水驱油藏产油量递减率影响因素的分解方法——以锦州9–3油田和渤海油田的应用为例

张宏友，别梦君，石 飞，段 宇，刘 杰



水驱油藏产油量递减率影响因素的分解方法——以锦州9–3油田和渤海油田的应用为例

张宏友，别梦君，石 飞，段 宇，刘 杰

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459）

从递减率定义出发，建立了水驱油藏产油量递减率与综合含水率、采油速度、含水上升率、产液量变化率4个影响因素之间的变化关系式，提出一种产油量递减率影响因素分解方法。通过该方法可以量化每个影响因素对产油量递减率的贡献大小，明确产油量递减率的主要影响因素，为油田下步调整挖潜、减缓递减的措施提供依据。应用表明，该方法能够满足油田实际产液量变化要求，且具有简单、方便、可操作性强的特点，易于矿场的推广应用。

产油量递减率；含水上升率；产液量变化率；采油速度

产油量递减率是水驱油藏的一项关键开发指标，因此，分析产油量递减率影响因素、寻求减缓递减的有效措施是油田开发工作的一项重要研究课题。影响产油量递减率因素较多[1–10]，其不仅受流体性质、储层物性等地下因素影响，还受注采井网、生产条件等人为控制因素影响。前人开展了产油量递减率影响因素分解的相关研究工作[1]，如潘宗坤阐述了定液量条件下递减率主要受含水阶段、含水上升率、采油速度的3个因素影响[1]；李斌等建立了递减率与采油速度、井网密度等影响因素的定量关系式[2]；高文君等建立了递减率与开井数、含水率、产液厚度等多影响因素分析模型[3–4]。然而，文献[1]不能满足实际油田产液量变化要求，文献[2–4]关系式过于复杂，限制了矿场的推广应用。在前人已有研究成果基础上，本文从递减率定义出发，建立了递减率与影响因素之间定量变化关系式，提出了一种产油量递减率影响因素分解方法。

1 产油量递减率影响因素公式建立

产油量递减率定义式为：

产油量计算公式：

引入含油率新参数：

将式（2）、式（3）代入式（1），可得到：

式（4）右侧第一项为含油率变化率，第二项为产液量变化率，即产油量递减率为含油率变化率与产液量变化率之和的负数。

将式（3）代入式（4），可得到：

将式（5）进一步变换，可得到：

最终得到如下产油量递减率公式：

从式（7）可以看出，产油量递减率主要受综合含水率、采油速度、含水上升率和产液量变化率4个因素影响，表现为：①综合含水率越大，递减率越大；②采油速度越大，递减率越大；③含水上升率越大，递减率越大；④产液量增加，递减率减小；产液量降低，递减率增大。其中，综合含水率、采油速度、含水上升率的影响体现在含油率变化率上。

当产液量保持不变时，即式（7）右侧第二项为0，就可得到定液量生产条件下产油量递减率公式。

式（8）表明，在定液量生产条件下，产油量递减率只受综合含水率、采油速度、含水上升率3个因素影响，与文献[1]中结论一致。

2 产油量递减率影响因素分解方法

以指数递减类型为例，利用公式（7）对产油量递减率影响因素进行分解，步骤如下：

（1）利用递减阶段初、递减阶段末采出程度及含水率，计算采油速度和含水上升率；

（2）利用指数递减规律对产油量变化曲线进行回归，得到产油量递减率；

（3）利用指数递减规律对产液量变化曲线进行回归，得到产液量变化率；

（4）绘制含油率变化曲线，并利用指数递减规律对其进行回归，得到含油量变化率。

假设某油藏初期产油量为3 800 m3/d，含水率5%，产液量4 000 m3/d，以某一生产制度生产2年后，产油量下降到3 115 m3/d，综合含水率32.6%，产液量4 625 m3/d。按照上述步骤对产油量递减率影响因素进行分解（图1~图3、表1）。从分解结果来看，产油量递减率为10.3%；其中产液量变化率为7.9%，表明产液量增加导致产油量递减率减少7.9%；综合含油率变化率为18.2%，表明综合含油率下降导致产油量递减率增加18.2%，即含水率、含水上升率、采油速度影响产油量递减率为18.2%。

图1 日产油量变化曲线

表1 日产油量递减率影响因素分解结果

图3 日产液量变化曲线

3 实例应用

实例1。锦州9–3油田位于渤海辽东湾北部海域，主要含油层系为东营组东二下段和东三段，属三角洲前缘沉积，油藏为中高孔渗、层状构造油藏，地层原油黏度为18.0 mPa·s。该油田于1999年10月投产，开发历程分为天然能量开发、笼统注水开发、分层注水开发、注聚试验开发和综合调整方案实施5个阶段（图4）。截至2017年4月，共有生产井56口，注水井35口，产油量为1 603 m3/d，综合含水率为86.9%，采出程度为25.3%。

选择锦州9–3油田第二、三、四、五开发阶段的4个典型递减阶段，应用本文方法对其产油量递减率影响因素进行分解，结果表明（表2），4个递减阶段采油速度较为接近（1.3%~1.6%），产油量递减率差异较大（5.5%~18.8%），分析主要原因是含水率、含水上升率、产液量变化的差异导致。递减阶段①为笼统注水阶段，该阶段层间矛盾突出，注水单层单向突进严重，含水上升率较快，但由于采取了泵抽措施，产液量上升导致递减率相对较低；递减阶段②为分层注水开发阶段，由于实施调剖、分层配注等措施，含水上升率得到有效控制，且产液量略有上升，产油量递减率较低；递减阶段③为注聚试验开发阶段，随着注聚措施逐步见效，含水上升率进一步降低，产液量基本稳定，产油量递减率仅为5.5%；递减阶段④为综合调整方案阶段，虽然含水上升率较低，但受油井出砂影响，产液量下降导致递减率相对较高，达18.8%，其中产液量下降导致产油量递减率减少5.9%，表明该油田后期应加大油井出砂的防治与治理工作，充分释放油井产能能力，减缓油井产油量递减。

图4 锦州9–3油田开采曲线

表2 锦州9–3油田产油量递减率影响因素分解成果

实例2。应用本文方法对渤海油田五个中高渗水驱低黏砂岩油藏的低含水期递减阶段产油量递减率影响因素进行分解，结果表明（表3），5个油藏综合含水上升率、产液量变化较为接近，且均处于低含水期开发阶段；采油速度、产油量递减率差异较大。在直角坐标系中绘制产油量递减率与采油速度关系曲线，发现两者呈近似线性关系（图5），表明在其他3个影响因素相近的条件下，采油速度越大，产油量递减率越大，即采油速度不同是影响这5个油藏产油量递减率差异的主要原因。

表3 油藏①~油藏⑤产油量递减率影响因素分解成果

图5 油藏①~油藏⑤产油量递减率与采油速度变化率关系

4 结论

（1）建立了水驱油藏产油量递减率与综合含水率、采油速度、含水上升率和产液量变化率4个影响因素之间定量变化关系式。结果表明，①综合含水率越大，递减率越大；②采油速度越大，递减率越大；③含水上升率越大，递减率越大；④产液量增加，递减率减小，产液量降低，递减率增大。

（2）提出了一种产油量递减率影响因素分解方法，可以量化每个影响因素对产量递减率的贡献大小，明确了产油量递减率的主要影响因素，据此指导油田制定针对性调整措施，有效减缓产油量递减。

（3）实例应用表明，该方法能够满足实际油田产液量变化的要求，且具有简单、方便、可操作性强的特点，易于矿场的推广应用。

符号注释

[1] 潘宗坤．油田自然递减率影响因素分析[J]．石油勘探与开发，1993，20（6）：120–121．

[2] 李斌，袁俊香．影响产量递减率的因素与减缓递减的途径[J]．石油学报，1997，18（3）：89–97．

[3] 高文君，王岚，杨永利．水驱油田递减率多因素分析模型的建立与应用[J]．吐哈油气，2004，9（3）：269–271．

[4] 李菊花，高文君，王岚，等．水驱油田产量自然递减率多因素分析模型的建立[J]．新疆石油地质，2015，26（6）：667–669．

[5] 田晓东，王凤兰，石成方，等．大庆喇萨杏油田产量递减率变化规律[J]．石油学报，2016，27（S1）：137–141．

[6] 赵晓燕，崔传智，王洪宝，等．水驱油藏产量递减影响因素诊断模型研究[J]．西南石油大学学报（自然科学版），2009，31（4）：99–102．

[7] 张雄君，程林松，李春兰．灰色关联分析法在产量递减率影响因素分析中的应用[J]．油气地质与采收率，2004，11（6）：48–50．

[8] 孙继伟，唐磊，连军利，等．一种预测油田开发指标的多因素随机模型[J]．新疆石油地质，2002，23（3）：231–232．

[9] 罗士利，孙兆光，张吉才．大庆升平油田产量递减率影响因素及其对策[J]．大庆石油学院学报，2006，30（5）：49–51．

[10] 孙欣华，王旭东，王岚，等．影响产量递减因素研究[J]．吐哈油气，2004，9（2）：137–140．

Decomposition method of influencing factors of oil production decline rate in water drive reservoirs ——By taking the application of Jinzhou 9-3 oilfield and Bohai oilfield as the example

ZHANG Hongyou, BIE Mengjun, SHI Fei, DUAN Yu, LIU Jie

(Tianjin Company, CNOOC (China) Co., Ltd., Tianjin 300459, China)

Based on the decline rate definition, the relationship between oil production decline rate and comprehensive water cut, oil recovery rate, water cut rise rate and change rate of liquid yield was established, and a decomposition method of influencing factors of oil production decline rate was proposed. Through this method, the contribution of each factor to oil production decline rate can be quantified, and the main influencing factors of oil production decline rate can be defined, which can provide a basis for the next adjustment and measures to slow down the decline. The example shows that the method can meet the demand of the actual liquid yield and has the characteristics of simplicity, convenience and maneuverability, and and it is easy to be popularized and applied in the field.

decline rate of oil production; water cut rise rate; change rate of liquid yield; oil recovery rate

1673–8217（2019）02–0055–04

TE341

A

2018–08–02

张宏友，高级工程师，1980年生，2005年毕业于中国石油大学（北京）油气田开发工程专业，现从事油气田开发工程相关研究工作。

“十三五”国家科技重大专项“渤海油田加密调整及提高采收率油藏工程技术示（2016ZX05058001）。

编辑：黄生娣