水驅油田影響采油速度的因素

楊智剛，張宸愷，阿布都艾尼，劉旺東，哈蘭·哈依白，潘國華，葉勇

（1.中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆克拉瑪依834000; 2.中國石油哈薩克斯坦公司PK項目，哈薩克斯坦克孜洛爾達州120001）

水驅油田影響采油速度的因素

楊智剛1，2，張宸愷2，阿布都艾尼1，劉旺東1，哈蘭·哈依白1，潘國華1，葉勇1

（1.中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆克拉瑪依834000; 2.中國石油哈薩克斯坦公司PK項目，哈薩克斯坦克孜洛爾達州120001）

針對采油速度的影響因素，收集了130個國內(nèi)外中高滲碎屑巖油田及碳酸鹽巖油田的生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)，其中大部分采用注水開發(fā)方式開采。按照原油黏度和儲集層滲透率將油田分為低黏高滲、低黏中滲、中黏中滲、中黏中高滲、中黏特高滲、中高黏特高滲油田。針對不同類型的油田，開展了不同開發(fā)階段在不同原油黏度、儲集層滲透率、油藏儲量豐度、井網(wǎng)密度、注采井數(shù)比下的采油速度影響因素的分析。分析結果表明，原油黏度、油藏儲量豐度、儲集層滲透率主要影響開發(fā)初期的采油速度，對開發(fā)后期影響較小；井網(wǎng)密度和注采井數(shù)比主要影響開發(fā)中后期的采油速度，對開發(fā)初期影響不大。

水驅油田；含水率；采油速度；采收率；影響因素

影響采油速度的因素主要為油藏的地質(zhì)因素、開發(fā)技術因素和經(jīng)濟因素、開發(fā)年限等。構造的復雜性、儲集層非均質(zhì)性、滲透率差異、原油黏度、井網(wǎng)密度、國家政策調(diào)控、油價等都會影響采油速度[1-4]。關于影響采油速度的因素，學者們從不同方面開展過研究：文獻［5］研究了底水、裂縫、地層壓力對油藏采油速度的影響；文獻［6］研究了在不同穩(wěn)產(chǎn)期不同采出程度下采油速度與儲集層滲透率、原油黏度的關系；文獻［7］研究了流度、井網(wǎng)密度與采油速度的關系；文獻［8］研究了油藏的含水率、產(chǎn)量遞減率、儲采比和采油速度的關系；文獻［9］研究了儲集層物性差異、遞減率與采油速度的關系；文獻［10］研究了地層流動系數(shù)、井網(wǎng)密度與采油速度關系；文獻［11］重點研究了含水率與采油速度關系。本文選擇儲集層滲透率、原油黏度、油藏儲量豐度、井網(wǎng)密度、注采井數(shù)比等5個油田開發(fā)常規(guī)因素來研究它們對不同類型油藏在不同開發(fā)階段對采油速度的影響。

通常，油田開發(fā)根據(jù)含水率劃分為4個階段：含水率小于20%為低含水采油初期；含水率20%~60%為中含水采油中期;含水率60%~90%及含水率大于90%為高含水及特高含水階段的采油后期。本文選取含水率為20%，60%和90%時的采油速度，分別代表開發(fā)初期、中期和后期的采油速度并研究其主要的影響因素。

1　分析方法

1.1定性對比法

在所調(diào)研的國內(nèi)外油田中，從中選取開發(fā)效果好的油田，把各個油田的采油速度峰值由低到高依次排列，分別對比各個油田的儲集層滲透率、原油黏度以及儲量豐度（表1）。從整體開發(fā)效果看，開發(fā)效果好的油田多符合儲量豐度高、儲集層滲透率高、原油黏度低的特點，或具備其中的1~2項。

表1　國內(nèi)外部分油田物性相關性對比

1.2定量分析法

對不同開發(fā)階段油田動態(tài)數(shù)據(jù)進行相關性分析[12-13]，研究儲集層滲透率、原油黏度、井網(wǎng)密度、單井控制儲量、儲量豐度、注采井數(shù)比對采油速度的影響。根據(jù)不同類型油藏分組數(shù)據(jù)，分別求出各組油田不同開發(fā)階段，采油速度與儲集層滲透率、原油黏度、井網(wǎng)密度、單井控制儲量、儲量豐度、注采井數(shù)比之間的相關系數(shù)。同一開發(fā)階段根據(jù)采油速度與各影響因素之間的相關系數(shù)作圓環(huán)圖。

將不同開發(fā)階段的圓環(huán)圖放到一起，得到各因素對采油速度的影響程度變化趨勢。分析在不同開發(fā)階段影響采油速度的主要因素。

2　采油速度影響因素分析

2.1采油速度峰值與采收率關系

通過與國內(nèi)外油田預測采收率和采油速度直方圖可以看出（圖1，圖2），預測采收率與采油速度并未出現(xiàn)很好的相關關系，中高滲油田高速開采不一定影響采收率[14-15]。如典型的國內(nèi)中高滲河灘油田，國外的高滲庫姆克爾南油田、蘇賽克斯、阿納斯塔油田等為采油速度峰值高且采收率高。從統(tǒng)計的整體數(shù)據(jù)來看，國外的中高滲油田采用高速開采對最終采收率的影響不大。

圖1　國內(nèi)部分油田采收率與采油速度峰值對比

圖2　國外部分油田采收率與采油速度峰值對比

2.2分類油田采收率影響因素分析

把130個油田按照儲集層滲透率和原油黏度分類，黏度小于5mPa·s為低黏油田，5~20mPa·s為中黏油田，20~150mPa·s為高黏油田；滲透率10~100mD為中滲油田，100~1 000mD為高滲油田，大于1 000mD為特高滲油田[16-17]。按照這個標準，在現(xiàn)有資料的基礎上分為以下6類油田，并對不同類型油田采油速度影響因素進行分析。

（1）低黏高滲油田首先利用22個低黏高滲油田實際數(shù)據(jù)，求出不同含水階段的采油速度與各影響因素間的相關系數(shù)（圖3）。在開發(fā)初期，油田綜合含水率為20%時，影響采油速度的主要因素為原油黏度，其次為儲集層滲透率；隨著開發(fā)進行，原油黏度和儲集層滲透率對采油速度的影響不斷減??；在開發(fā)中期，油田綜合含水率為60%時，影響采油速度的較大因素為單井控制面積，其次為注采井數(shù)比，儲量豐度影響因素加大；在開發(fā)后期，含水率為90%時，影響采油速度的主要因素為單井控制面積，其次為注采井數(shù)比和儲量豐度。

圖3　低黏高滲油田不同含水階段采油速度影響因素分析

（2）低黏中滲油田利用24個低黏中滲油田的實際數(shù)據(jù)，求出在不同含水階段的采油速度與各影響因素間的相關系數(shù)（圖4）。在開發(fā)初期，含水率為20%時，影響采油速度主要因素為儲量豐度，其次為單井控制面積；在開發(fā)中期，含水率為60%時，影響采油速度主要因素為儲量豐度，其次為原油黏度；在開發(fā)后期，含水率為90%時，影響采油速度主要因素為單井控制面積（井網(wǎng)密度），其次為注采井數(shù)比（注采強度）。

圖4　低黏中滲油田不同含水階段采油速度影響因素分析

（3）中黏中滲油田利用33個中黏中滲油田實際數(shù)據(jù)，求出在不同含水階段采油速度與各影響因素間的相關系數(shù)（圖5）。在開發(fā)初期，含水率為20%時，影響采油速度的主要因素為儲量豐度和儲集層滲透率，其次為注采井數(shù)比；含水率為60%時，影響采油速度的主要因素為單井控制面積，其次為儲量豐度；含水率為90%時，影響采油速度主要因素為注采井數(shù)比。

（4）中黏高滲油田利用26個中黏中滲油田實際數(shù)據(jù)，求出在不同開發(fā)階段采油速度與各影響因素間的相關系數(shù)（圖6）。開發(fā)初期，含水率為20%時，影響采油速度主要因素為儲集層滲透率，其次為原油黏度；開發(fā)中期，含水率為60%時，影響采油速度主要因素為注采井數(shù)比和儲集層滲透率；開發(fā)后期，含水率90%為時，影響采油速度的主要因素為注采井數(shù)比。

圖5　中黏中滲油田不同含水階段采油速度影響因素分析

圖6　中黏高滲油田不同含水階段采油速度影響因素分析

（5）中黏特高滲油田利用15個中黏特高滲油田實際數(shù)據(jù)，求出在不同含水階段采油速度與各影響因素間的相關系數(shù)（圖7）。開發(fā)初期，含水率為20%時，影響采油速度的主要因素為注采井數(shù)比和單井控制面積；開發(fā)中期，含水率為60%時，影響采油速度的主要因素為注采井數(shù)比，其次為單井控制面積；開發(fā)后期，含水率為90%時，影響采油速度的主要因素為單井控制面積，其次為注采井數(shù)比（圖7）。

圖7　中黏特高滲油田不同含水階段采油速度影響因素分析

（6）中高黏特高滲油田利用10個中高黏特高滲油田實際數(shù)據(jù)，求出在不同開發(fā)階段采油速度與各因素間的相關系數(shù)（圖8）。開發(fā)初期，含水率為20%時，影響采油速度的主要因素為注采井數(shù)比，其次為單井控制面積；在開發(fā)中期，含水率為60%時，影響采油速度的主要因素為單井控制面積，其次為儲量豐度；在開發(fā)后期，含水率為90%時，影響采油速度的主要因素為注采井數(shù)比，其次為單井控制面積（圖8）。

圖8　中高黏特高滲油田不同含水階段采油速度影響因素分析

3　結論

（1）從整體開發(fā)效果看，國內(nèi)外油田采油速度較高且開發(fā)效果好的油田多為儲量豐度高、儲集層滲透率高、原油黏度低或地層能量充足的特點。

（2）儲集層滲透率、原油黏度、儲量豐度對采油速度的影響主要體現(xiàn)在開發(fā)初期，在開發(fā)后期相關性越來越小。

（3）單井控制面積、注采井數(shù)比對采油速度的影響主要體現(xiàn)在開發(fā)中后期，其中，注采井數(shù)比與采油速度之間的相關性最大。

［1］高長團，王冬梅，王炎明，等.孤島油田渤76斷塊提高采油速度研究［J］.油氣田地面工程，2003，22（5）：19-22.

Gao Changtuan，Wang Dongmei，Wang Yanming，etal.Improvement on oilrecovery rate ofBo76 fault in Gudao oilfield［J］.Oil?Gas Field Surface Engineering，2003，22（5）：19-22.

［2］李娟.中國油藏開采速度的選擇和評價［D］.河北秦皇島：燕山大學，2006.

Li Juan.The choice and appraise ofreservoirexploration rate in Chi?na［D］.Qinhuangdao，Hebei：Yanshan University，2006.

［3］Ugo，Liang Yongfeng，Xiong Qipang.Development of oil formation theories and their importance forpeak oil［J］.Marine and Petroleum Geology，2010，10（27）：1 955-2 001.

［4］Kjell Aleklett.Peeking atpeak oil［M］.New York：Springer Science &BusinessMedia，2012：325.

［5］邱凌，梁俊，李云娟，等.水平井開發(fā)異常高壓低滲底水油藏采油速度研究［J］.石油鉆采工藝，2005，27（3）：48-52.

Qiu Ling，Liang Jun，LiYunjuan，etal.Study ofrecovery rate ofhori?zontalwells in surpressure low?permeabilitywith basalwaterreser?voir［J］.OilDrilling＆Production Technology，2005，27（3）：48-52.

［6］俞啟泰，李文興.水驅油田的穩(wěn)產(chǎn)模式［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，1998，17（1）：20-25.

Yu Qitai，LiWenxing.Production stabilizing pattern forwaterflold?ing reservoir［J］.Petroleum Geology＆Oilfield Development in Daq?ing，1998，17（1）：20-25.

［7］曲建山，周新波，王洪亮.一種預測低滲透油藏合理采油速度的計算公式［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2001，20（5）：25-28.

Qu Jianshan，Zhou Xinbo，Wang Hongliang.A calculation formula used for the prediction ofreasonable production rate in low perme?able reservoirs［J］.Petroleum Geology＆Oilfield Development in Daqing，2001，20（5）：25-28.

［8］田曉東，邵憲志，王天智，等.油田開發(fā)指標結構分析方法［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2007，26（3）：47-50.

Tian Xiaodong，Shao Xianzhi，Wang Tianzhi，etal.Analysismethod fo rindex and structure ofoilfield development［J］.Petroleum Geolo?gy＆Oilfield Developmentin Daqing，2007，26（3）：47-50.

［9］Aleklett.A decline rate study ofNorwegian oilproduction［J］.Ener?gy Policy，2008，36（11）：4 262-4 271.

［10］王鵬.低滲透油藏注水開發(fā)合理采油速度研究［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2012，6（3）：139-141.

Wang Peng.Research on reasonable production rate oflow permea?bility injection reservoir［J］.InnerMongolia Petrochemical Indus?try，2012，6（3）：139-141.

［11］姜鳳光，王小林.采油速度影響因素及理論值研究［J］.西南石油大學學報，2013，6（5）：104-108.

Jiang Fengguang，Wang Xiaolin.Research on influence factors and theoretical value on recovery rate［J］.Journal of Southwest Petro?leum University，2013，6（5）：104-108.

［12］薛薇.SPSS統(tǒng)計分析方法及應用［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2004：242-243.

XueWei.SPSSapplication and analysis statistic［M］.Beijing：Pub?lishing House ofElectronics Industry，2004：242-243.

［13］唐資昌，程林松，李春蘭.偏相關分析在采油速度影響因素分析中應用［J］.新疆石油地質(zhì)，2010，31（4）：423-425.

Tang Zichang，Cheng Linsong，Li Chunlan.Application ofpartial correlation analysis to oil recovery rate influencing factor analysis［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2010，31（4）：423-425.

［14］Sandrea I，Sandrea R.Recovery factors leave vast target for EOR technologies［J］.Oil&Gas Journal.2007，105（1）：44-47.

［15］谷建偉，李曉慶.油藏高含水開發(fā)期確定采收率的一種新方法［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2007，26（1）：54-56.

Gu Jianwei，Li Xiaoqing.A new method to calculate recovery effi?ciency at high water cut stage［J］.Petroleum Geology＆Oilfield Development in Daqing，2007，26（1）：54-56.

［16］姜漢橋，姚軍，姜瑞忠.油藏工程原理與方法［M］.山東東營：中國石油大學出版社，2006：236.

Jiang Hanqiao，Yao Jun，Jiang Ruizhong.The fundamentand prac?tice ofreservoir engineering［M］.Dongying，Shandong：China Pe?troleum University Press，2006：236.

［17］楊勝來，魏俊之.油層物理學［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2004：137.

Yang Shenglai，Wei Junzhi.Fundamentalsofpetrophysics［M］.Bei?jing：Petroleum Industry Press，2004：137.

Influencing FactorsofOilProduction Rate forW aterflooding Oilfields

YANGZhigang1,2,ZHANGChenkai2,Abuduaini1,LIUWangdong1,Halan Hayibai1,PANGuohua1,YEYong1
(1.Research Institute ofExploration and Development,Xinjiang Oilfield Company,PetroChina,Karamay,Xinjiang 834000,China; 2.PetroChina Kazakhstan Company,Kyzlord 120001,Kazakhstan)

In view ofinfluencing factors ofoil production rate,the production performance data collected from 130mid?high permeability clastic rock oilfieldsathome and abroad are analyzed,amongwhich themostoilfieldsare developed bywater injection process.In terms of crude oil viscosity and reservoirpermeability,the oilfieldswere divided into six types such as low viscosity and high permeability,low vis?cosity and medium permeability,medium viscosity and medium permeability,medium viscosity and high permeability,medium viscosity and extra?high permeability,andmid?high viscosity and extra?high permeability oilfields.For these different oilfields,the influencing fac?tors ofcrude oil viscosity,reservoirpermeability,reserves abundance,well spacing density,injector?producer ratio on the oil production ratewere analyzed.The results indicate that the oilproduction rate atearly stage ofwaterinjection development ismainly influenced by the oil viscosity,reserves abundance and reservoirpermeability rather than thatat late stage ofit;the oil production rate atmid?late stage is mainly influenced bywellspacing density and injector?producerratio,the factorshave little influence on thatatearly stage.

waterflooding oilfield;watercut;oilproduction rate;recovery efficient;influencing factor

TE341

A

1001-3873（2015）05-0588-04

10.7657/XJPG20150517

2015-05-26

2015-06-02

中國石油集團海外重大專項基金（2011E-2506）

楊智剛（1977-），男，新疆額敏人，工程師，石油地質(zhì)，（Tel）18196006353（E-mail）yzhigang@petrochina.com.cn.