一种水驱油田递减率指标开发效果评价的新方法

缪飞飞，张宏友，张言辉，牟春荣，别梦君

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452）

一种水驱油田递减率指标开发效果评价的新方法

缪飞飞，张宏友，张言辉，牟春荣，别梦君

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452）

针对目前递减率指标评价标准及评价方法存在的问题，首次引入状态对比法，将理论递减规律应用于递减率指标评价，建立了利用递减率评价系数来评价水驱油田递减率指标开发效果评价的新方法。该方法在应用过程中，考虑了流体性质、储层物性等的影响，可评价各开发阶段递减率指标的开发效果。该方法简单可行，可用于矿场水驱油田递减率指标的开发效果评价，具有较强的推广使用价值。

水驱油田；递减率；开发效果评价；状态对比法

0　引言

在油田整体开发效果评价中，递减率是油田开发效果评价体系的一项重要指标。经过大量文献资料调研发现：当前开发效果评价体系中，递减率指标采用一套评价标准贯穿整个油田开发评价，且评价在过程中采用固定的递减率数值与实际递减率进行对比和评价；而不同类型油田开发过程中的递减具有自身理论规律，采用这样的评价标准及评价方法显然是存在问题的［1-9］。应用该递减率评价标准在不同开发阶段进行评价时，不能体现出油田流体性质和储层物性的差异，因此，该方法不适用于不同类型的油田和不同的开发阶段。

针对以上问题，本文首次引入状态对比法进行评价。状态对比法是将理论与实际的生产曲线进行对比，根据两者之间偏离情况来进行评价［10-13］。本文先对水驱油田理论递减规律进行研究，然后根据状态对比法进行评价方法及评价标准研究。经实例验证，评价结果准确可靠，具有较强的推广使用价值。

1　递减率理论公式

油田生产动态数据表明，目前油田的不同开发阶段存在定液量和定生产压差2种生产方式。本文针对这2种生产方式，结合阶段产油量计算公式，分别推导出定液量及定生产压差的递减率的理论公式。

1.1定液量

结合式（1）—（3），得

式中：Dt为理论递减率，%；Qo，Ql，Qw分别为年产油、液、水量，104m3；fw为含水率，%；fw′为含水上升率，%；ND为地质储量，104m3。

1.2定生产压差

结合式（1）、式（5），推导出定生产压差条件下理论递减率表达式：

式中：Jo为采液指数，m3/（MPa·m）；h为油层厚度，m；n为油田开井数，口；Δp为生产压差，MPa；Vo为阶段采油速度；JDO′（fw）为无因次采油指数随含水率的变化率；JDO为无因次采油指数。

2种生产方式下理论递减率公式的详细推导过程见参考文献［14］；理论递减率表达式中理论含水上升率的计算见参考文献［15］。

2　理论、实际递减率的定义

2.1理论递减率

从推导的理论递减率表达式可以看出，理论递减率与理论含水上升率成正比，而理论含水上升率是根据忽略毛细管力和重力的稳定分流量方程，结合油水相对渗透率曲线推导出的。忽略毛细管力和重力的稳定分流量方程是无法考虑油田非均质性、井网及层间、井间干扰的，并且油水相对渗透率曲线只能表征一维水驱油过程。推导的理论含水上升率适用于一维井网完善、层间及井间无干扰的均质理想油藏，其水驱油过程可以利用单根流管表征，所以导致推导的理论递减率也只适用该类油藏。

本文定义的理论递减率为一维井网已完善、层间及井间无干扰的均质理想油藏开发过程中，由于含水上升导致的产量递减，而实际油藏存在非均质性、多层开采、层间及井间干扰，水驱油过程可以利用多根不同渗透率流管叠加表征（见图1）。经过研究发现，油田的一些常规措施都是为了改善油田的开发效果，使油田水驱油过程更接近一维均质单根流管驱油理论，所以本文推导的理论递减率应与实际油田综合递减率（包括常规措施产量在内）相对应。

图1　常规措施前后水驱油过程

2.2实际综合递减率

在进行实际油田递减率评价时，应注意本文的综合递减率算法与以往的不同，以往的计算过程中包括所有的措施产量。由于本文采用实际递减率与理论递减率进行对比来评价实际油田递减率指标，而本文的理论递减率是由水驱油相对渗透率曲线推导得来，所以流体性质及储层物性始终假设是一成不变的。因此，本文的实际综合递减率定义为，本阶段产量在扣除新井产量及改变储层或流体物性的措施产量与上阶段产量的差值占上阶段产量的百分比。

经过深入研究，认识到实际的油田综合递减率，在计算过程应该包括以下措施产量：1）大泵提液。为满足定压差生产条件，使低渗透层得到动用，缩小油层非均质影响，更接近均质开发。2）卡孔堵水。减缓注入水的窜流，使注入水驱替得更加均衡，更接近均质单管驱油方式。3）补孔。增加井的完善性，更接近稳定渗流理论。4）酸化。减弱近井污染，恢复储层物性，使渗流接近理论情况。5）分层配注，分层开采。减弱油藏动态非均质性，使油藏开发接近均质单管的开发效果。

计算过程不应考虑以下措施增加的产量：1）压裂。改变原有储层物性及结构，不符合理论递减率推导条件。2）化学驱。改变驱动介质黏度，不符合水驱油理论。3）热采。改变原油黏度，不符合水驱油理论。

3　递减率评价系数

针对目前评价方法不足，本文引入状态对比法进行评价［10-13］，为了能直观评价效果，用评价系数β进行表征。

式中：DS为实际综合递减率。

实际综合递减率低于或接近于理论递减率，开发效果好；反之，开发效果较差。通过大量文献调研及统计渤海27个水驱开发油田的应用，评价结果与油田认识基本吻合。最终确定出评价标准：一类，β≤1.2；二类，1.2＜β＜2.0；三类，β≥2.0。该评价标准适用于中—高孔、渗储层及地层原油黏度5～350 mPa·s的水驱开发油田。

4　应用分析评价

以渤海JZ油田主体区为例。该油田属于三角洲前缘沉积，层状构造中高孔渗油藏，层间及层内的变异系数都大于0.8，具有强非均质性，地层原油黏度为18.0 mPa·s，渗透率为1 281×10-3μm2，孔隙度为27.0%。1999年10月投产，采用反九点规则井网注水开发，共有采油井39口，注水井17口，整个开发历程细分为天然能量、笼统注水、分层注水、注聚试验4个开发阶段（见图2）。截至2014年9月，日产油水平1 350 m3，综合含水率76%，采出程度22.4%。

图2　JZ油田主体区生产曲线

应用新评价方法，对JZ油田主体区笼统注水和分层注水开发阶段进行评价。笼统注水阶段为定生产压差生产阶段，分层注水阶段为定液量生产阶段。

4.1定生产压差阶段评价

1）理论递减率。首先根据参考文献［15］的理论含水上升率计算方法，计算JZ油田主体区该评价阶段的理论含水上升率；再利用式（6）计算本阶段（采油速度1.8%）的理论年递减率为4.1%～4.5%，平均为4.2%。

2）实际综合递减率。根据实际油田综合递减率定义，进行评价阶段实际综合递减率的计算。利用Arps递减法回归拟合计算出实际年综合递减率为8.3%（见图3）。

图3　笼统注水阶段实际综合递减率

3）递减率评价系数。利用式（7）计算本阶段的递减率评价系数为1.98。

4）评价结果。依据递减率评价标准，评价结果为二类。由于该油田非均质强，采用笼统注水导致单层单向突进严重，层间层内水驱不均。

4.2定液量生产阶段评价

1）理论递减率。根据参考文献［15］的理论含水上升率计算方法，计算JZ油田主体区该评价阶段的理论含水上升率；再利用式（4）计算出本阶段（采液速度4.0%）的理论年递减率为10.6%～11.8%，平均为10.9%。

2）实际综合递减率。根据实际油田综合递减率定义，进行评价阶段实际综合递减率的计算。利用Arps递减法回归拟合，计算出实际月综合递减率为0.96%（见图4），转化为实际年综合递减率为11.4%。

图4　分层注水阶段实际综合递减率

3）递减率评价系数。利用式（7）计算本阶段的递减率评价系数为1.05。

4）评价结果。依据递减率评价标准，评价结果为一类。开发效果转好的原因是开发人员针对评价笼统注水阶段存在的问题制定相应对策：实施分层配注，优化注水；增加注水井点及实施调剖，改变液流方向，扩大波及体积；并采用油井提液，提高各类油层动用程度。

5　结论

1）JZ油田主体区实际应用分析表明，用递减率评价系数进行评价的递减率评价方法简单直观、准确可靠，能够应用于递减率指标评价，为油田调整挖潜提供理论依据和方向。

2）研究成果在评价过程中，能够体现出不同的流体性质、储层物性、开发阶段等对开发效果的影响。

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（编辑朱丽）

New method for evaluating waterflooding effect by decline rate index

Miao Feifei，Zhang Hongyou，Zhang Yanhui，Mou Chunrong，Bie Mengjun
（Tianjin Branch of CNOOC Ltd.，Tianjin 300452，China）

Aiming at the problems existing in the decline rate index evaluation standard and method，state contrast method is first introduced.Applying the theoretical decline to decline rate index evaluation，a new method for evaluating waterflooding effect by decline rate index is established.The method can reflect the influence of fluid properties，reservoir property and development phase on developmenteffect.Theappliedresultsshowthatthismethodissimpleandreasonableforevaluatingthewaterfloodingeffectbydecline rateindex.

waterflooding oilfield；decline rate；development effect evaluation；state contrast method

国家科技重大专项课题“海上油田丛式井网整体加密及综合调整油藏工程技术示范”（2011ZX05057-001）

TE341

A

10.6056/dkyqt201503018

2014-12-12；改回日期：2015-03-15。

缪飞飞，男，1983年生，硕士，2009年7月毕业于西安石油大学油气田开发专业，现主要从事油气田开发与油藏研究工作。E-mail：miaoff@cnooc.com.cn。

引用格式：缪飞飞，张宏友，张言辉，等.一种水驱油田递减率指标开发效果评价的新方法［J］.断块油气田，2015，22（3）：353-355，360. Miao Feifei，Zhang Hongyou，Zhang Yanhui，et al.New method for evaluating waterflooding effect by decline rate index［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2015，22（3）：353-355，360.