
对于水驱油田来说，无论是依靠人工注水或是依靠天然水驱采油，在无水采油期结束以后，将长期的进行含水生产，其含水率还将逐步上升，随着含水率的不断升高，油田产液量增加，产油量下降，开采难度增大，开采费用提高。因此，这是影响油田稳产的重要因素。所以，对这类油田，认识油田含水上升规律，研究影响含水上升的地质工程因素，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。
石油大学,石油工程,油藏工程第四章 第二节水驱特征曲线分析
第二节水驱特征曲线分析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。
但是注水或是天然水侵油田的开发，在无水采油期结束后，油田将长期处于含水期的开采，且采水率将逐步上升，这是影响油田稳产的重要因素。
为此，搞清注水开发油田含水上升规律，制订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项经常性且极为重要的工作。
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，在特高含水阶段任有较多储量可供开采。
下面就含水划分标准作一介绍：（1）无水采油期：含水率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60％～90％。
（5）特高含水采油期：含水率 90％。
在水驱油田的动态分析和预测工作中，人们常常发现，对于已经进入含水期的油田，若将有关的两个动态参数在半对数坐标纸上作图，可以得到一条比较明显的直线关系，而应用这一直线关系，不仅可以对油田的未来动态进行预测，而且还可以对油田可采储量和最终采收率作出有效的估计。
图4-7表示的是我国某油田注水开发的一条水驱曲线。
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。
如图4-7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。
油藏工程课件第7章_水驱曲线
2 油井见水，油相渗透率降低，水量升高,同 样由产量公式知，油井产量降低。
二、表示方法
在注水开发的油田,研究含水变化规律的方法主 要是水驱曲线和含水率(fw是含水饱和度的函数).
（一)水驱曲线发展史
参考文献 16.张虎俊. 预测可采储量新模型的推导及应用. 试采技术，1995(1)16，38-42。 17.陈元千. 对Np＝bfw关系式的质疑、推导与应用. 油气采收率技术，1998(1)5，49-54。 18.Iraj Ershaghi and Omoregie O.A Method for Extrapolation of Cut vs. Recovery Curves. JPT (Feb. ，1978) 203-204。 19.陈元千. 水驱曲线法的分类、对比与评价. 新疆石油地质，1994(4)15，348-355。 20.陈元千. 地层原油粘度与水驱曲线关系的研究. 新疆石油地质，1998(1)19，61-67。 21.陈元千. 高含水期水驱曲线的推导及上翘问题的理论分析. 断块油气田，1997(3)4，38-45。 22.陈元千. 水驱曲线关系式的对比及直线段出现时间的判断. 石油勘探与开发，1986(6)13，55-63。 23.陈元千. 油气藏工程计算方法. 北京：石油工业出版社，1990。 24.陈元千. 油气藏工程计算方法(续篇). 北京：石油工业出版社，1991。 25.陈元千. 实用油气藏工程方法. 山东京营：石油大学出版社，1998。 26.陈元千. 油气藏工程实用方法. 北京：石油工业出版社，1999。
3、丙型水驱曲线关系式
Iraj Ersaghi 等人，利用油水相对渗透率比与含水饱和度之间的半对 数关系，以及Welge公式
水驱曲线法的分类
水驱曲线法的分类应用于天然水驱和人工注水开发油田的水驱曲线，目前有20余种。
我们选出既有理论依据，又有实用价值的水驱曲线，按其构成、形成分三类加以介绍。
对于每一类中的不同方法，除给出它的关系式，还提出了它的特别应用，但有关的详细推导可查阅参考文献。
一.普通直线关系式1.累积液油比与累积产液量的关系式前苏联学者谢巴切夫和拉扎洛夫，分别于1981年和1982年提出了累积液油比(累积产液量与累积产油量之比)与累积产液量的直线关系式。
后于1995年由文献[1]完成了它在理论上的推导，除得到了有关预测可采储量和含水率的关系式外，并得到了预测可动油储量和水驱体积波及系数的重要关系式。
该水驱曲线法，业内称为丙型水驱曲线，其关系式为：(5-1)式中：Lp —累积产液量，10m；Np —累积产油量，10m；a1 —直线的截距；b1 —直线的斜率，由下式表示：(5-2)(5-3)式中：Nom —可动油储量，10m；Vp —有效孔隙体积，10m；Soi —原始含油饱和度，小数；Sor —残余油饱和度，小数；Boi —地层原油的原始体积系数。
由(5-1)式对时间t求导，并经过有关变换与整理后得：(5-4)式中：fw—含水率，小数。
当含水率fw取为经济极限含水率fwL之后，由(5-4)式得可采储量的关系式为：(5-5)式中：NR—可采储量，10m； fwL—经济极限含水率，小数。
不同含水率和经济极限含水率条件下的水驱体积波及系数，分别表示为：(5-6)(5-6a)式中：Ev —含水率为fw时的体积波及系数，小数；Eva —含水率为fwL时的体积波及系数，小数。
由(5-1)式至(5-3)式可以看出，丙型水驱曲线的累积液油比(Lp/Np)与累积产液量 (Lp)之间，存在着简单的直线关系，并由直线斜率的倒数可以确定水驱油田的可动油储量 (Nom)；由(5-5)式可以确定当含水率达到经济极限时的可采储量(NR)；由(5-6)式和(5-6a)式可以分别确定，不同含水率和经济极限含水率时的水驱体积波及系数。
4种水驱特征曲线与Arps递减曲线的关系
4种水驱特征曲线与Arps递减曲线的关系姚建【摘要】水驱特征曲线和Arps递减曲线作为动态评价方法,在已开发油田评价可采储量和预测开发指标中发挥了重要的作用.由于两种方法的理论基础不同,导致它们无法直接建立联系.从Arps递减理论公式出发,通过推导产油量—时间的表达式认识到:如果某种水驱特征曲线的表达式能够通过变形得到关于瞬时递减率与产油量的表达式,那么这种水驱特征曲线和Arps递减曲线存在着联系.选择了常用的4种水驱特征曲线,假设油藏产液量不随时间变化,通过两次对时间求导,得到了这4种水驱特征曲线的关于瞬时递减率与产油量的表达式.乙型水驱特征曲线和调和递减的递减趋势一致,丙型水驱特征曲线和n=0.5双曲递减的递减趋势一致,甲型水驱特征曲线、丁型水驱特征曲线只有在油藏含水较高时才能与Arps递减曲线有相似的递减趋势.根据这4种水驱特征曲线的瞬时递减率与产油量的表达式,建立了相关开发指标的预测方法,经过实例验证,达到了较高的预测精度.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2016(037)004【总页数】5页(P447-451)【关键词】水驱特征曲线;递减曲线;递减规律;可采储量;开发指标【作者】姚建【作者单位】中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆163712【正文语种】中文【中图分类】TE319水驱油藏进入中高含水期，动态法是预测开发指标和评价可采储量的主要方法，水驱特征曲线和递减曲线是动态法中2种重要方法。
水驱特征曲线反映了油水两相的变化规律，宏观地反映了油田的水驱特征［1］。
J.J.Arps在1945年提出产量递减理论［2］，Arps递减曲线成为油藏产量递减阶段储量评价和产量预测的重要方法，在国内外得到广泛的应用。
Arps递减曲线在水驱油藏中应用，需要做全面的分析判断［3-5］，递减参数一般来自历史数据的拟合结果［6-7］。
文献［1］利用泰勒级数展开式推导出Arps递减曲线中递减指数n分别为0，0.5和1所对应的水驱特征曲线的表达式，首次建立了水驱特征曲线与递减曲线的联系。
常用水驱特征曲线在八面河油田中的应用
[收稿日期]20050110 [基金项目]国家重点基础研究发展规划项目(2002CB211709)。
[作者简介]王庆华(1978),女,2002年大学毕业,硕士,现主要从事油田开发研究工作。
常用水驱特征曲线在八面河油田中的应用 王庆华,王新海 (长江大学地球科学学院,湖北荆州434023) 刘世祥 (江汉油田分公司江汉采油厂,湖北潜江433123)[摘要]水驱特征曲线法是一种利用生产资料研究可采储量的方法,主要是研究累积产油量、累积产水量、累积产液量之间的关系,在油田开发动态分析中得到广泛应用。
以八面河油田为对象,比较了常用的几种水驱特征曲线,提出了常用几种水驱特征曲线的应用条件及选值原则,并得出甲型和丙型水驱曲线法的预测结果比较可靠,且具有较好的一致性。
[关键词]水驱特征曲线;可采储量;极限含水;累积产水量;累积产油量;八面河油田[中图分类号]TE328[文献标识码]A [文章编号]10009752(2005)06076002 在油田开发动态分析中,水驱特征曲线得到了广泛的应用[1]。
在剩余油研究中,仍然可以利用水驱特征曲线计算油田的平均剩余油饱和度。
笔者结合八面河油田的实际,对水驱特征曲线进行对比,从而得出各种水驱特征曲线的应用条件及选择原则。
1 常用水驱特征曲线的分类水驱特征曲线法是一种利用生产资料研究可采储量的方法。
它是在油田积累了大量的生产资料的条件下应用的,是水驱油田开发中后期计算可采储量的主要方法。
目前常用的水驱特征曲线法有:1)甲型水驱特征曲线法 描述水驱开发油田的累积产水量与累积产油量之间的半对数直线关系。
它于1959年由马克西莫夫提出,1978年由童宪章定名[2],1985年陈元千完成理论推导。
关系式为: log W P =A +B ・N P N R =lgf w 1-f w-[A +lg (21303B )]B2)乙型水驱特征曲线法 描述水驱开发油田的累积产液量与累积产油量之间的半对数直线关系。
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水驱曲线法的分类应用于天然水驱和人工注水开发油田的水驱曲线，目前有20余种。
我们选出既有理论依据，又有实用价值的水驱曲线，按其构成、形成分三类加以介绍。
对于每一类中的不同方法，除给出它的关系式，还提出了它的特别应用，但有关的详细推导可查阅参考文献。
一.普通直线关系式1.累积液油比与累积产液量的关系式前苏联学者谢巴切夫和拉扎洛夫，分别于1981年和1982年提出了累积液油比(累积产液量与累积产油量之比)与累积产液量的直线关系式。
后于1995年由文献[1]完成了它在理论上的推导，除得到了有关预测可采储量和含水率的关系式外，并得到了预测可动油储量和水驱体积波及系数的重要关系式。
该水驱曲线法，业内称为丙型水驱曲线，其关系式为：(5-1)式中：Lp—累积产液量，10m；Np—累积产油量，10m；a1—直线的截距；b1—直线的斜率，由下式表示：(5-2)(5-3)式中：Nom—可动油储量，10m；Vp—有效孔隙体积，10m；Soi—原始含油饱和度，小数；Sor—残余油饱和度，小数；Boi—地层原油的原始体积系数。
由(5-1)式对时间t求导，并经过有关变换与整理后得：(5-4)式中：fw—含水率，小数。
当含水率fw取为经济极限含水率fwL之后，由(5-4)式得可采储量的关系式为：(5-5)式中：NR—可采储量，10m； fwL—经济极限含水率，小数。
不同含水率和经济极限含水率条件下的水驱体积波及系数，分别表示为：(5-6)(5-6a)式中：Ev—含水率为fw时的体积波及系数，小数；Eva—含水率为fwL时的体积波及系数，小数。
由(5-1)式至(5-3)式可以看出，丙型水驱曲线的累积液油比(Lp/Np)与累积产液量 (Lp)之间，存在着简单的直线关系，并由直线斜率的倒数可以确定水驱油田的可动油储量 (Nom)；由(5-5)式可以确定当含水率达到经济极限时的可采储量(NR)；由(5-6)式和(5-6a)式可以分别确定，不同含水率和经济极限含水率时的水驱体积波及系数。
2.累积液油比与累积产水量的关系式前苏联学者拉扎洛夫，于1972年以经验公式的形式，提出了累积液油比与累积产水量的直线关系式。
后于1995年由文献[1]完成它在理论上的推导，并证明该直线关系式的斜率与(5-1)式相同，业内称为丁型水驱曲线，其表达式为：(5-7)式中：Wp—累积产水量，10m；a2—直线的截距；b2—直线的斜率，等于b1。
由(5-7)式对时间t求导，并经过有关变换与整理后得：(5-8)当fw取为fwL时，由(5-8)式得可采储量的关系式为：(5-9)该水驱曲线法，除了可以预测水驱油田的可采储量(NR)和可动油储量(Nom)之外，同样可以确定不同含水率时的水驱体积波及系数(Ev)和最终水驱体积波及系数(Eva)。
3.累积水油比与累积产液量的关系式已知：Lp＝Np +Wp，故由(5-1)式可得，累积水油比(Wp/Np)与累积产液量的关系式为：(5-10)式中：a3＝a1-1；b3＝bl。
如前所述，由(5-10)式可得可采储量的关系式为：(5-11)4.累积产油量的倒数与累积产液量的倒数关系式将(5-1)式等号两端同除以Lp得，累积产油量的倒数与累积产液量倒数之间的关系式为：(5-12)式中：a4＝b1；b4＝a1。
如前所述，由(5-12)式可得可采储量的关系式为：(5-13)5.累积水油比与累积产水量的关系式已知：Lp＝Np +Wp，故由(5-7)式可得，累积水油比(Wp/Np)与累积产水量的关系式为：(5-14)式中：a5＝a2-1；b5＝b2。
如同所述，由(5-14)式可得可采储量的关系式为：(5-15)6.累积产油量的倒数与累积产水量的倒数关系将(5-7)式等号两端同除以Wp得，累积产油量的倒数与累积产水量的倒数关系式为：(5-16)式中：a6＝b2；b6＝a2-1。
如同前述，由(5-16)式可得可采储量的关系式为：(5-17)二.半对数直线关系式1.累积产水量与累积产油量的关系式由前苏联学者马克西莫夫，1959年以经验公式提出的累积产水量与累积产油量的半对数直线关系式，后于1978年由我国著名专家、已故中科院院士童宪章先生，命名为甲型水驱曲线。
它在理论上完整系统地推导由文献[5]完成。
该水驱曲线法在国内外得到了广泛的应用。
它既可以预测经济极限含水率条件下的可采储量，又能对水驱油田的地质储量作出评价。
经文献[5]的理论推导得甲型水驱曲线的构成为：(5-18)式中：Wp—累积产水量，10m；Np—累积产油量，10m。
而Al和B1为甲型水驱曲线的截距和斜率，分别表示如下：(5-19)(5-20)(5-21)(5-22)式中：N—原始地质储量，10m；Soi—原始含油饱和Sor—残余油饱和度，小数；Swi—原始含水饱和μo—地层原油粘度，mPa·S；μw—地层水粘度，Bo—地层原油体积系数；Bw—地层水体积系ρo—地面原油密度，吨/m；ρw—地面水密度，m和n—油水相对渗透率比与出水端含水饱和度常数(由(5-18)式和(5-20)式可以看出，甲型水驱曲线的直线截距和斜率，取决于原始地质储量和油水粘度比的大小。
当两个油田的地下油水粘度比相同时，原始地质储量大的油田具有较大的直线截距；甲型水驱曲线的直线斜率与原始地质储量成反比，即原始地质储量愈大的油田具有较小的直线斜率。
应当指出，童宪章先生曾将国内外23个水驱砂岩油田，甲型水驱曲线直线斜率的倒数BT＝l/B1，与其相应油田的原始地质储量，绘于双对数坐标纸上，得到了可以用于预测油田原始地质储量的如下相关经验公式：(5-23)在文献[6]中，利用童宪章先生的同样方法，将135个水驱油田(藏)，其中包括7个碳酸盐岩油田，由甲型水驱曲线求得的BT与其相应的N数值，绘于双对数坐标纸上的图5-1上。
由线性回归得相关系数为0.9869、标准差为10.7%的如下相关经验公式：(5-24)图5-1 135个水驱油田(藏)的N与BT关系图由(5-18)式对时间t求导，并考虑Qw＝dWp/dt和Qo＝dNp/dt，经整理后得：(5-25)(5-26)式中：WOR—水油比；Qw—年产水量，10m/年；Qo—年产油量，10m/年。
将(5-25)式代入(5-18)式得：(5-27)根据定义，油田综合含水率表示为：(5-28)将(5-28)式等号右端的分子、分母同除以Qo后得：(5-29)再将(5-29)式改写为下式：(5-30)最后，将(5-30)式代入(5-27)式，并引入经济极限含水率fwL后得预测可采储量的关系式为：(5-31) 2.水油比与累积产油量的关系式将(5-27)式可以直接改写为水油比与累积产油量的关系式：(5-32)式中(5-33)(5-34)由于该水驱曲线直线的斜率B2＝Bl，故它与甲型水驱曲线的直线具有平行的特点。
该水驱曲线的经验关系式，由Wright于1958年提出，若将水油比改为油水比，即得出1959年Parts等人提出的经验关系式。
当水油比取为经济极限条件的水油比(WOR)L时，由(5-32)式得预测可采储量的关系式为：(5-35)3.累积产液量与累积产油量的关系式童宪章先生和谢尔盖夫等人，分别于1978年和1982年，以经验公式的形式提出了累积产液量与累积产油量的半对数直线关系。
后于1993年由文献[9]完成了它的系统理论推导，业内称之为乙型水驱曲线，其表达形式为：(5-36)式中：Lp—累积产液量，10m；A3—直线的截距；B3—直线的斜率，由下式表示：(5-37)由(5-37)式看出，乙型水驱曲线直线的斜率，与油田的原始地质储量N成反比，它与(5-20)式相比得出，其直线斜率比甲型小1.5倍。
再由(5-36)式对时间t求导，并考虑QL＝dLp/dt和Qo＝dNp/dt，经整理后得：(5-38)(5-39)式中：LOR—液油比；QL—年产液量，10m/年。
将(5-38)式代入(5-36)式得：(5-40)已知：QL＝Qo+Qw，故由(5-39)式可得：(5-41)将(5-41)式代入(5-40)式，并考虑经济极限水油比得，预测可采储量的关系式为：(5-42)若将(5-30)式代入(5-42)式得：(5-43)4.液油比与累积产油量的关系式由(5-40)式可以直接改写为，特麦尔曼(Timmerman)于1982年，以经验公式形式提出的液油比与累积产油量的直线关系式：(5-44)式中(5-45)(5-46)将(5-45)式和(5-46)式代入(5-43)式得，预测可采储量的关系式为：(5-47)5.含水率与累积产油量的关系式Mian于1992年以图形法提出了含水率与累积产油量的半对数关系图，并用于确定在极限含水率条件下的最大累积产油量。
后于1994年，由文献[12]完成了该关系式的推导，其形式为：(5-48)根据实际应用表明，该关系式适用于油田的高含水期。
当含水率取为经济极限含水率fwL时，由(5-48)式得可采储量的关系式为：(5-49)6.含油率与累积产油量的关系式Arps于1956年以图解法提出了含油率fo与累积产油量的半对数关系式，并用于预测在极限含油率foL条件下的最大累积产油量。
后于1994年由文献[12]完成了该关系式的推导，其形式为：(5-50)当给出经济极限含油率foL后，可由(5-50)式改写的下式，预测可采储量：(5-51)7.产油量与水油比的关系式由文献[14]推导提出的产油量与水油比的直线关系为：(5-52)当给定经济极限产油量QoL之后，可由下式预测相应的经济极限水油比(WOR)L：(5-53)8.产油量与累积产水量的关系式(5-54)当给定经济极限产油量QoL之后，可由下式预测相应的最大累积产水量Wpmax：(5-56)三.双对数直线关系式及其它形式1.累积产油量与含水率的关系式由文献[16,17]推导提出的累积产油量与含水率的直线关系为：(5-57)当给定经济极限含水率fwL之后，由下式预测可采储量：(5-58)2.产油量与水油比的关系式由文献[14]推导提出的产油量与水油比的直线关系式为：(5-59)当给定经济极限产油量QoL之后，可由下式预测相应的经济极限水油比(WOR)L：(5-60)3.产油量与累积产水量的关系式由文献[15]推导提出的产油量与累积产水量的直线关系式为：(5-61)4.水油比与累积产水量的关系式(5-62)5.液油比与累积产液量的关系式由文献[9]推导提出的液油比与累积产液量的直线关系式为：(5-63)6.累积产油量与水油比的组合关系式由Iraj Ershaghai理论推导提出的累积产油量与水油比的组合关系式为：(5-64)式中(5-65)7.累积产油量和含水率的乘积与水油比的关系式由马成国先生以经验公式形式提出的累积产油量和含水率的乘积，与水油比的关系式，由文献[19]附录中的推导所证明，其形式为：(5-66)式中fw与WOR的关系，见(5-30)式所示。