低滲透油田童氏參數(shù)改進(jìn)及應(yīng)用分析

楊艷

（中國石油吉林油田分公司勘探開發(fā)研究院，吉林 松原 138000）

目前國內(nèi)大多數(shù)油田進(jìn)入了開發(fā)中后期，注水開發(fā)是補(bǔ)充地層能量、提高開發(fā)效果、提高采收率最常用的有效手段。國內(nèi)外學(xué)者研究得到一系列評(píng)價(jià)水驅(qū)開發(fā)效果的方法，這些方法在各個(gè)油田都得到了成熟的應(yīng)用［1-2］。

以往的研究大多是針對(duì)中高滲透油藏得出的結(jié)論，例如目前廣泛應(yīng)用的甲型水驅(qū)曲線。其中，根據(jù)特定油田的生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出水驅(qū)控制地質(zhì)儲(chǔ)量與甲型水驅(qū)曲線公式的斜率倒數(shù)之間存在7.5倍關(guān)系［3］。但對(duì)吉林油田這樣的低滲透油田，7.5倍關(guān)系在實(shí)際應(yīng)用中的適應(yīng)性并不理想。

1 低滲透油田童氏參數(shù)

童氏圖版的含水率與采出程度的關(guān)系式廣泛應(yīng)用于注水開發(fā)的含水率預(yù)測。吉林油田實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，低滲透油田，含水率上升較快，與童氏圖版預(yù)測的含水上升規(guī)律存在明顯差異（見圖1）。

圖1 中高滲透區(qū)塊童氏含水率與采出程度關(guān)系

童憲章根據(jù)特定油田的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，將童氏圖版公式中7.5更換為參數(shù)X，得到式（1），再進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)低滲透油田數(shù)據(jù)［4］。

式中：fw為含水率；R為采出程度；ER為采收率。

對(duì)吉林油田和長慶油田的18個(gè)已開發(fā)低滲透油田區(qū)塊的含水率、采出程度、采收率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，采用童氏圖版法對(duì)式（1）中的X分別進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表1。計(jì)算所得童氏參數(shù)X值的平均值為13.51。

表1 長慶油田和吉林油田的童氏圖版回歸結(jié)果

分別采用中高滲透區(qū)塊童氏圖版（X=7.5）和低滲透區(qū)塊童氏圖版（X=13.5），對(duì)新立油田Ⅰ區(qū)塊進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果見圖1、圖2。由中高滲透童氏圖版得到新立油田Ⅰ區(qū)塊目前采收率為40.0%左右，低滲透童氏圖版得到新立油田Ⅰ區(qū)塊目前采收率為35.0%左右。目前，該區(qū)塊實(shí)際采收率為34.9%，這說明13.5這個(gè)常數(shù)更加符合低滲透油田的注水開發(fā)規(guī)律。

圖2 低滲透區(qū)塊童氏含水率與采出程度關(guān)系

按照SY/T 5367—2010石油可采儲(chǔ)量計(jì)算方法行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)吉林油田的各個(gè)評(píng)價(jià)區(qū)塊，采用甲型水驅(qū)特征曲線進(jìn)行擬合，得到甲型水驅(qū)曲線公式的斜率b，計(jì)算其斜率的倒數(shù)，統(tǒng)計(jì)其與地質(zhì)儲(chǔ)量之間的關(guān)系。

式中：Wp為累計(jì)產(chǎn)水量，104t；Np為累計(jì)產(chǎn)油量，104t；b為甲型水驅(qū)曲線公式的斜率；a為常數(shù)。

所選區(qū)塊歷史開采動(dòng)態(tài)資料比較齊全，數(shù)量和可靠性足以建立具有合理確定性的水驅(qū)規(guī)律。預(yù)測結(jié)果見表 2、表 3。

表2 中高滲透區(qū)塊甲型水驅(qū)曲線預(yù)測結(jié)果

表3 低滲透區(qū)塊甲型水驅(qū)曲線預(yù)測結(jié)果

由表2可以看出，對(duì)于中高滲透區(qū)塊，甲型水驅(qū)曲線公式斜率b的倒數(shù)與地質(zhì)儲(chǔ)量之間滿足7.5倍關(guān)系。由表3可以看出，對(duì)于低滲透區(qū)塊，由7.5倍關(guān)系推算出的地質(zhì)儲(chǔ)量明顯偏低，而13.5倍關(guān)系推算出的地質(zhì)儲(chǔ)量更加接近油田的實(shí)際情況。

2 注水開發(fā)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)

對(duì)于低滲透油田的注水開發(fā)效果評(píng)價(jià)，如果仍沿用童氏參數(shù)7.5，會(huì)導(dǎo)致開發(fā)效果評(píng)價(jià)不合理。故在童氏參數(shù)改進(jìn)的理論研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步針對(duì)低滲透油田的2項(xiàng)重要注水開發(fā)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)（含水上升率、存水率）進(jìn)行研究。

2.1 含水上升率

每采出1%的地質(zhì)儲(chǔ)量的含水率上升值為含水上升率，是評(píng)價(jià)油田注水開發(fā)效果好壞的重要指標(biāo)［5］。

對(duì)式（1）兩邊采出程度R求導(dǎo)數(shù)，可得：

對(duì)于中高滲透油田，X=7.5，則式（3）變換為

對(duì)于低滲透油田，X=13.5，則式（3）變換為

對(duì)于吉林油田不同的區(qū)塊，繪制中高滲透區(qū)塊與低滲透區(qū)塊實(shí)際含水上升率與理論含水上升率的對(duì)比圖（見圖3）。實(shí)際含水上升率高于理論含水上升率的區(qū)塊水驅(qū)開發(fā)效果差，反之，則水驅(qū)開發(fā)效果好。

圖3 實(shí)際含水上升率與理論值對(duì)比

由圖3可以看出，低滲透油田的理論含水上升率較陡，低滲透油田的實(shí)際數(shù)據(jù)如采用中高滲透理論圖版對(duì)比可能會(huì)導(dǎo)致誤判。例如，新立油田的Ⅱ，Ⅲ區(qū)塊為低滲透區(qū)塊，目前綜合含水率為80.0%左右，含水上升率為4.0%左右，與中高滲油藏含水上升率理論圖版對(duì)比，高于理論含水上升率，認(rèn)為水驅(qū)開發(fā)效果差。與低滲透油藏含水上升率理論圖版對(duì)比，則低于理論含水上升率，認(rèn)為水驅(qū)開發(fā)效果好。

2.2 存水率

存水率是地下存水量（累計(jì)注水量與累計(jì)產(chǎn)水量之差）與注水量之比。它表征著注水利用率的高低，內(nèi)涵為注入水能夠起到維持地層能量的效率［6-7］。

利用馮其紅等［8］的存水率與采出程度的關(guān)系式，推導(dǎo)出低滲透油田的存水率與采出程度的關(guān)系式：

中高滲透油田，X=7.5，則變換為

低滲透油田，X=13.5，則變換為

式中：Wi累計(jì)注水量，104t；C 為存水率；Bo為原油體積系數(shù)；ρo為原油密度，g/cm3。

中高滲透油田，X=7.5。低滲透油田，X=13.5。改進(jìn)的含水率與采出程度的關(guān)系式為

設(shè)定不同的采收率和采出程度，即可得到含水率與存水率的理論圖版。再根據(jù)實(shí)際的存水率與含水率的關(guān)系，分析目前注水開發(fā)是否存在邊底水水侵、注采不平衡或者地層虧空等情況。扶余油田Ⅳ區(qū)塊屬于中高滲透油田，目前采收率為37.0%，將其存水率和含水率數(shù)據(jù)繪制于中高滲透油田含水率與存水率理論圖版（見圖4），結(jié)果說明該區(qū)塊符合中高滲透油田含水率與存水率理論關(guān)系，開發(fā)效果較好。

圖4 中高滲透油田含水率與存水率關(guān)系

新立油田Ⅴ區(qū)塊屬于低滲透油田，目前采收率為42%，將其存水率和含水率數(shù)據(jù)分別繪制于中高滲透和低滲透油田含水率與存水率理論圖版（見圖4、圖5）。圖4擬合出的采收率大于80.0%，明顯偏離實(shí)際情況，圖5擬合出的采收率在45.0%左右。這說明對(duì)于低滲透油田，采用童氏參數(shù)X=13.5的理論圖版更加符合實(shí)際情況。

圖5 低滲透油田含水率與存水率關(guān)系

3 結(jié)論

1）根據(jù)童氏圖版含水率與采出程度和采收率的關(guān)系式，以及甲型水驅(qū)曲線公式斜率與地質(zhì)儲(chǔ)量的關(guān)系研究得到，低滲透注水開發(fā)油田應(yīng)該將童憲章統(tǒng)計(jì)的參數(shù)7.5更換為13.5，這更符合油田實(shí)際狀況。

2）針對(duì)低滲透注水開發(fā)油田，注水開發(fā)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)含水上升率和存水率中的童憲章參數(shù)也應(yīng)由7.5改為13.5，更加符合低滲透油田的實(shí)際應(yīng)用情況。

［1］陳元千，鄒存友，張楓.水驅(qū)曲線法在油田開發(fā)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2011，18（6）：769-779.

［2］陳元千，郭二鵬，趙衛(wèi)蕊，等.對(duì)“一種廣義水驅(qū)特征曲線”的質(zhì)疑、對(duì)比與評(píng)論［J］.斷塊油氣田，2014，21（2）：205-207.

［3］李傳亮.油藏工程原理［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2008：291-323.

［4］王柏力.童氏含水與采出程度關(guān)系圖版的應(yīng)用與改進(jìn)［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2006，25（4）：62-64.

［5］劉小鴻，繆飛飛，崔大勇，等.水驅(qū)油田理論含水上升率預(yù)測新方法及其應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2013，20（6）：736-739.

［6］谷慶杰.薩北開發(fā)區(qū)階段存水率和水驅(qū)指數(shù)變化特征研究［J］.石油地質(zhì)與工程，2011，25（1）：60-62.

［7］張繼鳳，田曉東，郭瑋琪.水驅(qū)油田累積存水率與含水率理論關(guān)系［J］.新疆石油地質(zhì)，2006，27（4）：466-477.

［8］馮其紅，呂愛民，于紅軍.一種用于水驅(qū)開發(fā)效果評(píng)價(jià)的新方法［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，28（2）：58-60.