水驱油田产量递减规律研究

赵春明 罗宪波 别梦君

(中海石油(中国)有限公司天津分公司， 天津 300452)

水驱油田产量递减规律研究

赵春明 罗宪波 别梦君

(中海石油(中国)有限公司天津分公司， 天津 300452)

对于分批投产的水驱油田，前期投产井在进入递减期后，后续批次井的投产对其生产造成了一定的干扰，导致全油田产量处于波动状态，无法通过现有方法评价全油田的递减率。针对此问题，利用数值模拟技术，开展了分批投产油田产量递减规律研究。结果表明：在定生产压差条件下，当各批次井未投产完毕时，全油田的产量处于波动状态，递减规律不明显；当投产完毕后，全油田的产量递减规律遵循理论规律即递减率随着含水率的升高而逐渐减小；而对于每批次井，进入递减阶段后，其产量递减规律遵循理论规律。

分批投产； 递减规律； 指标评价； 数值模拟

为了准确、客观地评价不同流体性质、不同储层物性、不同开发阶段水驱砂岩油藏的开发效果，渤海油田从自身实际情况出发，建立了开发指标评价新体系[1]。通过该评价体系，可以评价油田目前的开发效果，进而指导油田后期开发及调整挖潜的方向。其中，产量递减率评价的新方法主要通过对比实际递减值与理论递减值的比值β的大小来评价水驱砂岩油藏的开发效果。首次将该方法与理论递减规律相结合，建立了评价标准，在渤海油田进行了广泛应用并取得了较好效果，但是在评价过程中也存在一些问题。受平台的限制，在海上油田开发过程中，生产井常常分批次投产。运用该方法对递减率开展评价工作时，由于投产时间不同，后续投产井会对前期已投产井的生产造成干扰，导致整个油田的产量递减率波动性太大，规律性不强，无法开展递减率指标评价工作。为此，从海上水驱油田开发指标评价实际需求出发，运用数值模拟技术，开展水驱油田各批次井和全油田产量递减规律研究。

1 产量递减率理论计算方法

基于幂函数相渗曲线及分流量方程，建立了含水上升率计算公式，再从递减率定义出发，并结合油田实际生产条件(定液量和定生产压差)，最终建立定液量和定生产压差条件下的理论递减率公式[2-4]，见式(1)、式(2)。

定液量条件下的递减率DL：

(1)

定生产压差条件下的递减率DP：

(2)

式中：DL—— 定液量条件下的递减率，%；

VL—— 采液速度，%；

DP—— 定生产压差条件下的递减率，%；

VO—— 阶段采油速度，%；

fw—— 含水率；

JDO—— 无因次采油指数。

2 递减规律数值模拟法分析

根据渤海油田的开发特点，设计了典型的反九点井网均质机理模型(见图1)。模型网格大小为 20 m×20 m×1 m，共9个井组，49口开发井。其中，注水井9口，生产井40口，单井控制储量为40×104m3。原油黏度为40 mPa·s。以定压差生产为例开展研究。

2.1 一次性投产递减规律分析

假设所有开发井同时投产，数值模拟结果见图2。

图1 反九点井网均质机理模型网格图

图2 一次性投产产量递减率与含水率关系曲线

从图中可以看出，数值模拟预测在定压差生产条件下，随着含水率的升高，产量递减率总体呈先缓慢降低后快速降低的变化趋势。同时，运用式(2)计算的递减率理论曲线表明递减率也是随着含水率升高先缓慢而后快速降低[5-6]。对比可知，在均质模型和井网完善条件下，一次性动用全部地质储量时，数值模拟法得出的产量递减规律与理论规律吻合较好，因此，通过数值模拟法进一步开展研究工作。

2.2 递减规律分析

假设油田分3批投产， 1、2、3井组第1批投产， 4、5、6井组第2批投产，其余井第3批投产；假设油田分6批投产， 1、2井组第1批投产，3井组第2批投产，4、5井组第3批投产，6井组第4批投产， 7、8井组第5批投产，9井组第6批投产。

2.2.1 全油田产量递减规律分析

从图3中可以看出：当油田各批次井未全部投产时，全油田产量递减规律不明显，波动大，偏离理论和一次性全部投产时的规律；当所有批次井全部投产完毕，生产状况趋于稳定后，产量递减规律逐渐接近理论和一次性全部投产时的变化规律。各批次井未投产完毕时，产量递减规律之所以偏离理论曲线，是因为后投产的油井对先投产的油井造成了干扰，使得油田整体产量增加，导致产量递减率波动性大，整体规律性不强，无法确定油田的产量递减率，故不能开展递减率评价。在这种情况下，应分别开展各批次井的产量递减规律研究。

图3 全油田产量递减率与含水率关系曲线

2.2.2 各批次井产量递减规律分析

以分3批投产为例，各批次井产量递减规律数值模拟结果见图4。

从图中可以看出，各批次投产井的递减规律和理论递减规律吻合较好。由递减率理论计算公式(1)、(2)可知，递减率主要受采油速度和含水上升率的影响，两者一个要除以地质储量，一个要乘以地质储量，相互抵消，故分批投产对递减率没有影响，所以各批次投产井的递减规律和理论递减规律吻合较好。

图4 各批次井产量递减率与含水率关系曲线

3 实例验证及应用

选择渤海A油田的某砂体进行验证。该油田为岩性-构造油藏，边水比较发育，地层原油黏度为12～31 mPa·s，有效厚度为8.2 m，孔隙度为30.8%，地质储量为1 519.37×104m3。该砂体开发井从2009年3月到2011年年底分5批投产，共17口生产井，10口注水井。目前该砂体生产井日产油 1 156 m3，含水率68%，生产曲线如图5所示。该砂体的相渗特征为：在束缚水饱和度下油相渗透率Kro(Swi)为1，残余油饱和度水相渗透率Krw(Sor)为0.414，束缚水饱和度Swi为0.289，残余油饱和度Sor为0.215，水相指数nw为1.67，油相指数no为1.95。

图5 生产综合曲线

在各批次井全部投产前，产量递减是因为生产故障停产，后期恢复生产后，产量又增加了，故递减规律不明显。而当所有批次井全部投产完毕后，全油田产量递减明显。选择定液量生产阶段(含水阶段为47%～68%)，采用Aprs指数递减回归得到该阶段实际递减率为2.2%。通过定液量生产递减率公式计算该阶段的递减率为1.9%～2.8%，平均为2.3%，见图6。实际递减率与理论递减率吻合较好。

图6 全油田产量递减分析曲线

以第1批井为例进行说明，见图7。同样地，选择符合定液量生产的产量递减阶段，确定其含水率为67%～77%。该阶段实际递减率为2.0%，而理论递减率为1.8%～2.6%，平均为2.2%，两者吻合较好。

同样地，第2批井所选阶段含水率为23%～62%，该阶段实际递减率为4.1%，而理论递减率为3.1%～4.5%，平均为4.0%；第3批井所选阶段实际递减率为2.16%，而理论递减率平均为2.24%；第4批次井目前还没有处于递减阶段。第5批次井所选阶段实际递减率为2.9%，而通过理论计算其递减率为1.3%，这是因为第5批井打在油水过渡带上，导致含水上升快，产量递减率大。

图7 第1批投产井产量递减分析曲线

通过实例验证可知，该油田的实际产量递减规律与数值模拟预测结果总体上一致，可以指导评价分批投产油田的递减率指标。所以分批投产油田递减率评价方法：在各批次井全部投产前，全油田产量波动较大时，对已经进入递减期的各批次井的产量递减率分别进行评价；当各批次井全部投产完毕后，则可以对全油田的产量递减率进行评价。

仍然以该油田为例，在各批次井投产完毕前，仅第1批井进入递减阶段，只需评价第1批井符合要求的阶段，选择定压差生产含水率为30%～40%的生产阶段，计算其实际的产量递减率为3.5%，而理论递减率平均为3.4%，β为1.03，说明建产期油田开发效果好。当所有批次井全部投产完毕后，所选阶段(含水率为47%～68%)符合定液量生产，实际产量递减率为2.2%，而理论递减率平均为2.3%，β为0.96，说明油田开发效果好。

4 结 语

(1) 分批投产时，当所有批次井全部投产完毕后，产量递减规律接近理论变化规律；每批次投产井，其产量递减规律接近理论递减规律。

(2) 通过实例验证，证明分批投产油田产量递减规律评价方法可行，可以用来评价分批投产油田的递减率。

(3) 当所有批次井全部投产前，全油田产量波动大，对已经进入递减期的各批次井的产量递减率分别进行评价；当所有批次井全部投产完毕后，则可以对全油田的递减率进行评价。

[1] 苏彦春，王月杰，缪飞飞.水驱砂岩油藏开发指标评价新体系[J].中国海上油气，2015，27(3)：61-63.

[2] 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.

[3] 缪飞飞，张宏友，刘小鸿，等.水驱油田产量理论自然递减规律研究[J].石油地质与工程，2014，28(1)：61-64.

[4] 张金庆，孙福街，安桂荣.水驱油田含水上升规律和递减规律研究[J].油气地质与采收率，2011，18(6)：82-83.

[5] 缪飞飞，刘小鸿，张宏友，等.水驱油田含水上升规律综合研究与实践[J].重庆科学学院学报(自然科学版)，2014，16(2)：71-72.

[6] 田晓东，吴晓慧，江明立，等.水驱油田基于液量的分结构开发指标预测方法[J].大庆石油地质与开发，2002，21(3)：35-37.

Study on the Regularity of Production Decline of Water-Drive Oilfield

ZHAOChunmingLUOXianboBIEMengjun

(Tianjin Branch, CNOOC (China) Co. Ltd., Tianjin 300452, China)

When first production wells entering the period of decline and subsequent batches are in production, there is mutual interference among each batch of wells, so we could not evaluate production decline of the whole water-drive oilfield by current methods. Therefore, based on current research results, a series of experiments are carried out to study the regularity of production decline in oilfields by numerical simulation. The results indicate that under the condition of constant production pressure, the actual law of the whole oilfield deviates from the theoretical law in the construction period. While all the batches of wells finish operation, the actual law of the whole oilfield follows the theoretical law; and production decline regularity of every batch of wells follows the theoretical law.

batch production; production decline law; index evaluation; numerical simulation

2016-09-09

“十二五”国家科技重大专项 “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)

赵春明(1972 — )，男，教授级高级工程师，研究方向为油气田开发工程与管理。

TE33

A

1673-1980(2017)01-0035-04