水驱体积波及系数预测方法研究

李兵，马悦

（西安石油大学石油工程学院，陕西西安710065）

水驱体积波及系数预测方法研究

李兵，马悦

（西安石油大学石油工程学院，陕西西安710065）

对于水驱开发的非均质油田，体积波及系数是一个重要的评价参数。它不但可以反应水驱体积波及状况，而且也会影响水驱油田的最终可采储量和采收率。文中在考虑地层流体及孔隙体积影响的前提下，通过计算水驱油藏体积波及系数。为了准确、简便地预测水驱体积波及系数，根据水驱油田的水驱规律特征，在前人的研究基础上，将丙型水驱曲线与威布尔预测模型相结合，得到了水驱体积波及系数与开发时间和含水率的关系式。通过室内模拟实验，结果合理可靠，对同类油藏开发预测提供了借鉴经验。

体积波及系数；孔隙体积；水驱油田；含水率

近年来，注水采油已经成为提高原油采收率[1]的主要方法，油田注水开发作为矿场的主要开发方式，在理论上和技术上都已日趋成熟，如何提高水驱采收率仍然是油藏工程师最为关心的问题之一。对于注水的有效性以及水驱波及面积等已成为研究人员专攻的重点。如果能进一步预测油田的水驱体积波及系数[2-5]，将会对油田现场提高原油采收率作出很大的贡献，水驱体积波及系数的预测准确性将直接影响后期的采油工作，累积产油量等。因此，本文通过建立水驱体积波及系数预测模型[4，6，7]，对水驱体积波及系数进行预测并验证其相关性。

1 确定相关公式

1.1 厚度波及系数

理论上认为，平均厚度波及系数主要受流度比、渗透率变异系数和水油比的影响，其厚度波及系数理论公式为：

式中：α1=3.334 09，α2=0.773 73，α3=1.225 86；EZ-厚度波及系数，f；Y-计算参数。

并且Y由下式计算得出：

式中：FWO－水油比；VK－渗透率变异系数，f；f（VK）－渗透率变异系数的函数；M-流度比。

1.2 平面波及系数

注入平面波及系数主要是利用油藏数值模拟和油藏物理模型得出，并根据戴斯（Dyes）等所作的二维平面物理模型利用X射线照相技术得到的平面波及系数与含水率的关系，在综合考虑不同流度比和井网部署的情况，得到了计算平面波及系数的公式。

式中：EP-平面波及系数，f；fw-含水率，f；α1、α2、α3、α4、α5、α6-系数，常数。

1.3 波及系数预测模型

根据前人的推导，得出预测水驱体积波及系数与经济极限含水率的关系式[8，9]为：

同时在威布尔预测模型基础上得出水驱体积波及系数与生产时间的关系式，如下式：

2 数值模型模拟研究与效果评价

2.1 建立模型

通过CMG软件建立油藏工区面积为1.5 km2，原始孔隙度为0.3，原始油藏压力为20 MPa，原油黏度为2.74 mPa·s，原始油藏温度65℃，并采用五点式的注采井网，储层无溶解气，注水井采用定产量注入，每天的注入量为110 m3，整个模型采用非均质型并从2001年开始生产。

2.2 油藏见水前

油藏见水前，由于油藏本身存在地层水，因此，对于注水井注入的水，并没有引起油藏含水率的变化，而是增加油藏本身的水的总体积。假设油藏本身为层内均质，保证地层水均匀的存在于层内，注入水的增量保证油藏含水饱和度保持在100%。因此，求取油藏见水前的含水体积波及系数，采用进入油藏内的水的总体积与油藏的总孔隙体积的比值。具体的水驱体积波及系数（见表1）。

表1 油藏见水前水驱体积波及系数

通过线性回归处理以及系数确定，采用前面所建立的预测模型对区块见水前的体积波及系数计算预测，并与实际的波及系数进行对比，具体结果（见图1）。对比图1可以看出，用地面实际注入量预测油藏见水前的体积波及系数与实际的体积波及系数相差甚小。因此，用此方法预测可以比较准确的反应油藏见水前的体积波及系数。

图1 油藏见水前体积波及系数对比曲线

2.3 油藏见水后

油藏开始见水后，整个油藏的含水率开始变化，由刚开始的10%增加到2015年的90%。此时，伴随着油藏波及系数的增大，同时，油藏水开始随着原油产出。因此，油藏的含水饱和度不再继续为100%，开始动态的变化。在见水之后，计算水驱体积波及系数时，不再是见水之前计算体积波及系数的方法，必须考虑含水饱和度影响。

同见水之前相同，此时油藏的总孔隙体积由于注入水和采出水的影响，使得油藏的总孔隙压力减小，从而进一步减小了油藏总孔隙体积。在整个计算过程，必须考虑孔隙体积的变化，才能真实反应油藏的水驱体积波及系数。具体结果（见表2）。

考虑油藏孔隙体积的减小对体积波及系数的影响，修正的油藏真实水驱体积波及系数EV（见表3）。对比油藏见水后修正前的水驱体积波及系数，虽然孔隙体积的影响很小，但是，对于油藏计算实际的水驱体积波及系数时，必须减少其他因素对体积波及系数的影响。油藏见水后，采用上文所述对水驱体积波及系数进行预测。首先，对Lp/Np与Lp两组数据进行线性回归分析，求取拟合直线的斜率B与截距A，具体拟合图（见图2）。

图2 模拟数据拟合曲线

表2 油藏见水后的水驱体积波及系数

表3 修正后的油藏水驱体积波及系数

从图2中可以得到，经过线性回归，拟合的曲线斜率B为0.168 6，截距A为0.317 8，线性相关系数R2为0.992 2，说明线性拟合效果较好。并利用预测模型（4）对模拟油藏不同含水率fw下的EV进行计算，具体计算数值（见表4）。

对油藏修正后的水驱体积波及系数和用模型预测的水驱体积波及系数进行对比（见图3）。分析油藏水驱体积波及系数预测值的大小与实际体积波及系数差值是由于在拟合直线时数据处理有误差，影响拟合直线的截距A，进而影响预测的水驱体积波及系数。因此，可以在实际应用时添加相关系数尽量减小误差。

表4 水驱体积波及系数EV预测值

图3 油藏见水后水驱体积波及系数曲线对比

3 结论

（1）水驱曲线预测水驱体积波及系数的方法较传统的岩心测试方法更简便、更有效率、更节约成本。

（2）本文通过开发动态曲线的变化趋势，使用线性回归方法求取直线截距来预测体积波及系数，计算结果合理有效，也对矿场应用提供了一定的借鉴经验。

［1］李桂宾.影响水驱油采收率因素的研究分析［J］.中国油田化学，2006，（11）：143-146.

［2］陈元千，郭二鹏.预测水驱油田体积波及系数和可采储量的方法［J］.中国海上油气，2007，19（6）：387-389.

［3］胡罡.预测水驱油田体积波及系数方法的改进与应用［J］.新疆石油地质，2012，33（4）：467-469.

［4］谷建伟，秦国鲲，张永军.利用数值模拟结果计算油藏水驱波及指标［J］.河南石油，2004，18（4）：35-36.

［5］喻秋兰，唐海，吕栋梁，等.平面非均质性对面积波及系数的影响［J］.重庆科技学院学报，2011，13（5）：59－61.

［6］梁承春，杨光.丙型水驱曲线计算体积波及系数方法及应用［J］.内江科技，2005，（6）：80.

［7］陈元千，李璗.现代油藏工程［M］.北京：石油工业出版社，2001：110-111.

［8］陈元千，邹存友，张枫，等.预测水驱体积波及系数方法的推导、对比与应用［J］.新疆石油地质，2014，35（3）：293-298.

［9］陈元千.水驱体积波及系数变化关系的研究［J］.油气地质与采收率，2001，8（6）：49-51.

石墨烯在室温下实现自旋过滤

据美国《IEEE光谱》杂志报道，美国海军实验室的科学家将一层石墨烯置于镍层和铁层之间，制造出了首个能在室温下过滤自旋的薄膜结点设备，最新研究将有助于下一代磁随机存储器（MRAM）的研制。此次研究制造出的最新设备就是一个例证。从本质上来说，新设备就像一种过滤器，仅让拥有某种自旋的电子通过；而阻止拥有其他自旋的电子，确保电子的上、下极化彼此区别开来，制造出数字逻辑“0”和“1”。

研究发表在美国化学学会《纳米》杂志上，科学家们正在研究叠层石墨烯薄膜的导电性以及它们与其他材料之间的相互作用。为此，他们想出了一种新方法，在一块光滑的晶体镍合金薄膜上，直接“种植”大块的多层石墨烯薄层，这一过程设法保住了镍合金薄膜的磁性，使他们能将镍薄膜变成结点阵列。

研究人员解释称，新架构中的自旋过滤现象是石墨烯的量子力学属性同晶体镍薄膜的量子力学属性相互作用的结果，当镍层与石墨烯层对齐时，仅拥有特定自旋的电子能从一种物质转移到其他物质。

（摘自中国化工信息2017年第2期）

A study on the predicting method of the water flooding volumetric sweep efficiency

LI Bing，MA Yue
（College of Petroleum Engineering，Xi'an Shiyou University，Xi'an Shanxi 710065，China）

For the heterogeneous oilfields the water flooding volumetric sweep factor is a very important evaluation parameter,it not only represents water flooding volumetric sweep status, but also influences ultimate recoverable reserves and recovery efficiency.In this paper,considering the influence of formation fluid and the pore volume condition,and calculating the volume of water drive reservoir sweep efficiency.In order to accurately and simply predict volumetric sweep efficiency,based on the characteristics of water flooding oilfield and the previous studies,this paper associates C type water flooding curve with Weibull forecasting model,and gets the relationship among water flooding volumetric sweep efficiency,development time and water cut.The case study and application indicate that this method is reasonable,and it provides a reference for similar reservoir development prediction.

volumetric sweep efficiency；pore volume；water flooding oilfield；water cut

TE357.6

A

1673-5285（2017）02-0089-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.02.021

2016－12-06