一种基于相渗曲线的油田或单井递减类型判定方法

2021-06-25孙藏军

石油地质与工程 2021年3期

黄磊，孙藏军，王迪，姜永，刘超

（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459）

1 递减类型判定方法

目前常用Arps递减模型来判断油田的递减类型，也有学者提出了其他形式的递减类型[1-13]，但这些方法大都以统计学为基础，研究内容主要是某些参数求解方法或者是提出针对某个特定油田适用的方法，机理因素考虑较少。

在油田的实际生产中，由于没有有力的理论支持，明明已经出现了调和递减，仍采用指数递减进行产量预测。做过措施的井，在恢复后产量前期出现的快速递减变化，本来是递减类型的数学特征造成的假象，却被认为是措施无效。因此，提出一种基于机理来判定递减类型的方法。

基于渗流理论及前人研究成果，对开采方式进行分类，考虑定液生产及定压生产两类情况，提出了相应的递减类型判别方法。

1.1 定液求产递减类型的判定

定液求产是指对机采井不进行各项增产措施，保持目前工作状况不变，油井产液量相对稳定[14]。邹存友[15]等通过大量的实际调研，得出中国大部分注水砂岩油田的含水率与采出程度关系曲线整体呈凸型曲线特征，并拟合了中国大部分注水砂岩油田的含水与采出程度的关系式。

若认为油田是定液的，则lq为常数，将ql的影响因子放到A中，则式（3）可以写为：

式（9）的形式为调和递减的标准形式，可见如果在定液的情况下，水驱砂岩油田的产量变化呈现出调和型递减类型。

1.2 定压求产递减类型的判定

定压求产是指机采井采取增产措施、降低油井流动压力或提高注水井注入压力，使压力达到预定的压力水平，预测各年产油量、注水量等各项开发指标。计秉玉[16]先生详细阐述了在定压条件下，原油产量的递减方式和相渗曲线中油相相渗的关系。人为将相渗曲线中油相相渗形态分为三种：直线型、指数型和幂级数型，对应的数学表达形式如式（10）、式（11）、式（12）所示。三种相渗曲线形态对应的递减类型分别为：指数型、调和型和双曲型。

式中：Kro为油相相对渗透率，无量纲；a、b为油相相渗曲线形态参数；SW为含水饱和度，小数。由图1可以看出，当按照一般相渗的拟合形式并按时间先后为：直线、指数和幂级数，对应的产量递减类型分别为：指数型、调和型和双曲型，这与油田的开发过程中所经历的递减类型的先后顺序是一致的。

图1 相渗阶段拟合示意图

根据文献[16]的理论成果可以看出，关键是确定相渗曲线中各相相渗的形态和相渗曲线目前所处的饱和度位置。通过分流量方程可知，相渗曲线与含水率是相关的，因此也就得到了含水饱和度与渗透率之间的关系，通过计算油田的含水率反求油田的平均含水饱和度值[17]，从而分析当前相渗曲线所处的位置。

平均含水饱和度的计算方法：

将式（13）计算的平均含水饱和度值代入相渗曲线的对应区间就可以得出油田或单井的递减类型。

2 递减类型判定流程

判断油田或者单井的递减类型流程如图2。根据油田目前的生产情况，确定油田的开采方式是定液开采还是定压开采。定液开采：总体产液量稳定，根据采出程度阶段可判断为调和递减类型。定压开采：对油相相渗曲线分阶段拟合，根据目前含水率得到含水饱和度，代入拟合后的相渗曲线，判别递减类型。

图2 递减类型判断流程

3 判定方法的应用

渤海CB油田为渤海油田生产多年的老油田，经过多年的开发已经进入开发后期。平均含水率在85%以上。油田能量充足且动液面稳定，可以认为是定压生产，CB油田的含水率变化如图3所示。

图3 CB油田含水率变化

根据CB油田分流量方程含水率图（图4）可知，当含水在85%以上时，含水饱和度已经达到42%。对CB油田油相相渗曲线进行幂级数型拟合及指数型拟合（图5、图6），可以得出，当Sw小于0.40时，为直线型油相相渗；当Sw大于0.40时，为幂级数型油相相渗；当Sw大于0.40且小于0.43时，为指数型油相相渗。因此，可以判断目标区油田为调和型递减类型。