CN106777651B - 注采平衡原理的油水井产量劈分方法 - Google Patents

注采平衡原理的油水井产量劈分方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种注采平衡原理的油水井产量劈分方法，包括以下步骤：步骤S1，采集油水井数据，建立油水井数据库；步骤S2，计算油井产液量及注水井注水量劈分系数；步骤S3，计算油井小层含水率；步骤S4，根据步骤S2和步骤S3的计算结果，计算出油井各小层产油量、产水量并进行汇总保存。本发明方法通过综合考虑多种地质因素，以开发区块为单元，注水井为中心，对注水井注水量和油井产油量、产水量进行劈分，并在进行油井产量、水井注水量劈分时，首先将不吸水层进行甄别剔出，使注水量劈分结果更加精准。

Description

注采平衡原理的油水井产量劈分方法
技术领域
本发明涉及油井技术领域，特别涉及一种注采平衡原理的油水井产量劈分方法。
背景技术
目前，在进行油(水)井产量(注水量)劈分时，一般只针对单井个体进行，在产量(注水量)劈分过程中，主要考虑的因素是厚度、渗透率、相对渗透对劈分结果的影响，实际上，在油藏开发过程中，影响注水砂岩油藏注水量和产液量的因素很多，在油藏开发中后期，由于注采系统相对完善，油藏开发同样遵守注采平衡和能量平衡原理，即注入水量大于采出液量时，地层压力上升，注入水量小于采出液量时，地层压力下降；同时，由于储层受沉积相影响，造成储层平面和纵向上存在非均质性差异，因而注入水和产出液在总体上的存在注采和能量上的平衡，但在注入水推进方向上受非均质性和生产压差影响，存在较大的差异，使得使注水量量劈分结果不够精准。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本发明的目的在于提出一种注采平衡原理的油水井产量劈分方法，能够在进行油井产量劈分时，将不吸水层进行甄别剔出，使注水量量劈分结果更加精准。
为了实现上述目的，本发明提供一种注采平衡原理的油水井产量劈分方法，包括以下步骤：
步骤S1，采集油井数据，建立油井数据库，同时执行步骤S2和步骤S3；
步骤S2，计算油井产液量及注水井注水量劈分系数；
步骤S201，确定小层吸水的流动系数级差；
根据注水井吸水剖面测试成果，结合油井射孔注水小层流动系数与射孔注水小层最大流动系数的关系，建立可吸水流动系数级差公式，根据吸水级差，区分出水井各生产阶段射孔层中的吸水层与非吸水层；
其中，可吸水流动系数级差公式为:
Figure BDA0001175823160000011
其中：ki表示渗透率；Hi表示小层厚度；μi表示流体粘度；A表示回归常数；
步骤S202，选择注采井组，采集注采井组油水井数据；
步骤S203，根据各小层油水间的阻力系数公式计算出对应油水井间阻力系数Rij及小层总阻力系数∑Rij；
步骤S204，根据压力差和油水井间的阻力系数，通过油井在小层上的理论注入水量公式计算油井在小层上的理论注入水量Qij及小层理论总注入水量
Figure BDA0001175823160000021
步骤S205，计算油井在小层平面分配系数：根据公式
Figure BDA0001175823160000022
计算出生产油井在小层内的注入水量分配系数；
其中，Mi表示出生产油井在小层内的注入水量分配系数；
步骤S206，根据水井垂向劈分系数公式，计算水井垂向劈分系数Si；
步骤S207，根据水井垂向劈分系数Si，把水井注水量劈分到各生产小层，通过垂向劈分到各生产小层的注水量计算公式，计算得到垂向劈分到各生产小层的注水量Qwi；
步骤S208，根据小层注入水量及公式Qwij＝Mi×Qwi，计算油井在小层对应注入水量Qwij；
步骤S209，计算油井对应水井小层水量和，把油井各小层对应的不同水井的劈分水量相加，得到该井各小层对应的不同注水井总注水量∑Qwij；
步骤S210，根据油井产液量，对油井各小层产液进行校正；
步骤S3，计算油井小层含水率；
步骤S301，根据小层流动系数及各生产小层平均流动系数，通过计算有相渗小层的流动系数比d；
步骤S302，根据小层油水相对渗透率数据，绘制各小层相渗
Figure BDA0001175823160000023
曲线，得到指数回归公式为
Figure BDA0001175823160000024
其中，回归式中的a、b参数用于小层含水率fw与小层含水饱和度Sw关系式计算；
其中，Kro表示油的相对渗透率，Krw表示水的相对渗透率，Sw表示小层含水饱和度，Krew表示各层水的相对渗透率；
步骤S303，根据小层含水率fw与小层含水饱和度Sw关系公式，取各小层共渗区内等饱和度值计算出相应的含水率；
步骤S304，绘制相同饱和度下含水率与流动系数比曲线并直线回归；
当有相渗小层的流动系数比d＝1时，小层含水率fw与井口含水率fwi相等，计算得到几组fwi、αj、βj值，然后绘制井口含水率fwi与αj、βj关系曲线并进行二元回归，得到公式
Figure BDA0001175823160000031
Figure BDA0001175823160000032
和常数αj、βj与井口含水率fwi关系式；
步骤S305，建立小层含水率fw与井口含水率fwi关系式：
将常数αj、βj与井口含水率fwi关系式代入小层含水率fw与井口含水率fwi关系式，可得到小层含水率fw关系式：
Figure BDA0001175823160000033
步骤S4，根据步骤S2和步骤S3的计算结果，计算出油井各小层产油量、产水量并进行汇总保存。
进一步的，在步骤S1中，油井数据库包括静态数据库、动态数据库、动态监测数据库，其中，静态数据库包括小层号、小层分层、小层顶底深度、小层厚度、孔隙度、渗透率、泥质含量、含油饱和度、油水相渗数据；动态数据库包括：射孔数据、措施数据、油井产量；动态监测数据库：油、水井压力监测数据、油井动液面数据、产液剖面测试数据、吸水剖面测试数据。
进一步的，在步骤S202中，注采井组包括注水井以及注水井对应生产油井，注采井组油水井数据包括：油水井小层对应、小层渗透率、小层厚度、小层泥质含量、油水井产量、注水量、水井注入地层压力、油井生产流动压力、油水井井距。
进一步的，在步骤S203中，各小层油水间的阻力系数公式为
Figure BDA0001175823160000034
其中，i表示油井的第i层，j表示第j口油井，Rij表示各小层总阻力系数，L表示油井井距，μo表示油的粘度，Kij表示各小层渗透率，Hij表示各小层厚度，Zij表示各油井该层与对应注水井的连通状况系数，G表示水井注入地层压力，Fij表示油井生产流动压力系数，Ksh表示各油井的渗透率级差系数。
进一步的，在步骤S204中，油井在小层上的理论注入水量公式为：
Figure BDA0001175823160000035
其中，Qij表示各小层的理论注入水量，Pe表示各小层的井底压力；Pwf表示各小层的井底流压，Rij各小层油水间的阻力系数。
进一步的，在步骤S206中，水井垂向劈分系数公式为：
Figure BDA0001175823160000036
其中，Si表示注水井注入水量在各生产小层上的注入水量分配系数。
进一步的，在步骤S207中，垂向劈分到各生产小层的注水量计算公式为：Qwi＝Si×Qw；
其中，Qwi表示垂向劈分到各生产小层的注水量，Qw表示水井注水量。
进一步的，在步骤S301中，有相渗小层的流动系数比d的计算公式为：
Figure BDA0001175823160000041
其中，Ki表示第i层小层渗透率,hi表示第i层小层厚度，μi表示第i层油的粘度，K表示小层平均渗透率，h表示小层平均厚度，μ表示油的平均粘度。
进一步的，在步骤S303中，小层含水率fw与小层含水饱和度Sw关系式为：
Figure BDA0001175823160000042
Figure BDA0001175823160000043
其中，fw表示小层含水率，μw表示水的粘度，Bw表示水的体积系数，ρo表示油的密度，b表示含水饱和度系数，Sw表示小层含水饱和度，μo表示油的粘度，Bo表示的油体积系数，ρw表示水的密度；
进一步的，在步骤S305中，小层含水率fw与井口含水率fwi关系式为：fw＝fwi。
本发明的注采平衡原理的油水井产量劈分方法是一种以油藏开发区块为整体单元的注水量、产油产水量综合劈分方案，并结合目标井的各种静态数据库、动态数据库、动态监测数据库，综合考虑地质因素和生产动态因素，因而，在油藏开发中后期，劈分结果精准度大大提高。
本发明方法通过综合考虑多种地质因素，以开发区块为单元，注水井为中心，对注水井注水量和油井产油量、产水量进行劈分，并在进行油井产量、水井注水量劈分时，首先将不吸水层进行甄别剔出，使注水量劈分结果更加精准。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明的算法流程图；
图2为本发明的相同饱和度下含水与流动系数比曲线并直线回归图；
图3为本发明的井口含水率fwi与αj、βj关系曲线并进行二元回归图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明提供一种注采平衡原理的油水井产量劈分方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1，采集油井数据，建立油井数据库，同时执行步骤S2和步骤S3。
其中，油井数据库包括静态数据库、动态数据库、动态监测数据库，其中，静态数据库包括小层号、小层分层、小层顶底深度、小层厚度、孔隙度、渗透率、泥质含量、含油饱和度、油水相渗数据；动态数据库包括：射孔数据、措施数据、油井产量；动态监测数据库：油、水井压力监测数据、油井动液面数据、产液剖面测试数据、吸水剖面测试数据。
步骤S2，计算油井产液量及注水井注水量劈分系数。
步骤S201，确定小层吸水的流动系数级差。
根据注水井吸水剖面测试成果，结合油井射孔注水小层流动系数与射孔注水小层最大流动系数的关系，确定目前开发条件下的可吸水流动系数级差，根据吸水级差，区分出水井各生产阶段射孔层中的吸水层与非吸水层；
其中，可吸水流动系数级差公式为:
Figure BDA0001175823160000051
其中：ki表示渗透率；Hi表示小层厚度；μi表示流体粘度；A表示回归常数。
步骤S202，选择注采井组，采集注采井组油水井数据。
其中，注采井组包括注水井以及注水井对应生产油井，注采井组油水井数据包括：油水井小层对应、小层渗透率、小层厚度、小层泥质含量、油水井产量、注水量、水井注入地层压力、油井生产流动压力、油水井井距。
步骤S203，根据各小层油水间的阻力系数公式计算出对应油水井间阻力系数Rij及小层总阻力系数∑Rij。
各小层油水间的阻力系数公式为
Figure BDA0001175823160000052
其中，i表示油井的第i层，j表示第j口油井，Rij表示各小层总阻力系数，L表示油井井距，μo表示油的粘度，Kij表示各小层渗透率，Hij表示各小层厚度，Zij表示各油井该层与对应注水井的连通状况系数，G表示水井注入地层压力，Fij表示油井生产流动压力系数，Ksh表示各油井的渗透率级差系数。
步骤S204，根据压力差和油水井间的阻力系数，通过油井在小层上的理论注入水量公式计算油井在小层上的理论注入水量Qij及小层理论总注入水量
Figure BDA0001175823160000053
油井在小层上的理论注入水量公式为：
Figure BDA0001175823160000061
其中，Qij表示各小层的理论注入水量，Pe表示各小层的井底压力；Pwf表示各小层的井底流压，Rij各小层油水间的阻力系数。
步骤S205，计算油井在小层平面分配系数：根据公式
Figure BDA0001175823160000062
计算出生产油井在小层内的注入水量分配系数；
其中，Mi表示出生产油井在小层内的注入水量分配系数；
步骤S206，根据水井垂向劈分系数公式，计算水井垂向劈分系数Si；
水井垂向劈分系数公式为：
Figure BDA0001175823160000063
其中，Si表示注水井注入水量在各生产小层上的注入水量分配系数。
步骤S207，根据水井垂向劈分系数Si，把水井注水量劈分到各生产小层，通过垂向劈分到各生产小层的注水量计算公式，计算得到垂向劈分到各生产小层的注水量Qwi；
垂向劈分到各生产小层的注水量计算公式为：Qwi＝Si×Qw,(7)。
其中，Qwi表示垂向劈分到各生产小层的注水量，Qw表示水井注水量。
步骤S208，根据小层注入水量及公式Qwij＝Mi×Qwi,(8)，计算油井在小层对应注入水量Qwij。
步骤S209，计算油井对应水井小层水量和，把油井各小层对应的不同水井的劈分水量相加，得到该井各小层对应的不同注水井总注水量∑Qwij。
步骤S210，根据油井产液量，对油井各小层产液进行校正。
步骤S3，计算油井小层含水率。
步骤S301，根据小层流动系数及各生产小层平均流动系数，通过计算有相渗小层的流动系数比d。
有相渗小层的流动系数比d的计算公式为：
Figure BDA0001175823160000064
其中，Ki表示第i层小层渗透率,hi表示第i层小层厚度，μi表示第i层油的粘度，K表示小层平均渗透率，h表示小层平均厚度，μ表示油的平均粘度。
步骤S302，根据小层油水相对渗透率数据，绘制各小层相渗
Figure BDA0001175823160000065
曲线，得到指数回归公式为
Figure BDA0001175823160000066
其中，回归式中的a、b参数用于小层含水率fw与小层含水饱和度Sw关系式计算。
其中，Kro表示油的相对渗透率，Krw表示水的相对渗透率，Sw表示小层含水饱和度，Krew表示各层水的相对渗透率。
步骤S303，根据小层含水率fw与小层含水饱和度Sw关系公式，取各小层共渗区内等饱和度值计算出相应的含水率。
小层含水率fw与小层含水饱和度Sw关系式为：
Figure BDA0001175823160000071
其中，fw表示小层含水率，μw表示水的粘度，Bw表示水的体积系数，ρo表示油的密度，b表示含水饱和度系数，Sw表示小层含水饱和度，μo表示油的粘度，Bo表示的油体积系数，ρw表示水的密度。
步骤S304，绘制相同饱和度下含水率与流动系数比曲线并直线回归，如图2所示；
当有相渗小层的流动系数比d＝1时，小层含水率fw与井口含水率fwi相等，计算得到几组fwi、αj、βj值，然后绘制井口含水率fwi与αj、βj关系曲线并进行二元回归，如图3所示，得到公式
Figure BDA0001175823160000072
和常数αj、βj与井口含水率fwi关系式；
步骤S305，建立小层含水率fw与井口含水率fwi关系式。
小层含水率fw与井口含水率fwi关系式为：fw＝fwi,(13)。
将常数αj、βj与井口含水率fwi关系式代入小层含水率fw与井口含水率fwi关系式，可得到小层含水率fw关系式：
Figure BDA0001175823160000073
步骤S4，根据步骤S2和步骤S3的计算结果，计算出油井各小层产油量、产水量并进行汇总保存。
本发明的注采平衡原理的油水井产量劈分方法是一种以油藏开发区块为整体单元的注水量、产油产水量综合劈分方案，并结合目标井的各种静态数据库、动态数据库、动态监测数据库，综合考虑地质因素和生产动态因素，因而，在油藏开发中后期，劈分结果精准度大大提高。
本发明方法通过综合考虑多种地质因素，以开发区块为单元，注水井为中心，对注水井注水量和油井产油量、产水量进行劈分，并在进行油井产量、水井注水量劈分时，首先将不吸水层进行甄别剔出，使注水量劈分结果更加精准。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (10)

1.一种注采平衡原理的油水井产量劈分方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，采集油水井数据，建立油水井数据库，同时执行步骤S2和步骤S3；
步骤S2，计算油井产液量及注水井注水量劈分系数；
步骤S201，确定注水井小层吸水的流动系数级差；
根据注水井吸水剖面测试成果，结合油井射孔注水小层流动系数与射孔注水小层最大流动系数的关系，建立可吸水流动系数级差公式，根据吸水级差，区分出水井各生产阶段射孔层中的吸水层与非吸水层；
其中，可吸水流动系数级差公式为：
Figure FDA0002998463920000011
其中：ki表示渗透率；Hi表示小层厚度；μi表示流体粘度；A表示回归常数；i表示油井的第i层小层；
步骤S202，选择注采井组，采集注采井组油水井数据；
步骤S203，根据各小层油水间的阻力系数公式计算出对应油水井间阻力系数Rij及小层总阻力系数
Figure FDA0002998463920000012
其中，Rij表示各小层油水间的阻力系数；j表示第j口油井；
步骤S204，根据生产压力差和油水井间的阻力系数，通过油井在小层上的理论注入水量公式计算油井在小层上的理论注入水量Qij及小层理论总注入水量
Figure FDA0002998463920000013
其中，Qij表示各小层的理论注入水量；
步骤S205，计算油井在小层平面分配系数：根据公式
Figure FDA0002998463920000014
计算出生产油井在小层内的注入水量分配系数；
其中，Mi表示出生产油井在小层内的注入水量分配系数；
步骤S206，根据水井垂向劈分系数公式，计算水井垂向劈分系数Si；
步骤S207，根据水井垂向劈分系数Si，把水井注水量劈分到各生产小层，通过垂向劈分到各生产小层的注水量计算公式，计算得到垂向劈分到各生产小层的注水量Qwi；
步骤S208，根据小层注入水量及公式Qwij＝Mi×Qwi，计算油井在小层对应注入水量Qwij；
步骤S209，计算油井对应水井小层水量和，把油井各小层对应的不同水井的劈分水量相加，得到该井各小层对应的不同注水井总注水量
Figure FDA0002998463920000021
步骤S210，根据油井实际产液量，对油井各小层产液进行校正；
步骤S3，计算油井小层含水率；
步骤S301，根据小层流动系数及各生产小层平均流动系数，通过计算有相渗小层的流动系数比d；
步骤S302，根据小层油水相对渗透率数据，绘制各小层相渗
Figure FDA0002998463920000022
曲线，得到指数回归公式为
Figure FDA0002998463920000023
其中，回归式中的a、b参数用于小层含水率fw与小层含水饱和度Sw关系式计算；
其中，Kro表示油的相对渗透率，Krw表示水的相对渗透率，Sw表示小层含水饱和度，Krew表示各层水的相对渗透率；
步骤S303，根据小层含水率fw与小层含水饱和度Sw关系公式，取各小层共渗区内等饱和度值计算出相应的含水率；
步骤S304，绘制相同饱和度下含水率与流动系数比曲线并直线回归；
当有相渗小层的流动系数比d＝1时，小层含水率fw与井口含水率fwi相等，计算得到几组fwi、αj、βj值，然后绘制井口含水率fwi与αj、βj关系曲线并进行二元回归，得到公式
Figure FDA0002998463920000024
和常数αj、βj与井口含水率fwi关系式；
步骤S305，建立小层含水率fw与井口含水率fwi关系式；
将常数αj、βj与井口含水率fwi关系式代入小层含水率fw与井口含水率fwi关系式，可得到小层含水率fw关系式为：
Figure FDA0002998463920000025
其中，Ki表示第i层小层渗透率，hi表示第i层小层厚度，μi表示第i层油的粘度，K表示小层平均渗透率，h表示小层平均厚度，μ表示油的平均粘度；
步骤S4，根据步骤S2和步骤S3的计算结果，计算出油井各小层产油量、产水量并进行汇总保存。
2.如权利要求1所述的注采平衡原理的油水井产量劈分方法，其特征在于：在步骤S1中，油井数据库包括静态数据库、动态数据库、动态监测数据库，其中，静态数据库包括小层号、小层分层、小层顶底深度、小层厚度、孔隙度、渗透率、泥质含量、含油饱和度、油水相渗数据；动态数据库包括：射孔数据、措施数据、油井产量；动态监测数据库：油、水井压力监测数据、油井动液面数据、产液剖面测试数据、吸水剖面测试数据。
3.如权利要求1所述的注采平衡原理的油水井产量劈分方法，其特征在于：在步骤S202中，注采井组包括注水井以及注水井对应生产油井，注采井组油水井数据包括：油水井小层对应、小层渗透率、小层厚度、小层泥质含量、油水井产量、注水量、水井注入地层压力、油井生产流动压力、油水井井距。
4.如权利要求1所述的注采平衡原理的油水井产量劈分方法，其特征在于：在步骤S203中，各小层油水间的阻力系数公式为
Figure FDA0002998463920000031
其中，i表示油井的第i层小层，j表示第j口油井，Rij表示各小层总阻力系数，L表示油井井距，μo表示油的粘度，Kij表示各小层渗透率，Hij表示各小层厚度，Zij表示各油井该层与对应注水井的连通状况系数，G表示水井注入地层压力，Fij表示油井生产流动压力系数，Ksh表示各油井的渗透率级差系数。
5.如权利要求1所述的注采平衡原理的油水井产量劈分方法，其特征在于：在步骤S204中，油井在小层上的理论注入水量公式为：
Figure FDA0002998463920000032
其中，Qij表示各小层的理论注入水量，Pe表示各小层的井底压力；Pwf表示各小层的井底流压，Rij各小层油水间的阻力系数。
6.如权利要求1所述的注采平衡原理的油水井产量劈分方法，其特征在于：在步骤S206中，水井垂向劈分系数公式为：
Figure FDA0002998463920000033
其中，Si表示注水井注入水量在各生产小层上的注入水量分配系数；Kij表示各小层渗透率，Hii表示各小层厚度，Zij表示各油井该层与对应注水井的连通状况系数，G表示水井注入地层压力，Fij表示油井生产流动压力系数，Ksh表示各油井的渗透率级差系数。
7.如权利要求1所述的注采平衡原理的油水井产量劈分方法，其特征在于：在步骤S207中，垂向劈分到各生产小层的注水量计算公式为：Qwi＝Si×Qw；
其中，Qwi表示垂向劈分到各生产小层的注水量，Qw表示水井注水量。
8.如权利要求1所述的注采平衡原理的油水井产量劈分方法，其特征在于：在步骤S301中，有相渗小层的流动系数比d的计算公式为：
Figure FDA0002998463920000034
其中，Ki表示第i层小层渗透率，hi表示第i层小层厚度，μi表示第i层油的粘度，K表示小层平均渗透率，h表示小层平均厚度，μ表示油的平均粘度。
9.如权利要求1所述的注采平衡原理的油水井产量劈分方法，其特征在于：在步骤S303中，小层含水率fw与小层含水饱和度Sw关系式为：
Figure FDA0002998463920000041
其中，fw表示小层含水率，μw表示水的粘度，Bw表示水的体积系数，ρo表示油的密度，b表示含水饱和度系数，Sw表示小层含水饱和度，μo表示油的粘度，Bo表示的油体积系数，ρw表示水的密度。
10.如权利要求1所述的注采平衡原理的油水井产量劈分方法，其特征在于：在步骤S305中，小层含水率fw与井口含水率fwi关系式为：fw＝fwi。
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