CN101942994B - 水淹层产水率定量预测方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水淹层(即吸水后的油层)产水率定量预测方法及其系统。所述方法包括根据一油藏已有的产水率数据f_w、累计注水量数据W_i和油藏的油层孔隙体积PV，建立油藏从投入开发以来不同时期产水率余率1-f_w与注入孔隙体积倍数N₁的关系图版；可根据关系图版和所属油藏目前的水淹层注入孔隙体积倍数N₂找到所对应的产水率数据f_w，也可根据拟合的计算公式，计算出目前的水淹层注入孔隙体积倍数N₂所对应的产水率数据f_w。所述系统包括关系图版建立模块、计算模块及预测模块。根据本发明提供的预测方法及其系统能提高水淹层产水率预测的精度和时效性，扩大水淹层产水率预测范围。

Description

水淹层产水率定量预测方法及其系统

技术领域

本发明涉及水淹层产水率预测领域，特别涉及一种可用于油田开发过程中水淹层产水率定量预测方法及其系统。

背景技术

在水淹层产水率预测方法中，常规水淹层产水率判别技术原理是根据水淹层试油试采的结果，可建立水淹层相关测井参数与水淹程度之间的关系图版。以此关系图版为指导，用水淹层的相关测井参数，可对水淹层水淹程度做出定性的判断。但此方法存在一些不足和仍需进一步完善或提高改进的地方：

(1)测井参数受地层条件、钻井过程、测井技术等因素限制，会影响对水淹层水淹程度的判断精度。

(2)原始测井资料只能反映测井当时水淹层的水淹状况，不具备时效性。水淹层往往并不是在测井后就立即射孔投产，当水淹层经过注水开发后，水淹程度会加重，因此用原始测井参数资料是无法预测水淹层经过注水后水淹的增加程度。

(3)水淹层产水率预测精度较低。受预测方法自身原理的制约，常规技术只能对水淹层产水率做定性判断，满足不了定量预测的要求。

(4)常规预测方法存在一定局限性。它是运用统计规律进行预测，而对小断块或单井点，由于预测水淹层样本数少，其试油试采资料更少，无法建立测井曲线与水淹程度的关系图版，就无法进行水淹层预测。

(5)无法实现对新出现水淹层产水率的预测。油井投产时，遗留了部分油层未动用，而当这些未动用油层吸水变为水淹层后，即使有常规水淹层预测关系图版，因无法获取油层吸水后的测井资料，还是无法判断其产水率，给这些原先解释为油层，吸水后变为水淹层的利用增加了难度。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种提高水淹层产水率预测的精度和时效性，扩大水淹层产水率预测范围的水淹层产水率定量预测方法及其系统。

根据本发明的一个方面，提供一种水淹层产水率定量预测方法包括：

根据一油藏已有的产水率数据f_w、累计注水量数据W_i和油藏的油层的孔隙体积PV，建立油藏从投入开发以来不同时期产水率余率1-f_w与注入孔隙体积倍数N₁之间存在双对数直线关系的关系图版，并对所述关系图版进行直线拟合；

计算所述油藏水淹层目前的注入孔隙体积倍数N₂；

依据N₂在所述进行过直线拟合后的关系图版上显示与其相对应的水淹层产水率f_w。

根据本发明的另一个方面，提供一种水淹层产水率定量预测系统包括：

关系图版建立模块，根据一油藏已有的产水率数据f_w、累计注水量数据W_i和油藏的油层的孔隙体积PV，建立油藏从投入开发以来不同时期产水率余率1-f_w与注入孔隙体积倍数N₁之间存在双对数直线关系的关系图版，并对所述关系图版进行直线拟合

计算模块，计算所述油藏水淹层目前的注入孔隙体积倍数N₂；及

预测模块，依据N₂在所述进行过直线拟合后的关系图版上显示与其相对应的水淹层产水率f_w。

根据本发明提供的水淹层产水率定量预测方法及其系统，可实现了水淹层产水率预测从常规定性判断到定量预测、可对水淹层产水率进行实时定量预测，可预测复杂断块油藏或某个孤立水淹层的产水率，同时可对油层吸水后的产水率进行定量预测。

附图说明

图1是本发明实施例提供的水淹层产水率定量预测方法的流程示意图；

图2是图1所示方法中建立油藏从投入开发以来不同时期产水率余率1-f_w与注入孔隙体积倍数N₁的关系图版的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的水淹层产水率定量预测系统的结构框图；

图4是本发明实施例提供的关系图版建立模块的结构框图；

图5是本发明实施例提供的一关系版图的示意图；

图6是对图5所示关系版图进行直线拟合后的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例提供的一种水淹层产水率定量预测方法包括如下步骤：

步骤S1、根据一油藏已有的产水率数据f_w、累计注水量数据W_i和油藏的油层的孔隙体积PV，建立油藏从投入开发以来不同时期产水率余率1-f_w与注入孔隙体积倍数N₁之间存在双对数直线关系的关系图版，并对所述关系图版进行直线拟合。该步骤将结合图2所示的步骤进行详细说明。

步骤S2、计算上述油藏水淹层目前的注入孔隙体积倍数N₂。

在有注水剖面资料的情况下，采用注水剖面资料进行小层累积吸水量的劈分以获得N₂。具体是：对劈分时间段的历次注入剖面资料进行统计；对历次注水剖面测井资料精细解释；统计每口井措施段内的累计注入量；按照注入剖面精细解释的相对吸水百分数，计算每个小层在各个措施段或测量段内的吸水量；最后将各个小层在每个措施段或测量段内所计算得到的吸水量分别进行累加，从而得到每个小层的总吸水量。

在无注水剖面资料的情况下，通过建立动态劈分方程，对涉及的各参数的取值方法进行研究来求取N₂。

各参数如下：

Q_i＝C_i×W

Q_i——第i小层吸水量劈分值，方；C_i——第i小层吸水量动态劈分系数；

W——注水井阶段累计注水量，方；

其中：C_i＝Y_i/∑Y_i

其中：Y_i＝K_i×H_i×Z_i×G_i×V_i×N_i×/In(D_i)

式中各参数如下：

Y_i——第i小层注水量动态劈分条件值；

K_i——第i小层有效渗透率；

H_i——第i小层射开有效厚度；

Z_i——第i小层与对应油井的连通系数：主河道砂体连通，取值1.0；非主河道砂体连通，取值0.5；不连通，取值0；

G_i——第i小层层间干扰系数：计算方法是第i小层渗透率与该井储层中渗透率最大值的比值，即G_i＝K_i/K_max；

V_i——第i小层沉积环境影响系数：具体计算方法：当第i小层泥质含量小于5％时，取值为1.0；泥质含量在5％-10％时，取值0.9；泥质含量在10-15％取值0.7；泥质含量在15-25％，取值0.5，泥质含量在25-40％，取值0.25；泥质含量超过40％，取值为0；

N_i——水井对应油井数，即注水井所对应的一线注水受益油井数，口；

D_i——水井与油井的井距，米。

步骤S3、依据N₂在进行过直线拟合后的上述关系图版上显示与N₂相对应的水淹层产水率f_w。

如图2所示，上述步骤S1又可包括如下步骤：

步骤S11、获取一油藏已有的产水率f_w和累计注水量W_i参数。可从油田现有的开发数据中获得水淹层产水率f_w和累计注水量W_i参数。

步骤S12、计算出所述油藏在不同时间段对应的Log(1-f_w)和log(N₁)；所述N₁＝W_i/PV。

例如，某油藏从1990年12月以来的开发数据，见表1，该油藏油层的孔隙体积(PV)为832万方，从而可计算出相应的注水体积倍数N＝W_i/PV。从而也得到了该油藏不同开发时期的Log(1-f_w)和log(N₁)。

表1某油藏开发数据表

步骤S13、根据Log(1-f_w)＝A₂+B₂log(N₁)建立油藏自开发以来，不同时间段油藏的Log(1-f_w)与log(N₁)之间存在双对数直线关系的关系图版(如图5所示)，并对关系图版进行直线拟合(直线拟合后可得到如图6所示的关系图版)。A₁及B₂在直线拟合后可得到相对应的参数值。其中，A₂＝(-A₁-B₁log(PV))，B₂＝-B₁；所述A₁、A₂为水驱特征曲线的截距，所述B₁、B₂为水驱特征曲线的斜率。

对于注水开发油藏，在注采平衡条件下，认为产水率与其注入体积倍数存在双对数直线关系。这是因为：

注水开发油藏，根据水驱特征曲线，油藏液油比(LOR)与累积产液量(Lp)存在双对数直线关系：

log(LOR)＝A₁+B₁logLp                   (1)

其中，液油比(LOR)＝1/(1-f_w)，f_w为产水率；A₁，B₁分别为水驱特征曲线的截距和斜率，对特定油藏而言，A₁，B₁为一常数。

当油藏累积产液量(Lp)与累积注水量(W_i)相等时，从公式(1)可得到公式(2)：

log(LOR)＝A₁+B₁logW_i               (2)

而对均质油藏而言，累计注入量(W_i)为注入水占油层的孔隙体积倍数(N)与油层孔隙体积(PV)的乘积。对于某一具体油藏，其油层的孔隙体积(PV)为一固定值。将公式(2)进一步推导如下：

log(1/(1-f_w))＝A₁+B₁log(N₁×PV)

-log(1-f_w)＝A1+B₁log(N₁)+B₁log(PV)

log(1-f_w)＝(-A1-B₁log(PV))-B₁log(N)

对一特定油藏，其孔隙体积(PV)也是一固定常数值，因此，可将上式简化为公式(3)：

Log(1-f_w)＝A₂+B₂log(N₁)                         (3)

公式(3)中：A₂＝(-A₁-B₁log(PV))，B₂＝-B₁

根据上述推导：由公式(3)可以得出：油藏产水率余率(1-f_w)与注入孔隙体积倍数(N₁)存在双对数直线关系。

对表1中不同开发时间所对应的两组数据Log(1-f_w)和log(N)能形成如图5所示的关系版图。对图5进行直线拟合，由于水驱曲线中直线段一般是在油藏进入高含水期后(即产水率f_w超过60％)才出现，将高含水以前的散点去掉后可以得到如图6所示的关系版图。

根据公式(3)，结合Log(1-f_w)和log(N₁)的关系图版，可对高含水以后的散点图进行直线拟合，拟合后可得到参数A₁和A₂的参数值。如对某一水淹层，计算该水淹层注水体积倍数为0.95，则根据该关系版图(图6所示)，可得出该小层预计的产水率为93.17％。

如图3所示，本发明实施例还提供一种水淹层产水率定量预测系统可包括关系图版建立模块10、计算模块20及预测模块30。

其中，关系图版建立模块10根据一油藏已有的产水率数据f_w、累计注水量数据W_i和油藏的油层的孔隙体积PV，建立油藏从投入开发以来不同时期产水率余率1-f_w与注入孔隙体积倍数N₁之间存在双对数直线关系的关系图版。

计算模块20计算所述油藏水淹层目前的注入孔隙体积倍数N₂，计算模块在有注水剖面资料的情况下，采用注水剖面资料进行小层累积吸水量的劈分以获得N₂，或在无注水剖面资料的情况下，通过建立动态劈分方程以获得N₂。

预测模块30依据所述计算模块提供的N₂在所述关系图版建立模块建立的所述关系图版上显示与N₂相对应的水淹层产水率f_w。

如图4所示，关系图版模块10进一步可包括参数获取单元101、计算单元102及建图单元103。

其中，参数获取单元101获取一油藏已有的产水率f_w和累计注水量W_i参数。计算单元102计算出所述油藏在不同时间段对应的Log(1-f_w)和log(N₁)；所述N₁＝W_i/PV。建图单元103根据Log(1-fw)＝A₂+B₂log(N)建立所述油藏自开发以来，不同时间段油藏的Log(1-f_w)与log(N)之间的关系图版；其中，A₂＝(-A₁-B₁log(PV))，B₂＝-B₁；所述A₁为水驱特征曲线的截距，所述B₁为水驱特征曲线的斜率。至2010年4月30日，本发明共在现场试验12口井，预测值与实际值相差误差平均仅3.2％，表明本发明在预测水淹层产水率技术方面具有精确度高，符合率高的特点。

实施例1：小9-2-5井

该井位于大港小集油田官979断块，含油层位为下第三系孔店组孔一段枣II、III、IV油组，于1994年12月试油后投注，注水井段2951-3032m，共计53.1m/10层。因开发需要，对原注水层位进行封层，补开上套水淹层转采。通过对相邻注水井各小层注水量劈分，计算水淹层注入孔隙体积为0.262，从官979断块油藏产水率与注入孔隙体积倍数的关系图版上，在注入孔隙体积倍数为0.262时，对应的预测产水率为65％。以此为指导，对该井实施封层补孔转采，补开井段2906.8-2933.1m，共计18.5m/6层。补开水淹层后，日产液量26.2方，日产油量9.7吨，水淹层产水率63.1％(预测值65％)，实际生产值与预测值吻合性较好。

实施例2：小10-5-3井

该井位于大港小集油田官938断块，含油层位为下第三系孔店组孔一段枣II、III、IV油组。补开水淹层之前，生产层位为枣IV油组，生产井段2888.1-3016.1m，共计54.7m/15层，日产液量166.7方，日产油量8.5吨，产水率94.9％。根据对枣III1剩余未射开水淹层的研究，计算其水淹层注入孔隙体积为0.4572，从官938断块油藏产水率与注入孔隙体积倍数的关系图版上，在注入孔隙体积倍数为0.4572时，对应的预测产水率为88％。以此为指导，对水淹层实施补孔，并与原生产层合采后(补开井段2799.8-2823.9m，共计39.4m/6层)，日产液量255.1方，日产油量17.6吨，产水率93.1％。该套水淹层日增产液量88.4方，日增加产油量9.1吨，则水淹层产水率89.7％(预测值88％)，生产数据与预测值吻合性较好。

实施例3：小10-4-3井

该井位于大港小集油田官938断块，于1992年6月投产，生产层位为下第三系孔店组孔一段枣IV油组，井段2951.5-3039.8m，共计45.5m14/层。补开水淹层之前，该井日产液量41.7方，日产油量5.0吨，产水率88％。根据对枣III3剩余未射开水淹层的研究，计算其水淹层注入孔隙体积为0.5630，从官938断块油藏产水率与注入孔隙体积倍数的关系图版上，在注入孔隙体积倍数为0.5630时，预测水淹层的产水率为90.5％。以此为指导，对水淹层实施补孔(补孔水淹层井段2909.5-2942m，共计19m/4层)，并与原生产层合采后，日产液量109.9方，日产油量10.0吨，产水率90.9％。该套水淹层日增产液量68.2方，增加日产油量5吨，则水淹层产水率92.7％(预测值90.5％)，生产数据与预测值吻合性较好。

现场试验表明，本发明能够有效定量预测水淹层产水率，而且其原理优于目前在用的其它处理技术。

本发明提供的水淹层产水率定量预测方法及其系统具有以下优点：

(1)精度高，实现了水淹层产水率预测从常规定性判断到定量预测。

(2)时效性强，可根据水淹层注入水的孔隙体积倍数进行实时更新，解决了常规方法无法实时预测的难题。

(3)适用范围广，针对常规统计方法无法预测复杂断块油藏或某个孤立水淹层的难题，用此方法可有效得到解决。同时根据这一方法，对新出现的水淹层也能实现定量预测。

(4)现场实施成功率高，实施12口，预测值与实际值的误差平均仅3.2％。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种水淹层产水率定量预测方法，其特征在于，包括：

根据一油藏已有的产水率f_w、累计注水量W_i参数和油藏的油层的孔隙体积PV，建立油藏从投入开发以来不同时期产水率余率1-f_w与注入孔隙体积倍数N₁之间存在双对数直线关系的关系图版，并对所述关系图版进行直线拟合，具体包括：

获取一油藏已有的产水率f_w和累计注水量W_i参数；

计算出所述油藏在不同时间段对应的Log（1-f_w）和log（N₁）；所述N₁=W_i/PV；及

根据Log（1-f_w）=A₂+B₂log（N₁）建立所述油藏自开发以来不同时间段油藏的Log（1-f_w）与log（N₁）之间存在双对数直线关系的关系图版，对所述关系图版中的曲线进行直线拟合，从而可得出A₂、B₂的具体参数值；其中，A₂=（-A₁-B₁log(PV），B₂=-B₁；所述A₁为水驱特征曲线的截距，所述B₁为水驱特征曲线的斜率；

计算所述油藏水淹层目前的注入孔隙体积倍数N₂；

依据N₂在进行过直线拟合后的关系图版上显示与其相对应的水淹层产水率f_w。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述油藏水淹层目前的注入孔隙体积倍数N₂的步骤包括：

在有注水剖面资料的情况下，采用注水剖面资料进行小层累积吸水量的劈分以获得N₂；及

在无注水剖面资料的情况下，通过建立动态劈分方程以获得N₂。

3.一种水淹层产水率定量预测系统，其特征在于，包括：

关系图版建立模块，根据一油藏已有的产水率f_w、累计注水量W_i参数和油藏的油层的孔隙体积PV，建立油藏从投入开发以来不同时期产水率余率1-f_w与注入孔隙体积倍数N₁之间存在双对数直线关系的关系图版，并对所述关系图版进行直线拟合；所述关系图版建立模块包括：

参数获取单元，获取一油藏已有的产水率f_w和累计注水量W_i参数；

计算单元，计算出所述油藏在不同时间段对应的Log（1-f_w）和log（N₁）；所述N₁=W_i/PV；及

建图单元，根据Log（1-f_w）=A₂+B₂log（N₁）建立所述油藏自开发以来，不同时间段油藏的Log（1-f_w）与log（N₁）之间存在双对数直线关系的关系图版，并对所述关系图版进行直线拟合；其中，A₂=（-A₁-B₁log(PV)），B₂=-B₁；所述A₁为水驱特征曲线的截距，所述B₁为水驱特征曲线的斜率；

计算模块，计算所述油藏水淹层目前的注入孔隙体积倍数N₂；及

预测模块，依据N₂在进行过直线拟合后的关系图版上显示与其相对应的水淹层产水率f_w。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：

所述计算模块在有注水剖面资料的情况下，采用注水剖面资料进行小层累积吸水量的劈分以获得N₂，或在无注水剖面资料的情况下，通过建立动态劈分方程以获得N₂。

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