第 章 含水上升规律
4.2水驱特征曲线分析.
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
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
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：
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%
第一章 植物的水分生理
2. 角质层蒸腾：叶片，5 ％～10％左右
3. 气孔蒸腾：叶片，可占蒸腾总量的 80％～90％。 （三）蒸腾作用的指标（3种） 1．蒸腾速率(transpiration rate) 植物在单位时间内，单位叶面积通过蒸腾作用所散失水 分的量称为蒸腾速率，也可称为蒸腾强度。一般用每小时每平方米叶面积蒸腾水量的克数表 示（g.m-2.h-1或 mg.dm-2.h-1 ）。现在国际上通用 mmol.m-2.s-1来表示蒸腾速率。 2．蒸腾效率(transpiration ratio TR) 指植物在一定生长期内有光合作用所积累的干物质与 蒸腾失水量之比，也就是每蒸腾1kg水所形成干物质的g数。常用 g.kg-1 表示。
ψw=ψS+ψm+ψP+ψg
第二节 植物细胞对水分的吸收
1、纯水的水势（ψ0w） 所谓纯水是指不以任何物理的或者化学的方式与 任何物质结合的水，完全是自由水，纯水的水势为0。
2、溶质势（ψS） 指由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。 在标准大气压下，溶液的水势就等于其溶质势，溶液的溶质越多，其溶质势 越低，且任何一种溶液的水势均低于纯水的水势而为负值。在渗透体系中， 溶质势表示了溶液中水分子潜在渗透能力的大小，所以，溶质势又可称为渗 透势。
第二节 植物细胞对水分的吸收
二、水的移动 水的移动方式有3种式：扩散、集流和渗透作用。 (一) 扩散 是物质分子（包括气体分子、水分子、溶质分 子）从高浓度（高化学势）区域向低浓度（低化学势）区域 转移，直到均匀分布的现象。 （二）集流 是指液体中成群的原子或者分子（例如组成 水溶液各种物质的分子）在压力梯度（水势梯度）的作用下 共同移动的现象。 （三）渗透作用 是物质依水势梯度移动。指溶液中的溶 剂分子通过半透膜扩散现象。
油田含水变化规律
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。
从而含水率可进一步表示为：
用含水率对含水饱和度微分得：
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，就可以计算油藏的理论含水率变化曲线。
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。
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。
含水上升规律
第一章项目研究的背景及意义20世纪50年代以来，全世界油田开发的总趋势是充分利用水驱动力来采出油藏内部的石油。
这样做一方面是为了获得较高的最终采收率，同时还是为了在开发过程中保持高产稳产。
在天然水驱能量不足的情况下，很多油田都采用了人工注水的油田开发方案。
对于水驱油田来说，无论是依靠人工注水或是天然水驱采油，油田在结束无水采油期以后都将转入含水生产，并且含水将逐步上升，最终还要影响油田稳产。
刚性水压驱动驱油动力：动力来源于有充足供水能力的边、底水的水头压能、注入水的能量。
驱动条件：油层与边水或底水相连通，边水有露头或底水水源充足，边水露头与油层之间高差大，油水层渗透率高，且油水区之间连通性好；注水开发时，注采比等于1；原始地层压力高于饱和压力。
在刚性水压驱动方式下，由于边、底水或注入水水源供给充足，所以生产过程中地层压力保持不变，产液量不变；随着含水不断上升，产油量不断下降；地层压力高于饱和压力不变，生产气油比不变。
弹性水压驱动驱油动力：主要依靠油藏含油部分以外广大含水区岩石和地层水弹性势能。
驱动条件：存在边、底水但不活跃，一般边水无露头或有露头但因地层连通性差、渗透率低、水源供给不足；若人工注水开发时，注水速度赶不上采液速度；开采过程中，地层压力始终保持高于饱和压力。
弹性水压驱动时当边、底水或注入水能量不足时，水侵量小于采液量，造成地层亏空，引起地层压力下降，含水区及含油区岩石和流体释放弹性能进行驱油。
生产过程中地层压力不断下降，产液量下降，产油量下降；由于地层压力高于饱和压力，生产气油比保持不变。
除了上述两种驱动方式以外，油田开发中还有弹性驱动、溶解气驱动、气压驱动、重力驱动等多种驱动方式及复合驱动。
第二章油田含水上升规律综述2.1摘要认识油田含水上升规律，研究油田含水上升的地质因素，制定切实可行的控制含水增长措施，是开发水驱油田的一件经常性的而且是极为重要的工作，同时油田含水率和采出程度与油层性质、开发水平等有很大关系。
第1章 植物水分生理
2、水势
水势（water potential）：是指在等温等压下，体系
中每偏摩尔体积的水与纯水的化学势差。
ψw=(μw-μwO)/ Vw,m μwO ：纯水的化学势。 μw-μwO ：表示水的化学势差,单位为J/mol。 Vw,m ：表示水的偏摩尔体积，单位为m3/mol。是指在恒温
第一章 植物的水分生理
水是植物的一个重要环境条件。植物一切正常生 命活动只有在细胞含有一定的水分状况下才能进行； 否则，植物的正常生命活动就会受阻，甚至死亡。所 以，在农业生产中，水是决定收成有无的重要因素之 一。农谚说：“有收无收在于水，收多收少在于肥”， 就是这个道理。
植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程， 称为植物的水分代谢（water metabolism）。
植物细胞高含水量及水的不可压缩性，使细胞产生 静水压，维持一定的紧张度，使植物保持固有姿态。 5、水调节植物体温和环境气候
水份可维持体温相对稳定。蒸腾散热，调节体温； 低温时灌水护苗；高温干旱时灌水调节温度和湿度。
早春寒潮降临时，秧田灌水可保温抗寒
第二节 植物细胞对水分的吸收
一、植物细胞的水势
1、自由能与化学势 系统中物质总能量=束缚能+自由能
主要内容
第一节 水分在生命活动中的作用 第二节 植物细胞对水分的吸收 第三节 植物根系对水分的吸收 第四节 植物的蒸腾作用 第五节 植物体内水分向地上部分的运输 第六节 合理灌溉的生理基础
第一节 水分在生命活动中的作用
一、水分子的结构
二、水的物理化学性质 1、高比热容 2、高气化热 3、高溶解热 4、水的密度 5、水的蒸汽压 6、水的内聚力、粘附力和表面张力 7、水的高抗张（拉）力及不可压缩性 8、水的介电常数及溶解性
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。
西南石油大学复试油藏工程原理知识点总结
余压：地层流体流到地面时的剩余压力。 该方程的应用：判断流体类型 Gp=ρLg、计算原始地层压力、判断压力系 统、判断出油层位、确定流体界面。
第五章
气藏物质平衡
1. 物质平衡 G=Gp+Gres 气藏原始气量=累计采出气量+未被采出气量 2. 定容气藏：采气过程中气藏容积恒定的气藏， 3. 封闭气藏：无相连水体的气藏，采气过程中无水侵作用 4. 水驱气藏：有相连水体的气藏，采气过程中有水侵作用，气藏产水。 5. 气藏驱动能量：天然气本身的（膨胀）弹性能、岩石（孔隙体积）的（压缩） 弹性能、束缚水的（膨胀）弹性能、水体的侵入能量。 6. 驱动指数：某一种驱动能量占总驱动能量的百分数。 （08 已考） 7. 气藏驱动指数方程： DIg(天然气能量驱动指数)+DIc（岩石和束缚水能量驱动 指数）+DIe（水侵能量驱动指数）=1 定容气藏：DIg=1 封闭气藏：DIg+DIc=1 水驱气藏：DIg+DIc+DIe=1
油的压缩系数 Co=（Bo-Boi）/Boi△p
生产指示曲线（直线） ： （1）判断油藏驱动类型（NpBo—△p 是否为直线） （2）计算动态储量 由 NpBo=a△p=NBoiCeffp 得动态储量 N=a/BoiCeff
a 为直线的斜率。 （3）油藏动态预测 （4）弹性评价参数： 弹性能量指数：油藏单位压降的采出油量。EEI=Np/p 弹性强度指数：油藏单位压降的采出程度。EII=Ro/p= Np/Np （5）压降评价参数： 压降指数：弹性能量指数的倒数。 压降强度指数：弹性强度指数的倒数。 （6）采出程度 Ro：油藏采油量与油藏地质储量的比值。Ro= Np/N 弹性采收率：把地层压力下降到饱和压力（Pb）时采出程度定义为油藏 的弹性采收率。Re=BoiCeffp/Bo=BoiCeff（Pi-Pb）/Bb 原油体积系数。 （7）油藏地饱压力：油藏原始地层压力与地层原油饱和压力的差值。 3. 未饱和油藏水压驱动 弹性水驱：水压驱动+油藏弹性驱动（油藏压力下降） 刚性水驱：水压驱动，无弹性驱动（油藏压力不变） 物质平衡方程： N p Bo NBoiceff p W
不同含水阶段油井变化规律及管理策略
不同含水阶段油井变化规律及管理策略摘要：不同的水驱油田开发过程中，均有不同的含水上升规律。
影响含水上升率的因素较多，主要取决于油水粘度比和油层渗透率级差，因此不同条件的油藏含水上升规律各不相同。
对于一个油藏，注水开发的过程中，油水粘度比影响着阶段采收率和含水上升率。
经济技术条件下精细描述地下构造提高认识，采取有针对性的措施，确保老井产油，是油藏经济开发的需要，也是老区水驱油藏接替稳产的有利保障。
关键词：水驱油田；含水上升规律；油水粘度比；接替稳产一、油田含水率的变化规律影响含水上升率的因素较多，主要取决于油水粘度比和油层渗透率级差，因此不同条件的油藏含水上升规律各不相同。
对于一个油藏，注水开发的过程中，油水粘度比影响着阶段采收率和含水上升率。
实践表明：任何一个水驱油藏，含水率与采出程度之间存在一定的内在关系。
根据童宪章导出的含水率与采出程度的基本关系式，图形大致呈一条S型曲线（图1），它能够适用于一般的油藏，即中等原油粘度和中等渗透率级差的油藏。
不同的水驱油田开发过程中，均有不同的含水上升规律。
但是，通过产液结构调整，即调整不同类型井和不同油层的产液量比例，能够控制油田的含水上升速度。
通过对含水较低的井加强开采提高采液速度；对含水特高和较高的井采取分层控制注水和分层堵水，控制其产液量增长速度；再加上注采系统调整、井网加密调整和三次采油等方法调整，能够较有效地控制含水上升速度。
主要开发层系为馆陶组，属河流相正韵律砂岩油层，具有油层埋藏浅，胶结疏松，易出砂，串层现象严重的特点。
由于所辖区块位于断层附近，受断层影响，油层发育差，与其他区块比较还具有泥质含量高，渗透性、含油饱和度差异大等特点。
油田进入特高含水期，原油靠注入水冲洗携带出来，含水变化基本稳定，随着采出程度的增大，含水相应增高是正常的。
但单井和小范围含水出现大的波动，可以肯定的说管理上和井下管柱上出现问题，油层水淹、边水、底水的影响、注采调配效果不佳、防砂堵水失效，都不同程度的影响油井含水。
植物生理学理论（第一章到第三章）
植物生理学理论（第一章到第三章）植物生理学理论总结归纳第一篇植物的物质产生和光能利用第一章植物的水分生理水分生理包括水分的吸收、水分在植物体内的运输和水分的排出等3个过程。
第一节植物对水分的需要一、植物的含水量1、不同植物的含水量不同；2、同一种植物生长在不同环境中，含水量也不同；3、在同一植株种，不同器官和不同组织的含水量的差异也甚大。
二、植物体内水分存在的状态1、水分在植物细胞内通常呈束缚水和自由水两种状态（1）束缚水：靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分（不参与代谢作用，但与植物抗性大小有密切关系）（2）距离胶粒较远而可以自由流动的水分（参与各种代谢作用，自由水占总含水量的百分比越大，则植物代谢越旺盛）①由于自由水含量多少不同，所以细胞质亲水胶体有两种不同的状态：一种是含水较多的溶胶（sol）;另一种含水较少的凝胶（gel）2、水分子距离胶粒越近，吸附力越强；相反，则吸附力越弱。
3、自由水/束缚水低→凝胶耐旱自由水/束缚水高→溶胶三、水分在植物生命活动中的作用1、水分是细胞质的主要成分2、水分是代谢作用过程中的反应物质3、水分的植物对物质吸收和运输的溶剂4、水分能保持植物的固有姿态第二节植物细胞对水分的吸收植物细胞吸水主要有3中方式：扩散、集流、和渗透作用一、扩散：这是一种自发过程，指由于分子的随机热运动所造成的物质从浓度高的区域向浓度低的区域移动，扩散是物质顺着浓度梯度进行的。
二、集流：是指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动。
水分集流与溶质浓度梯度无关。
●水孔蛋白的作用：水分在细胞内的运输；水分长距离运输；调整细胞内的渗透压。
三、渗透作用：指溶剂分子通过半透膜而移动的现象。
渗透作用水势梯度儿移动。
1、水势的公式：ΨW=μW-μ0W/V W=△μW/V W2、水势=水的化学势/水的偏摩尔体积=N·m·mol-1/m3·mol-1=N·m-2=Pa3、溶液越浓，水势越低。
第一章植物的水分生理
过程。
根压是根系主动吸水的动力
2、蒸腾拉力（transpirational pull）
蒸腾作用（transpiration）是指水分以 气体状态，通过植物体的表面，从体内散 失到体外的现象。
蒸腾拉力是根系被动吸水的动力
根压一般不超过0.2MPa， 只能使水分上升20.4m。
（2）压力势
由于压力的存在而使体系水势改变的数值，用ψp 表示。
原生质吸水膨胀，对细胞壁产生压力，而细胞壁对原生质会 产生一个反作用力，这就是细胞的压力势。细胞压力势一般为正 值，只有在蒸腾过旺时为负值。
（3）重力势
由于重力存在而使体系水势改变的数值，
用ψg表示 。
当体系的两个区域高度相差不大时， 重力势可以忽略不计。
2. 共质体途径（symplast pathway）：是指水分从
一个细胞的细胞质经过胞间连丝（plasmodesma）移动 到另一个细胞的细胞质。共质体是细胞质的连续体。
3. 跨膜途径（transmembrane pathway）：是指水分从 一个细胞移动到另一个细胞，要通过质膜和液泡膜。
二、根系吸水的动力 1、根压（root pressure）：0.05-0.5MPa （1） 伤流（bleeding ）现象
途径：气孔
叶面扩散层
大气
蒸腾速率大小的决定因素： 气孔下腔和外界之间的蒸气压差
内部因素
❖ 气孔的频度 ❖ 气孔的大小 ❖ 叶片内部的面积
时间较长，就形成无氧 呼吸，产生和累积较多 酒精，根系中毒受伤， 吸水更少。
(3)土壤温度
低温能降低根系的吸水速率
① 水分本身的黏性增大，扩散速率降低；
② 细胞质黏性增大，水分不易通过细胞质；
第三章 地下水
一、地下水及含水层
强结合水 结合水 弱结合水 毛细水 液态水 重力水 土中水 非结合水 气态水 固态水
1、毛细水 定义：存在于细小孔隙中（直径0.002～0.5mm）， 受毛细作用控制的水。毛细水上升高度与土粒大 小相关，细小的土粒，水位上升越高。P120表5-1 为土层毛细水通常上升高度。毛细水对工程建筑 意义： （1）产生毛细力。 （2）导致土内产生封闭气体。 （3）助长地基土的冻涨现象；地下室受潮；危害 房屋基础及公路路面；土的沼泽化、盐渍化。
2、重力水 、 定义：存在于较粗大孔隙中，在重力作用 下自由流动的水。 产生浮托力；孔隙水压力；潜蚀。 含水层：能够给出并透过相当数量的重力 水的岩层或土层。如碎石土、碎屑岩。 隔水层：不能够给出并透过相当数量的重 力水的岩层或土层，或给出并透过水的数 量微不足道的岩土层。粘土层、页岩
二、岩土的水理性质
上层滞水 包 气 带 水 饱 和 带 水
潜水面 潜水
承压水
二、潜水 定义： 定义：埋藏在地表以下第一个连续稳定的隔水层 以上，具有自由水面的重力水。 以上，具有自由水面的重力水。 1、潜水特征 、 （1）潜水面以上无稳定的隔水层存在，大气降水 ）潜水面以上无稳定的隔水层存在， 和地表水直接补给。水位受气象要素影响较大。 和地表水直接补给。水位受气象要素影响较大。 （2）潜水自水位较高处向水位较低处渗流。在山 ）潜水自水位较高处向水位较低处渗流。 脊地带潜水位的最高处可形成潜水分水岭。 脊地带潜水位的最高处可形成潜水分水岭。
2、地下水中主要气体成分
主要气体成分有：O2、N2、CO2及H2S。一般情 况下，地下水中气体含量在几毫克/升到几十毫克/ 升，可反映地球的化学环境。 地下水中CO2含量越多，则溶解碳酸盐的能力越 强，如地下水中含有CO2气体，水体会对钢筋混 凝土产生侵蚀。 3、地下水中的胶体成分与有机质 以碳、氢、氧为主的有机质，常以胶体方式存在 于水中。难以离子状态溶于水中的化合物，常以 胶体型式存在于水中，如Fe(OH)2。
第10章 含水上升规律
第一节
•产油量qo
•产水量qw
含水上升规律
含水上升一般规律
•含水率fw
•产液量qL=qw+qo
qw fw qw qo
qw qo
生产 曲线
t
fw
含水率 变化曲线
t
fw
t
•低含水阶段 •中含水阶段 •高含水阶段 •特高含水阶段
fw=0~20% fw=20%~60% fw=60%~90% fw>90%
1 s or
sw
0
swc x
t
swe
1 s w s w dx L x0
x x0 Vt f
' w
L
(t t 0 )
dx
Vt (t t0 )
df
' w
1 s or
sw
0
swc x
t
swe
Vt (t t0 ) ' sw sw df w L x0
L
Vt (t t0 ) s f ' sw w w L
N p AVt (t t 0 )
Np
AVt (t t0 ) tD Ro N AL (1 swc ) 1 swc
fw 0
Ro
tbtD
tD
fw
fwf
tbtD
tD
五、见水时间
1 s or
sw
0
swc x
tbt
swf
xf x0
Vt f
' wf
(t t 0 )
dWp Qw Qo dN p
Qo dN p dt
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。
含水率上升规律预测新方法
文章编号:1673-8217(2009)04-0054-02含水率上升规律预测新方法张诗笛1,杨 宇1,吕新东1,田禾茂(成都理工大学能源学院,四川成都610059)摘要:介绍了一种求解含水率变化规律新方法,该方法方便、简捷,首先通过公式推导得到一个复合参数与采出程度的线性关系,利用回归求得其线性关系式,进而求得含水率随采出程度上升规律。
实际油田的应用表明,对处于中高含水期的油田,该方法预测的含水率准确性非常高。
关键词:油水相对渗透率;含水率;采出程度中图分类号:TE33 文献标识码:A正确预测含水上升规律对预测油田可采储量等开发指标具有很重要的意义[1-4]。
目前预测油藏含水率主要有各种预测模型和童氏标准曲线图版法[5-6]。
但是,前一种方法的预测模型往往不具有广泛性,而后一种方法在应用时有时难以找到中低含水率的理论点。
本文介绍的方法,虽然在推导过程中使用了相对渗透率关系式,但是在求解过程中并没有使用实验得出的相渗关系,因此,可操作性非常强,且对处于中高含水期的油田,该方法预测的含水率准确性非常高。
1 公式推导大多数沉积岩石的相对渗透率曲线一般呈两端弯曲、中间平直的状态。
其直线段可如下表示[1]:K ro K rw=a e -bSw (1)式中:系数a 、b 主要受岩石和流体性质的影响,如渗透率、粘度、孔隙大小和分布及润湿性等。
而含水率与水油比的关系式为[2]:f w =F F +oB o(2)又地下水油比公式为:F =o w K rwK ro(3)联立(1)、(2)、(3)可得:f w =11+ o B o w o K r o K rw =11+ o B o woa e -bS w(4)进一步化简变换可得:ln [(1fw-1)B o o ow]=ln a -bS w (5)又采出程度和含水饱和度的关系式如下:R =S w -S wi1-S w i (6)联立式(5)(6)两式进一步推导可得:ln [(1f w-1)B o o ow]= (ln a -bS w i )-b(1-S w i )R (7)令A=ln a -bS w i ,B =b (1-S w i ),Y =ln[(1f w -1)B o o 0w],于是式(7)可变换为:Y =A -BR(8)可见Y 与R 在直角坐标系中呈直线关系,经线性回归可得回归系数A 和B 的值,进而可求出式(1)中的系数a 和b 的值。
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解：先计算校正系数C，在水驱规律曲线上取首尾两点1和3，其纵横坐
标分别为（Np1=2080.8万吨，Wp1=129.68万吨）和（Np3=3114万吨，
Wp3=1144.8万吨），则Np2可由下式计算：
1
N p22N p1N p3
2597.4万 吨
再由水驱规律曲线上查得
Wp2=452.1万吨。由此将三个点的 产水量代入公式：
<10%/a 10-30%/a >30%/a
>60%
fw
tbt
th
tw
•爆性水淹
•快速水淹 •正常水淹
•水淹时间tw
t
<1 mon 1 mon ~ 1 a >1 a
含水上升模式曲线
•含水上升曲线：fw—t，生产曲线（矿场） •含水上升模式曲线：fw—R曲线
凸型 凹型 S型
含水上升模式曲线
•凸型曲线
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
•凹型曲线
凹 1.0
油田见水晚 无水采油期长 早期含水上升慢 晚期含水上升快
lnRr ablnfw
中低含水产油 开发效益相对较好。
累积产水量 /百万吨
1.296 1.692 2.556 3.492 4.644 6.044 7.74 9.54 11.448
累积产油量 /百万吨
20.808 22.068 23.292 24.552 25.848 27.288 28.764 29.952 31.14
WP+C
1.033 1.165 1.404 1.611 1.818 2.023 2.225 2.403 2.562
曲线
t
fw
含水率 变化曲线
t
无
水
fw 采
油
期
tbt
t
t>tbt，油井开始见水
fw>2%并不断 上升时
•见水时间早 •见水时间中等 •见水时间晚
<1 mon 1 mon ~ 1 a >1 a
导致油井见水早的因素： • 油水同层 • 离边底水比较近 • 通过断层与底水连通 • 固井质量差水层窜槽 • 通过压裂缝与水层连通 • 通过压裂缝与注水井连通
b 17.25 Nw
Nw: 水驱控制储量
Nw
17.25 b
b: 水驱储量常数
•水驱控制储量
Nw
N •水驱控制程度
lnWp
•判断措施效果
lnWp
开发调整成功
Np
开发调整失败
Np
预测可采储量
对t求导并整理
1nWPabNP
1 dWp b dNp
Wp dt
dt
qw dWp dt
qo dNp dt
Rr 1.0
第五节 含水上升统计规律
w
Q
o
Q
g
Rgo
GOR
fw
p
t
t
N p Qo dt
0
Qw Qo
t
t
Wp Qw dt
0
Np Wp
t
Wp
Np
lnWp
a
b 水驱中后期
一、甲型水驱曲线
Np
lnWp abNp a、b: 水驱常数
•预测
lnWp abNp
Wp
Np
•水驱效果评价 a、b越小越好
饱和度都变小，且水的流动能力趋
于油的流动能力。
五、渗流物理性质
由不同油水界面张力的相渗曲线绘制成产水率曲线：
σ变化→相渗曲线变化→产水率曲线变化。 1.0 σ↑，产水率曲线的凸性越强； σ↓，产 fw 水率曲线的凹性越强。
0.5
高σ
低σ
1.0 fw 高σ
0.5
低σ
00
0.5
00
sw
1.0
在含水上升模式曲线上， σ↓ ，见水时间 就越晚，含水上升速度就越慢。 常用的EOR方法：加入表面活性剂，降低油 水界面张力，提高水驱替原油的能力。
（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。
(自学）
第四节 含水上升影响因素
一、地层非均质性 •一层活塞驱替
1.0
fw 0.5
0 0
0.5
1.0
Rr
•二层活塞驱替 渗透率比 1:2
凸性增强
1.0
fw 0.5
0 0
66.67%
0.5 0.75 1.0 Rr
•四层活塞驱替 渗透率比 1:2:4:8
凸性更强
油井的见水时间大 大提前，且含水率 上升模式曲线呈4个 台阶变化
1.0
•S型曲线
凸
fw 0.5
00
S凹
Rr
abln fw 1 fw
0.5
1.0
Rr
天然因素：岩石和流体
影响因素
人为因素：井网部署、完井方式
和驱替剂的选择等
凸 凹 油藏工程研究目的
实际含水上升曲线
含水上升一般曲线
实例：水平井开采低渗透油藏时，含水率与采出程度的关系曲线。
五点
七点
五点
七点
第二节 一维直线均质地层 第三节 平面径向均质地层
法。
五、渗流物理性质
fw
1
1 w
k ro
o krw
1.0
高σ kr
kro
0.5
产水率大小受相对渗透率影响，相渗曲线的形 态又主要受油水界面界面张力的影响。
1.0
kr
kro
krw
低σ
krw
0.5
00
sw
1.0
两相共渗区较窄，水的流动能
力远低于油的流动能力。
00
sw
1.0
两相共渗区变宽，束缚水和残余油
为了扩大水驱曲线的应用范围，需要对水驱曲线进行校正，使其成为 直线。
通常这种校正方法适用于早期生产数据的处理。
甲型水驱曲线的校正方法
校正方法：
在Wp项中添加系数C，使lg（Wp+C）—Np成直线关系。
校正公式为： 计算步骤：
lnW pcabNp
（1）在lnWp—Np曲线上，取1、3 两点求： NP2 12(NP1NP3)
•垂向波及系数 油藏被水驱替过的厚度
EZ
hs h
占油层总厚度的百分数
h hs
地层中每一点的垂向波及系数都不相同；且 是一个随驱替进程不断增大变量。
三、井身结构与油藏类型
1.0
fw 0.5
00
底水
边水
边水油藏：油井离边水距离较远， 油井见水时间相对较晚；
底水油藏：油井离底水的距离较 近，油井见水的时间相对较早。
（舌进）导致驱替方向越少，油
一向驱替
层的采出程度越低，越早见水， 含水率曲线的凸性越强。
1.0
fw 0.5
1向 2向 4向
均匀
0 0
0.5
1.0
Rr
• 驱替越均匀，油井见水时间越晚，含水率上升曲线越凹； • 驱替越不均匀，油井见水时间越早，含水率上升曲线越凸。 • 油田进行注采井网设计时，应考虑平面驱替的均匀特性。 • 天然的边水驱替显然优于人工注采井网的驱替。
ER
3.892
d
c
lnRwocdR o
ER
3.892
d
c
NR NwER
c: 水驱油藏的采收率常数
49
ER
三、含水率曲线
R wo
Qw Qo
fw
Rwo 1 Rwo
Rwo
fw 1 fw
lnRwocdR o
ln fw 1- fw
cdRo
1
Rwo=49 fw=0.98
fw
0 0
Ro
ER
3.892c d
Rwo
qw qo
Np
lnRwoalnb
b
Wp
Rwo b
预测可采储量
根据定义，油田综合含水 率表示为：
qw
fw
qw qo qw
fw
qo 1 qw
Rwo 1 Rwo
qo
Rwo
fw 1 fw
Np
lnRwoalnb
b
甲型水驱曲线的累积产油量与含水率的关系为：
ln fw alnb
Np
1 fw b
预测可采储量
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
fw
•油田含水阶段的划分标准
•低含水阶段 fw=0~20% •中含水阶段 fw=20%~60% •高含水阶段 fw=60%~90% •特高含水阶段 fw>90% 98%
极限含水率
t
•增产增注 •稳油控水