利用油水渗流特征评价水驱特征曲线

张娟王传峰张亮何雄坤肖肖张晓辉

(1.西南石油大学，成都 610500；2.中国石油冀东油田分公司，唐海 063200；3.中国石油塔里木油田分公司，库尔勒841000)

利用油水渗流特征评价水驱特征曲线

张娟1王传峰2张亮3何雄坤2肖肖2张晓辉1

(1.西南石油大学，成都 610500；2.中国石油冀东油田分公司，唐海 063200；3.中国石油塔里木油田分公司，库尔勒841000)

建立4种常用水驱特征曲线所对应的含水率与含水饱和度的关系曲线方程，通过实例评价水驱特征曲线的适用性。

水驱油藏；水驱特征曲线；油水渗流；相对渗透率

水驱特征曲线是油藏分析动态地质储量和预测水驱采收率比较简单有效的方法之一。经过多年的研究实践，水驱特征曲线的关系式已有近百种之多，油田常用的水驱特征曲线也有近十种。预测的油田可采储量与水驱采收率通常存在一定差异，而我们用求平均值的方法进行标定，则难免造成对油藏认识的错误评价。同时，因为油藏地下渗流的复杂性，对于众多水驱特征曲线始终没有一个满意的适用条件与评价方法。

在此从相渗的角度出发，分析研究油水渗流特征的影响因素，进一步推导甲乙丙丁四种常用水驱特征曲线所对应的含水率与含水饱和度的关系曲线。

1 油水渗流特征研究

由相对渗透率与含水率定义可得［1］：

由式（1）可以看出，油田含水率是地层原油黏度与储层油水相对渗透率的函数。对于特定油藏而言，一般地层原油黏度为一个定值，油田含水率仅与储层油水相对渗透率有关。

根据油水两相相对渗透率归一化回归处理思路，油藏的油、水两相相对渗透率可分别由式（2）、（3）描述［2］：

联立式（1）、（2）、（3），可得 Sw—fw的关系，即可描述油藏的油水渗流特征。

由油藏Sw—fw关系可知，影响油藏油水渗流特征的因素不只是储层的油水黏度比，还有水相最大渗透率、油相指数eo与水相指数ew（水相最大渗透率、油相指数eo、水相指数ew都与储层的物性特征有关），因此，并不能简单地以原油黏度或油水黏度比来选择水驱特征曲线方程。

2 水驱特征曲线的油水渗流特征

不同水驱特征曲线代表不同油水渗流特征。下面逐一描述矿场上最常用的甲、乙、丙、丁4种水驱特征关系式所代表的 Sw—fw关系［4］。

2.1 甲型水驱特征曲线Sw—fw关系

甲型水驱特征曲线对应的Np—fw关系为：

由著名的Welge方程可知：

由概念可知：

联立式（4）、（5）、（6），求得一阶微分方程：

方程（10）即为甲型水驱特征曲线的油水渗流特征方程，即Sw—fw关系。

2.2 其他水驱特征曲线Sw—fw关系

根据甲型水驱特征曲线对应的Sw—fw关系推导过程得到乙型、丙型和丁型的Sw—fw关系。

（1）乙型水驱特征曲线对应的Sw—fw关系为：

由式（1）、（2）、（3）得到的油藏 Sw—fw关系曲线与甲乙丙丁水驱特征曲线相对应的Sw—fw关系曲线进行对比，即可优选出最适合油藏的水驱特征曲线方程。

3 实例计算分析

B16油藏探明地质储量1 076×104t，平均束缚水饱和度Swc=0.517 3，残余油饱和度Sor=0.181 5，地层原油黏度 μo=6.61mPa·s， 地层水黏度 μw=0.50mPa·s。

图1 油藏相对渗透率回归拟合曲线

对相对渗透率进行归一化处理后得到相对渗透率数据（见表1）和拟合曲线(见图1)。其中：Kromax=1.00；Krwmax=0.25；ew=1.0；eo=2.0。

表1 B16油藏相对渗透率数据

对B16油藏进行水驱特征曲线分析,计算结果见表2。

根据公式（10）、（11）、（12）和（13）可分别计算出甲、乙、丙、丁4种水驱特征曲线的Sw—fw关系（见图2、图 3）。

由图2和图3可以看出，甲型水驱特征曲线和丙型水驱特征曲线与B16油藏油水渗透规律相近或吻合度较高，说明甲型和丙型水驱特征曲线比较适合B16油藏。

表2 B16油藏水驱特征曲线计算参数与结果

甲型水驱特征曲线预测B16油藏的动态储量为 939.447 4×104t，与 B16 油藏的地质储量（1 076×104t）相近。根据后期的数值模拟预测研究，在含水

图2 B16油藏甲、乙型水驱特征Sw-fw关系曲线图

4 结 论

（1）油水黏度比是影响油水渗流规律的重要参数，但单纯以油水黏度比来选择水驱特征曲线过于简单。

（2）不同的水驱特征曲线表征着不同范围内的油水渗透特征，即Sw—fw关系。

（3）利用Sw—fw关系评价水驱特征曲线是可行且准确的。率达到98%时，B16油藏累计产油 369.971 9×104t，则可进一步说明甲型和丙型水驱特征曲线预测的结果是准确可靠的。

图3 B16油藏丙、丁型水驱特征Sw-fw关系曲线图

[1]李传亮.油藏工程原理[M].北京：石油工业出版社，2006.

[2]张茂林，梅海燕.凝析油气藏流体相态和数值模拟理论研究[M].成都：四川科学技术出版社，2004.

[3]俞启泰.几种重要水驱特征曲线的油水渗流特[J].石油学报，1999，20(1):56-60.

[4]南荣丽，彭彩珍，刘建升，等.瑞利模型与水驱曲线的综合预测法[J].重庆科技学院学报：自然科学版，2011，13(3):87-89.

Abstract：This paper builds the relation equation of saturation of water and frank of water that corresponding to the four usual water drive characteristic curves,based on the insane,evaluates the applicability of water drive characteristic curve.

Key words：water drive reservoir;water drive characteristic curve;oil-water seepage;relative permeability ratio

Evaluating Water Drive Characteristic Curve By Oil-Water Seepage Characteristics

ZHANG Juan1WANG Chuangfeng2ZHANG Liang3HE Xiongkun2XIAO Xiao2ZHANG Xiaohui1
(1.Southwest Petroleum Unicersity,Chengdu 610500;2.Jidong Oil Field Company,SINOPEC,Tanghai 063200;3.Tarim Oilfield Company,SIONPEC,Korla 841000)

TE312

A

1673-1980（2012）02-0059-03

2011-11-02

油气重大专项资助（2008ZX05010）

张娟（1987-）,女，四川成都人，西南石油大学在读硕士研究生，研究方向为油气藏工程、油气相态、气田开发。