油藏工程课件 第四章 2水驱特征分析方法
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石油大学,石油工程,油藏工程第四章 第二节水驱曲线
N p2 1 N p1 N p3 2
（
C W p1 W p 3 W p22 W p1 W p 3 2W p 2
（4-89）
将表4-10内的和代入式（4-88）中得：
由图4-10查得： W p 3 1800 t W p1 ,W p 2以及W p 3 再将表4-10内的 数据带入式（4-89）得：
lg(W p 100 ) 10147 5.089 10 4 N p
同样可利用上式对该井组未来动态进行预测。
4-2驱特征曲线分析
1
N 4.确定511井组葡I4-7层的可采储量（p max ）很最终采收率（ ）
根据表4-10数据可知，当该井组注水开发试验结束时的含水率 f w 97% ， 水油比 WOR max 32.30 ，累积产水量W p max 26503 t 。而在前面已经求得：
A1 1.8814 , B1 5.287 10 4 A2 1.147 , B2 5.0896 10 4
将有关数据带入式（4-84）和（4-85）中，可以得到可采储量（ 和最终采收率（ ）分别为：
N p max
N p） max
lg 32.30 1.8814 51.1% 4 5.287 10 12542 将已知数据分别代入式（4-86）和（4-87）得：
lg 32.30 1.8814 6418 (t ) 5.287 10 4
lg N p max
lg
32.20 (10147 0.3622 ) 5.0896 10 4 6468 (t ) 5.0896 10 4
32.20 (10147 0.3622 ) 4 5.0896 10 51.5% 5.0896 10 4 12542
（
C W p1 W p 3 W p22 W p1 W p 3 2W p 2
（4-89）
将表4-10内的和代入式（4-88）中得：
由图4-10查得： W p 3 1800 t W p1 ,W p 2以及W p 3 再将表4-10内的 数据带入式（4-89）得：
lg(W p 100 ) 10147 5.089 10 4 N p
同样可利用上式对该井组未来动态进行预测。
4-2驱特征曲线分析
1
N 4.确定511井组葡I4-7层的可采储量（p max ）很最终采收率（ ）
根据表4-10数据可知，当该井组注水开发试验结束时的含水率 f w 97% ， 水油比 WOR max 32.30 ，累积产水量W p max 26503 t 。而在前面已经求得：
A1 1.8814 , B1 5.287 10 4 A2 1.147 , B2 5.0896 10 4
将有关数据带入式（4-84）和（4-85）中，可以得到可采储量（ 和最终采收率（ ）分别为：
N p max
N p） max
lg 32.30 1.8814 51.1% 4 5.287 10 12542 将已知数据分别代入式（4-86）和（4-87）得：
lg 32.30 1.8814 6418 (t ) 5.287 10 4
lg N p max
lg
32.20 (10147 0.3622 ) 5.0896 10 4 6468 (t ) 5.0896 10 4
32.20 (10147 0.3622 ) 4 5.0896 10 51.5% 5.0896 10 4 12542
水驱特征曲线分析法d
（油田含水变化规律及其应用） 包括人工注水和天然水
引言
在水驱油田的动态分析和预测工作中，人们 常发现，对于已经进入中高含水开发的油田，若 将累积产水量Wp与累积产油量Np，或将水油比 （WOR）与累积产油量Np在半对数坐标上作图， 可以得到一条比较明显的直线关系图。该图通常
称作：水驱特征曲线。
应用水驱特征曲线分析法，不但可以对油田
lg OWR A2 2Ro
第一节 基本关系式的推导
4. 地层平均含水饱和度与水油比的关系式
地面生产水油比的大小，可以直接反映地层平 均含水饱和度的变化。
Sw
2 3
Swe
1 3
(1
Sor )
Swe
3 2
Sw
1 2
(1
Sor )
第一节 基本关系式的推导
将上式代入水油比定义式中：
WOR
oBo w n w Bw o
Swi
积分：
Wp
2 No Bo w 3mnwBwo (1 Swi )
(emSwe
emSwi )
第一节 基本关系式的推导
Wp
2 No Bo w 3mnwBwo (1
Swi )
(emSwe
emSwi )
D
设： C DemSwi
则： Wp DemSwe C
变形为： Wp C DemSwe
由（1）、（2）、（3）可解出C：
C
Wp1Wp2
W
2 p3
2Wp3 (Wp1 Wp2 )
其它开发指标计算公式中，仅对Wp项加 上C即可。
第一节 基本关系式的推导
随着油田持续生产， 含水率、累积产水量的 连续增加，常数C的影响逐渐减小，以至消失，因 此：
引言
在水驱油田的动态分析和预测工作中，人们 常发现，对于已经进入中高含水开发的油田，若 将累积产水量Wp与累积产油量Np，或将水油比 （WOR）与累积产油量Np在半对数坐标上作图， 可以得到一条比较明显的直线关系图。该图通常
称作：水驱特征曲线。
应用水驱特征曲线分析法，不但可以对油田
lg OWR A2 2Ro
第一节 基本关系式的推导
4. 地层平均含水饱和度与水油比的关系式
地面生产水油比的大小，可以直接反映地层平 均含水饱和度的变化。
Sw
2 3
Swe
1 3
(1
Sor )
Swe
3 2
Sw
1 2
(1
Sor )
第一节 基本关系式的推导
将上式代入水油比定义式中：
WOR
oBo w n w Bw o
Swi
积分：
Wp
2 No Bo w 3mnwBwo (1 Swi )
(emSwe
emSwi )
第一节 基本关系式的推导
Wp
2 No Bo w 3mnwBwo (1
Swi )
(emSwe
emSwi )
D
设： C DemSwi
则： Wp DemSwe C
变形为： Wp C DemSwe
由（1）、（2）、（3）可解出C：
C
Wp1Wp2
W
2 p3
2Wp3 (Wp1 Wp2 )
其它开发指标计算公式中，仅对Wp项加 上C即可。
第一节 基本关系式的推导
随着油田持续生产， 含水率、累积产水量的 连续增加，常数C的影响逐渐减小，以至消失，因 此：
水驱特征曲线PPT课件
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。
.
23
6、一般情况下，驱替特征曲线可应用到大
小不同的单元，但是单元小则受到临时性因素 的影响大。单元越大，曲线一般比较光滑，可 靠性大，但计算结果比较笼统，同时大单元中 高含水部分和低含水部分产量比例的大幅度调 整也会使斜率发生变化，形成开发状况变好或 变差的假象。因此在标定某一个油田时，要把 独立单元标定结果和油田标定结果进行综合分 析，得到较为准确的结果。
2004 210.5 1810.74
2005 215.72 1967
.
18
.
19
.
20
.
21
1、计算对象全部为注水开发油藏，把非注
水单元混杂在一起计算，结果会有很大的偏差， 特别是复杂断块油田常把注水单元和不注水单 元放在一起计算，结过偏差会很大。
2、天然边水驱动油藏一般不用该方法。
3、高含水后，逐排关井的油田或停注造成
.
2
100 80 60 40 20 0 0
樊29块含水—采出程度曲线
5
10
15
20
25
30
.
3
大古67块含水—采出程度曲线
100
80 含 60 水 % 40
20
0 0
理论
实际
5
10
15
20
25
30
.
4
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。按其构成，形成分为
油藏工程物质平衡水驱_3_4
物质平衡水驱
溶解气驱
2
气顶气气驱
Oil producing well
Oil
Oil
zone
Gas cap
zone
Crosessure, psia
Oil production, MSTB/D
2000 1900 1800 1700
20 15 10 5
0
Reservoir pressure Gas/oil ratio
Water Oil
Time, years
Gas/oil ratio, MSCF/STB Water Cut, %
2 1 0 60
40 20 0
6
水驱压力特征曲线
100
水驱
80
60
气顶气驱
40
油藏压力/油藏原始压力
20
溶解气驱
00
20
40
60
80 100
油采出程度
7
各类油藏采收率比较
溶解气驱：5%-30% 气顶气驱：15%-50% 天然水驱：30%-60%
此时的水侵量都是依靠水区弹性能量的发挥。
岩石参数均质，油水 粘度相同，内边界压 力一定，定端压力解。
2p 1p 1p
r2rrt
w k C't
p (r)rRe 0
外边界为封
(P)rRe P
外边界条件定压
PrRe Pi r= 油藏无限大
(P)t0 Pi
初始边界条件
大井问题：把油田作为一口井，用井底压力来代替油田边界压力，了解油田
准定（稳）态水侵 非定（稳）态水侵
10
与时间无关的水侵
当水区的范围比较小，油藏的压降能迅速的传播 到整个水区范围，需要的时间比较短，可以近似的 认为水侵量的大小与时间无关。
溶解气驱
2
气顶气气驱
Oil producing well
Oil
Oil
zone
Gas cap
zone
Crosessure, psia
Oil production, MSTB/D
2000 1900 1800 1700
20 15 10 5
0
Reservoir pressure Gas/oil ratio
Water Oil
Time, years
Gas/oil ratio, MSCF/STB Water Cut, %
2 1 0 60
40 20 0
6
水驱压力特征曲线
100
水驱
80
60
气顶气驱
40
油藏压力/油藏原始压力
20
溶解气驱
00
20
40
60
80 100
油采出程度
7
各类油藏采收率比较
溶解气驱：5%-30% 气顶气驱：15%-50% 天然水驱：30%-60%
此时的水侵量都是依靠水区弹性能量的发挥。
岩石参数均质，油水 粘度相同，内边界压 力一定，定端压力解。
2p 1p 1p
r2rrt
w k C't
p (r)rRe 0
外边界为封
(P)rRe P
外边界条件定压
PrRe Pi r= 油藏无限大
(P)t0 Pi
初始边界条件
大井问题：把油田作为一口井，用井底压力来代替油田边界压力，了解油田
准定（稳）态水侵 非定（稳）态水侵
10
与时间无关的水侵
当水区的范围比较小，油藏的压降能迅速的传播 到整个水区范围，需要的时间比较短，可以近似的 认为水侵量的大小与时间无关。
水驱稀油油藏动态分析PPT课件
二、动态资料
1、油井动态资料 (1) 产能资料，包括油井的日产液量、日产油
量和日产水量，这些资料可以直接反映油井的生 产能力。
(2) 压力资料，现在一般用动液面和静液面表 示，它们可以反映油层内的驱油能量。
1、油井动态资料
(3) 水淹状况资料，指油井含水率和分层的含水率，它 可直接反映剩余油的分布及储量动用状况。
油水井动态分析方法
在一个注采井组中，注水井起着主导作 用，因此在进行井组分析时，一般是从注水 井入手，最大限度的解决层间矛盾，在一定 程度上尽量调整平面矛盾 ，以改善周围油井 的工作状况。
油水井动态分析方法
注采井组分析 的程序
收集 原因
找出 存在 问题
提出 调整 措施
油水井动态分析方法
一、资料的收集和整理 二、对比与分析 三、存在问题及措施
资料的收集和整理
一、静态资料 ① 油层物理性质，即孔隙度、渗透率、含 油饱和度、 泥质含量、原始地层压力、油层温 度、地层倾角等； ② 油水界面和油气界面。 ③ 分层砂层厚度、有效厚度及平面分布。 ④ 有关油层连通性和非均质性的资料。
C64
C64-X1 C64-X2
C8
c90
油水井动态分析方法
油水井动态分析方法
在注水开发的油田，油水井的动态分析是以注采 井组分析为主的。注采井组是以注水井为中心，联系 周围的油井和水井所构成的油田开发的基本单元。
注采井组动态分析的核心问题，是在井组范围内， 找出注水井合理的分层配水强度，能够使水线比较均 匀地向油井推进；使油井能够保持足够的能量；使井 组综合含水在较长时间内得到稳定；使井组产量得到 稳定。
(2) 压力资料，包括注水井的地层压力、井底 注入压力、井口油管压力、套管压力、供水管线 压力。它直接反映了注水井从供水压力到井底压 力的消耗过程，井底的实际注水压力，以及地下 注水线上的驱油能量。
油藏工程基础4讲解
1 M (反九点系统） 2M
EA7 0.743
1 M (七点系统） 2M
其中，M为水（驱替剂）与油的流度比，可由下式确定：
M Krw Sw
o
w Kro (Swc )
或：
M
o Krw Sw wKro (Swc
)
[
K
ro
(Sw
)
Krw
Sw
]
24
4-3 面积波及系数
)
fw(sw) 1
＊采出程度：
VP (swe swc ) swe swc
VP (1 swc ) 1 swc
0 swc
swe swe 1sw
见水后平均含水 饱和度确定
10
4-2 平面一维流动的产量公式
产量公式为：
Qt
Rw
Pe PBi Row
Ro
其中：
Rw
w (Le 来自、面积波及系数●面积波及系数的影响因素 2.水油流度比与含水率的影响（可从确定均匀井网波 及系数的标准曲线反映出来）
五点井网的流度比与波及系数的关系
25
4-3 面积波及系数
二、面积波及系数
●面积波及系数的影响因素 2.水油流度比与含水率的影响（可从确定均匀井网波 及系数的标准曲线反映出来）
高渗透条带
21
30.00 35.00
40.00
4-3 面积波及系数
一、油水界面的移动规律
各
种
(a) (b) (c)
井
行七五网
列点点的
注系系油
水统统水
系；；接
统
触
面
22
4-3 面积波及系数
第四章中国地质大学油藏工程ppt课件
这种油藏具有广泛分布的边底水，原始 油层压力高于饱和压力。油藏开采过程中， 驱油动力是边、底水的弹性膨胀力，以及油 藏的弹性膨胀力。
根据这种类型油藏的特征，知道其满足 以下条件
Pi Pb
Gi Wi o
mo
Rp Rs Rsi
BoBo i BoC iop
因物质平衡方程式的通式为：
N
N
N pB o
N pB o
B oC io pB o iC w 1 S w S w iC if p B o iC oC w 1 S w S w iC if p
N N p Bo
Ct
BoiCt p
2.未饱和油藏的天然弹性水压驱动
第四章 物质平衡法
把一个实际的油气藏简化为封闭的或不封闭的( 具天然水侵)储存油气的地下容器。
在该容器内，随着油气藏的开采，油气水的体 积变化服从质量守恒原理，依此原理所建立的方程 式称为物质平衡方程式。
由于物质平衡方程式本身并不考虑油气渗流的空 间变化，故又将它称为两相或三相的零维模型。
物质平衡法的主要功能
时，叫做饱和油藏.
在确定油藏饱和类型的前提下，根据油藏的原始边外 条件，即有无边、底水和气顶的存在，将油藏的天然 驱动类型划分如表4-1所示。
封闭型未饱和油藏——封闭型弹性驱动
未饱和油藏
不封闭型未饱和油藏——弹性水压驱动
无气顶、无边底水活动饱和油藏——溶解气驱动
饱和油藏
无气顶、有边底水活动饱和油藏——溶解气驱和天 然水驱综合驱动
=+
根据物质平衡原理，在综合驱动条件下， 地层油的原始体积与原始气顶自由气体积之和 等于开发到某一时刻时剩余油体积与气顶气体 积和水的增加体积之和。
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。
【可编辑全文】油藏课件-油藏工程
N
N p (BT (Rsi Rp )Bg ) (We Wi W p)
(BT
BTi ) mBTi
Bg Bgi Bgi
BTi
(1 m) 1 Swc
(C
f
CwSwc )P
N
N p (BT (Rsi Rp )Bg )
(BT
BTi ) mBTi
Bg Bgi Bgi
BTi
(1 m) 1 Swc
第一节 物质平衡方法
N
N p (BT Rsi Bg ) (We Wi W p) Gp Bg
(BT
BTi ) mBTi
Bg Bgi Bgi
BTi
(1 m) 1 Swc
(C
f
CwSwc )P
说明：
1 许多参数与地层压力有关，有显函数，还有隐函数，所以 应用物质平衡方程时，地层压力应该取全取准
第一节 物质平衡方法
油藏的类型及驱动类型
封闭弹性驱动
未饱和油藏
弹性驱动＋弹性水压驱动
p 溶解气驱
饱和油藏
溶解气驱＋天然水驱 溶解气驱＋气顶驱动 溶解气驱＋气顶驱动＋天然水驱
第一节 物质平衡方法
油藏的类型及驱动类型 物质平衡方程的建立 物质平衡方程的简化 物质平衡方程的应用
第一节 物质平衡方法
物质平衡方程的建立
主要内容
第一章 油藏工程设计基础 第二章 非混相驱替及注水开发指标概算 第三章 油藏动态监测原理与方法 第四章 油藏动态分析方法 第五章 油藏管理
第四章 油藏动态分析方法
为什么进行油藏的动态分析？
目的：研究掌握油藏的动态变化规律；寻找影响油田动 态变化的因素，为开发调整提供依据和方法。
方法：
理论方法： B-L方法、物质平衡、数值模拟 经验方法： 产量变化规律、含水变化规律
第四章 水驱油理论基础教材
为考虑岩石和束缚水 的弹性膨胀时弹性驱油藏的物 质平衡方程式
式中： ce co
S wc 1 cw cP S oi S oi
第三节 弹性驱油藏物质平衡方程
二、方程的应用
（一）计算弹性产率
Boi NP N P Bo K 将 N 改写成如下形式： 1 P B ce N o ce Boi P
4、油水相对渗透率资料；
5、地质资料：N、m、Swi、Φ等。 上述资料必须取全取准。其可靠程度如何，将直接影响
到计算的精确度。
第一节 物质平衡方法所需要的基础资料及物性参数
二、物质平衡方法所需要的物性参数
（一）地层油的压缩系数（Co） （二）地层水的压缩系数（Cw） 单位体积地层油在压力改 单位体积地层水在压力改 变一个单位时的体积变化率。
N Pb
第三节 弹性驱油藏物质平衡方程
二、方程的应用
（三）预测油藏动态
N P Bo N ce Boi P
Boi NP ce NP Bo
由上式可看出，当地质储量N，综合压缩系数Ce已知
时，便可对NP和△P这两个参数进行预测。
预测方法：
1）作出油田开发过程中不同时刻的累积产量与压力降的
关系曲线，该曲线应是一条过原点的直线。 2）预测到某一累积产量时的压力降；反之，也可给定某 一压降值求出相应的累积产量。
1 dV c0 Vo dP
地面脱气原油的压缩系数较小，一般 为（4～7）×10-41/MPa之间； 地层油由于存在溶解气压缩系数较大， 一般为（7～20）×10-41/MPa； 油稠含气量低的油田，原油压缩系数 在（7～8）×10-41/MPa； 高气油比轻质油田的地层油压缩系数 一般10×10-4（1/MPa）左右。
《油藏工程原理与方法》第四章
油
油区油体积 原始条件下 气区气体积
N
NBoi
mNBoi
13
m为原始条件下气顶的气体积与油区油体积之比
油区油体积 气区气体积
( N − N p ) Bo
原有气顶量＋溶解气量－采出气量－目前溶解气量
⎡ ⎤ mNBoi − N p × R p − ( N − N p ) Rs ⎥ × B g ⎢ NRsi + B gi ⎢ ⎥ ⎣ ⎦
14
物质平衡方程： 原始条件下： 压力为P时：
气顶体积＋油区体积＝气顶气体积＋ 油区体积＋ 边底水入侵量＋ 气顶、油区体积变化和束缚水体积变化
mNBoi + NBoi =
⎡ ⎤ mNBoi − N p R p − ( N − N p ) Rs ⎥ B g + ( N − N p ) Bo ⎢ NRsi + B gi ⎢ ⎥ ⎣ ⎦
N ( Bo − Boi ) + N ( Rsi − Rs ) B g + mNBoi
+ NBoi
引入两相体积系 数：
B Ti = Boi
B T = Bo + ( Rsi − Rs ) B g
N p Bo + N p ( R p − Rs ) B g +W p−(We + Wi ) =
N ( BT − BTi ) + mNBTi Bg − B gi B gi (1 + m ) (C f + C w S wc )ΔP + NBTi 1 − S wc
油藏工程原理与方法
The Fundament and Practice of Reservoir Engineering
（第四章）
油区油体积 原始条件下 气区气体积
N
NBoi
mNBoi
13
m为原始条件下气顶的气体积与油区油体积之比
油区油体积 气区气体积
( N − N p ) Bo
原有气顶量＋溶解气量－采出气量－目前溶解气量
⎡ ⎤ mNBoi − N p × R p − ( N − N p ) Rs ⎥ × B g ⎢ NRsi + B gi ⎢ ⎥ ⎣ ⎦
14
物质平衡方程： 原始条件下： 压力为P时：
气顶体积＋油区体积＝气顶气体积＋ 油区体积＋ 边底水入侵量＋ 气顶、油区体积变化和束缚水体积变化
mNBoi + NBoi =
⎡ ⎤ mNBoi − N p R p − ( N − N p ) Rs ⎥ B g + ( N − N p ) Bo ⎢ NRsi + B gi ⎢ ⎥ ⎣ ⎦
N ( Bo − Boi ) + N ( Rsi − Rs ) B g + mNBoi
+ NBoi
引入两相体积系 数：
B Ti = Boi
B T = Bo + ( Rsi − Rs ) B g
N p Bo + N p ( R p − Rs ) B g +W p−(We + Wi ) =
N ( BT − BTi ) + mNBTi Bg − B gi B gi (1 + m ) (C f + C w S wc )ΔP + NBTi 1 − S wc
油藏工程原理与方法
The Fundament and Practice of Reservoir Engineering
（第四章）
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。
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水驱曲线特征分析
• 追溯起来，注水起源于19世纪下页美国宾西法尼亚西部地区的 Pithole城(费城)，至今已有100多年的历史。
• 最初出现的注水是偶然的。水从活动封隔器附近的浅含水层渗 入一口油井，使这口井不能再出油，但却引起了周围井产量的 增加。John F. Carll在1880年美国宾西法尼亚第2次地质调查 报告中，提出注水能够提高原油最终采收率这一看法。
油藏工程原理与方法
第四章 油藏动态分析方法
第24讲 水驱曲线特征分析
提纲
• 一、注水开发简述 • 二、水驱特征曲线定义 • 三、水驱特征曲线特征分析 • 四、实例分析 • 五、水驱特征曲线类型
水驱曲线特征分析
4-2水驱曲线特征分析
一、注水开发简述
• 石油开采中的一次采油是利用天然能量开采，即利用流体和岩 石的弹性能、溶解气膨胀能、气顶驱、重力驱以及有边、底水 的侵入。一次采油的采收率很低，一般在20%以下。
• 我国主要油田原油属于石蜡基原油，粘度普遍较高，高含水期 是注水开发油田的一个重要阶段，在特高含水期仍有较多储量 可供开采。研究中高含水期的水驱油田的开发特征具有重要的 意义。
水驱曲线特征分析
含水率 fw (f)
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 0
5
10
15
20
25
采出程度 R (%)
含水率与采出程度关系曲线
• 结合北海（North Sea）油田的开发经验，BP研究中心的 Mitchell（1982）也曾对油田注水开发的方法进行了总结，但 比起中国学者的研究结果来要逊色得多。
水驱曲线特征分析
• 一般来说，天然能量充足的油藏占2-3%，97%的需要注水 来补充地层的能量，中国90%以上的油田需要注水开发， 这与具体的沉积环境有关。
根据水驱油藏含水率、采出程度和最终采收率得到的统计
关系图版，用对应的查出相应的采收率ER。
水驱曲线特征分析
童宪章经验图版法理论 • 油田生产水油比与含水率之间的关系为： WOR fw
cSwi )dN p
Wp
A
Np 0
exp(BNp )dN p
A B
Np 0
exp(BNp )dN p D exp(BNp ) C
如下公式为甲型水驱曲线：
水驱曲线就是地层岩石的相渗特性在生产规律上的宏观反映。由于不同油田 的岩石相渗特性不同，因此，水驱曲线的常数也不尽相同。
水驱曲线特征分析
法和结果后来在美国许多油田得到了应用，现在仍然用该方 法估算油田的累积产量和剩余油。
• 前苏联的马克西莫夫（1959）根据全苏石油科学研究院的室
内水驱油实验数据，给出了Wp－Np的半对数直线关系，目前，
该方法已经被CNPC列为预测水驱油田采收率的重要方法之一。
• 中国童宪章（1978）最先发表了“天然水驱和人工注水油藏 的统计规律探讨”（石油勘探与开发，第六期，1978），
1
1
Bw w ko
Bo o k w
WOR Qw Bookw Qo Bwwko
WOR fw 1 fw
Qw和Qo分别为地面的油水产量。
•上式称为水的分流量方程，它表 明含水率取决于油水两相各自的渗
透率和粘度。比如稠油油藏见水后，
由于uo大，故fw较高，对于一定油 层来说，uo、uw为定值，此时若求 得了Ko/Kw，就可以计算含水率。 而Ko/Kw可在油水相对渗透率曲线 上得到。
1、直井-水平井 2、粘度低-高 3、低水-边水 4、非均质-均质
实际 理论
30
水驱曲线特征分析
水驱油田含水采油期的划分
(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%～75%。 (4) 高含水采油期：含水率75%～90%。 (5) 特高含水采油期：含水率>90%。
• 适用性：注水毕竟是外来流体，与地层岩石和流体不配物， 产生伤害
水驱曲线特征分析
• 美Wright（1958）在研究采油速度对注水开发油田的影响时，
根据实际数据首先建立了WOR－Np半对数统计直线；
• Parts（1959）在预测五点井网面积注水时，利用理论计算和
电模型的实验，也给出了WOR－Np半对数统计直线，他们的方
• 油田的注采井网、注采强度、增产措施等变化时，水驱曲 线可能会出现拐点，但半对数直线关系可能仍然成立。
目的作用：最大的累积产量＝可采储量；标
定采收率；含水与累积产量的关系；评价开发 效果；求地质储量。
水驱曲线特征分析
三、水驱特征曲线特征分析
0、含水率和水油比（在稳态状况下）
fw
Qw Qw Qo
水驱曲线特征分析
二、水驱特征曲线定义
• 1、规律的发现：在水驱油田的动态分析和预测中，对于已经 进入中期含水的油田，人们发现若将累积产油－累积产水或 水油比－累积产油等数据作成相应的半对数图，可得到比较 明显的直线。
水驱曲线特征分析
• 2、水驱特征曲线：一个天然水驱或人工水驱的油藏，当 它已经全面开发并进入稳定生产阶段后，含水率达到一定 高度并逐渐上升时，在半对数坐标纸上，以对数坐标表示
• 累积产水量Wp必须加上一个常数C,才能与累积产油量Np在半对数坐标上 成直线关系，但是，随着油田的生产，含水率上升和累积产水量的增加， 常数C的影响逐渐减小，在油田开发的中后期，累积产水量Wp和累积产油 量Np在半对数坐标上成直线关系。
N p a(lg Wp lg b)
水驱曲线特征分析
可采储量计算
Qo
dN p dt
Sw
Np
100Aho
/
B oi
Swi
Qw和Qo分别为地面的油水产量。
代入上式
水驱曲线特征分析
代入的Sw
Wp
Bo o d Bww
Np 0
c
e dN dt 100
Np Ah o
/
B
oi
S
wi
p
dt
代入的Qo
Wp
Bo o d Bww
Np 0
exp(
cN p
100Aho
/
Boi
kro decsw krw
水驱曲线特征分析
2、水油比与含油饱和度的关系
kro decsw krw
将该统计规律代入水油 比的关系式中：
WOR Bookw Bw w ko
WOR
Qw
Bo o kw
Bo o
ecsw
Qo Bwwko Bww d
这样我们就建立了水油比WOR与含油饱和度Sw的关系式。
• 陈元千教授和俞启泰教授等等也在这个领域做出突出贡献。
水驱曲线特征分析
• 不同油水粘度的油田水驱特征有明显的差异：
• 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曲线，主要储量在中低含水期 采出，
• 而中高粘度油田与此相反，在含水率与采出程度的关系曲线上 呈凸形曲线，主要储量在高含水期采出，这是由水驱油非活塞 性所决定的。储层的润湿性和非均质性更加剧了这种差异。
取对数：
lg WOR A2 B2 N p
水驱曲 A2 B2 N p
因为含水率和水油比的关系式：WOR fw
1 fw
代入乙型水驱曲线：
lg fw 1 fw
A2 B2 N p
累计产量和含水率的关系：
Np
lg fw 1 fw B2
A2
预测可采储量：
NR
lg fw98% 1 fw98% B2
对甲型曲线等式两边分别时间t求导数：
Qw dWp / dt; Qo dN p / dt;
WOR
Qw Qo
2.303 B1Wp
代入甲型水驱曲线：
Wp WOR / 2.303 B1
又因为含水N率p和水l油g比W的O关R系式A：1BW1 lOgR(2.303f
B1
w
)
1 fw
1、预测开采储量； 2、采收率标定； 3、动态分析； 4、开发效果评价。
• 继一次采油之后，注水成为提高采收率的主要方法之一。向 油层注水，利用人工注水保持油层压力，是油田开发史上一个 重大的转折，自20世纪20-30年代注水油田在美国获得工业应 用以来，目前世界范围内广泛应用注水采油。
• 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，因此，水长期作为一种有效的驱替液体，在世 界各国油田开发广泛使用。
预测可采储量：NR
lg( fw98% ) 1 fw98%
A1 lg(2.303B1) (含水98％时)
动态分析
水驱曲线特征分析
（二）、乙型水驱曲线 • 童宪章先生和谢尔盖夫等人，分别与1978年和1982
年，以经验公式的形式提出了累积水油比与累积产 油量的半对数直线关系式。后于1993年（陈元千， “一种新型水驱曲线关系式的推导及应用”，石油 学报，1993（2）14，65-73）完成了他的理论推导。 该直线称乙型水驱曲线。 由甲型水驱曲线两端对Np求导后，
下一步我们找找：Sw与累积产量Np有什么特殊关系？
水驱曲线特征分析
3、原始储量、剩余可采储量、累积产量
水驱曲线特征分析
4、 Np与含水饱和度Sw的关系
在注水保持压力下：Bo≈Boi，则有：
N p 100 Ah o (Sw Swi ) / Boi
饱和度与累计产量关系如下：
Sw
Np
100Aho
/
水驱曲线特征分析
由上述WOR-Sw关系式：
WOR Qw
Bo o kw
Bo o
ecsw
Qo Bwwko Bww d
改写为地面水产量的形式：
Qw
Qo