塔河一区三叠系下油组油藏含水上升规律分析与预测

罗 佼，冷亚育，廖 强，罗立帆，张 华

（1．成都理工大学能源学院，四川成都610059；2．中国石油西部钻探测井公司；3．中海石油能源发展有限公司监督监理技术公司；4．中海石油（中国）有限公司湛江分公司）

1 含水率上升模式判断

塔河一区三叠系下油组油藏是典型的块状大底水砂岩油藏，含水上升较快，有相当大的一部分储量将在中高含水阶段采出，所以研究塔河一区油藏含水上升规律非常必要。根据大量注水开发油田生产资料，油田含水上升规律一般分为三种基本模式：凸形，S型，凹型（图1）［1］。凸型曲线反映的是油田见水早，无水采油期短，甚至没有无水采油期，早期含水上升快，晚期含水上升慢的特点，油田的主要产油量是在中高含水阶段采出的。凹型趋向反映了油田见水晚，无水采油期长，早期含水上升慢，晚期含水上升快的特点，且油田的主要产量是在中低含水阶段产出的。S型曲线则介于凸凹两种曲线之间。

图1 含水上升模式图

凸型曲线描述方程为：

S型曲线描述方程为

凹型曲线描述方程为

图2 三叠系油藏含水上升规律凹型散点图

2 油藏含水率变化曲线（童氏图版）

童宪章通过对大量注水开发油田实际资料的统计得到，水驱油田的地质储量与甲型水驱特征曲线的直线斜率的倒数成正比［2］。为了直接观察油藏的含水率与采出程度之间的变化关系，在引入边界条件fw＝0．98%下，可以把乙型水驱特征曲线转化为含水率、采出程度和最终采收率之间关系，即童氏图版标准公式：

图3 三叠系油藏含水上升规律S型散点图

图4 三叠系油藏含水上升规律凸型散点图

由标准公式可知系数7．5是随具体油田的不同而不同。本文通过塔河一区的水驱特征确定了适合于塔河一区的童氏图版标准公式：

下面对式（5）进行简要推导，对生产水油比的定义式进行微分。

甲型水驱曲线表达式

式（8）两边对累积产油量微分，得

把式（9）代入式（6），然后取对数，再把式（8）代入，得

因为Np＝NwR，所以式（10）可以写成

令c＝lg（ln10）＋lgb＋a，d＝bNw则上式又可写成

含水率达到经济极限含水率，即fw＝98%时，WOR＝49，此时，由式（12）得

把式（7）和式（13）代入式（12），得

利用塔河一区三叠系下油组油藏甲型水驱曲线［3－5］拟合得到直线段斜率b，计算得到水驱控制地质储量Nw，d＝bNw＝0．0065×1061＝6．90，再代入式（13），得到了适用于塔河一区三叠系下油组油藏的童氏图版标准公式

由式（15）作出童氏标准图版如图5所示，再将三叠系油藏的fw－R的真实值绘入标准图版。可以看出，在开发初期，实际曲线与标准图版拟合的不是很好 ，但含水率在9．4%～53．2%区间内时，实际曲线基本上沿采收率为35%的标准曲线之间上升。从童氏水驱经验图版看，开发调整以前预测水驱采收率已经偏向标定最终采收率35%，经过开发调整，油田储量动用增加，含水上升缓慢，油田开发效果明显改善，目前油田采收率基本上在45%的标准曲线上运行。从童氏图版可以看出一区所采取的调整措施效果较好。

图5 三叠系油藏含水率曲线图版

3 含水率以及含水上升率预测

在水平油层忽略毛管力情况下，莱弗里特简化分流方程［7］：

油藏是确定的，由上式知道含水率只与油藏相对渗透率有关。油藏相对渗透率公式为

可看出，相对渗透率仅与油藏含水饱和度有关。

将含水饱和度公式带入分流公式得含水率fw与含水饱和度Sw的关系式

平均含水饱和度与采出程度和含水饱和度分别存在以下关系

由此可以得到含水饱和度与采出程度关系

把上式代入式（18）后，两边对采出程度R微分并整理得到

一个油藏是确定的，则储层的流体参数是一定的，再通过塔河一区三叠系下油组油藏相渗曲线回归得到a、b值，从而可以预测不同采出程度下的理论含水率以及含水上升率（如图6）。

图6 三叠系油藏油田含水率和含水上升率真实曲线及其预测曲线

由图6可以看出，塔河一区三叠系下油组油藏含水率曲线与含水上升率曲线在采出程度为19%以前与理论预测值相差较大，而采出程度大于19%时，实际含水率曲线与含水上升率曲线和理论预测曲线几乎完全吻合。含水率在开发调整之前（采出程度为9．5%之前）上升较快；开发调整之后含水率上升减缓，逐步向预测曲线靠拢，当采出程度为19%，含水率达到45%时实际曲线与预测曲线几乎完全吻合。综上，理论预测含水率和含水上升率具有一定的可靠性。

4 结论

（1）可根据三种基本含水上升模式确定油藏的含水上升模式，根据不同含水上升模式的特点，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。

（2）从童氏水驱经验图版看，经过开发调整，油田储量动用增加，含水上升缓慢，油田开发效果明显改善，可看出塔河一区所采取的调整措施效果较好。

（3）根据分流方程与相渗理论推导出的塔河一区油藏含水率和含水上升率与采出程度的关系，当采出程度大于19%时，理论预测与实际情况几乎完全吻合，说明理论预测含水率和含水上升率具有一定的可靠性。

符号说明

fw——含水率，小数；fwL——经济极限含水率，98%；Np——累积产油量，104t；Wp——累积产水量，104t；ER——采收率，小数；NR——可采储量，104t；Nw——水驱控制地质储量，104t；Kro——油相相对渗透率，无量纲；Krw——水相相对渗透率，无量纲；Sw——含水饱和度，小数；Sor——残余油饱和度，小数；Soi——原始含油饱和度，小数；R——采出程度，小数；WOR——生产水油比，无量纲；Qo——产油量，104t／月；Qw——产水量，104t／月；μo、μw——原油黏度、地层水黏度，mPa·s；Bo——地层原油体积系数，无量纲；ρw——地层水密度，g／cm3；a、b——水驱特征曲线截距和斜率。

［1］李传亮．油藏工程原理［M］．北京：石油工业出版社，2005．

［2］童宪章．油井产状和油田动态分析［M］．北京：石油工业出版社，1981．

［3］刘德华．刘志森．油藏工程基础［M］．北京：石油工业出版社，2004．

［4］陈元千．水驱曲线关系式的推导［J］．石油学报，1985，6（2）：68－78．

［5］陈元千．一种新型水驱曲线关系式的推导及应用［J］．石油学报，1993，14（2）：65－73．

［6］陈元千．现代油藏工程［M］．北京：石油工业出版社，2004．

［7］秦同洛，李璗，陈元千．实用油藏工程方法［M］．北京：石油工业出版社，1989．