CN107575207B - 一种预测油田水驱波及半径的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油开采技术领域，特别涉及一种预测油田水驱波及半径的方法。一种预测油田水驱波及半径的方法，包括如下步骤：基础参数获取；计算某一时刻地层中总注入水水量；得到无效注水比例系数a，从而得到实际地层总有效注入水体积；得到水驱面积；根据活塞式水驱油理论，得等效圆形水驱面积以及等效圆形半径r；由于储层的非均质性，实际油藏为非活塞式驱油，因此对水驱波及半径进行校正，以油井含水率以及单井组平均含水率；获得修正因子f；水驱波及半径R=r×f。本发明结合示踪剂、裂缝监测、产吸剖面等手段对油水井进行合理参数调配和生产制度调整及油水井的方案调整都具有重要的指导意义。

Description

一种预测油田水驱波及半径的方法

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，特别涉及一种预测油田水驱波及半径的方法。

背景技术

在国内外首次应用油藏工程方法和原理对注水开发油田水驱波及半径进行定量计算和表征，绘制单井组水驱波及/动用半径平面图，定量刻画单井组水驱波及前缘，追踪水驱波及方向和前缘位置，表征油井见水距离。水驱波及半径为在现有井网条件下，注入水在储层中所能够波及到的面积，此面积的边缘到注水井中心的距离称作水驱波及半径。

由中国石油化工股份有限公司贾俊山等人提出的《中高渗砂岩油藏水驱波及系数及过水倍数动态描述方法》发明专利主要建立能动态反映中高渗透砂岩油藏平面和纵向波及系数预测模型和图版，可预测得到不同井网形式、不同油水粘度比及非均质性情况下的波及系数和过水倍数，对水驱油藏后期剩余油挖潜提供一定的理论依据。

波及系数的定义是指注入工作剂(注入水或其他)在油层中的波及程度，即被工作剂驱洗过的油层体积(或面积)占油层总体积(或面积)的百分数，影响波及系数主要因素是油水的流度比和井网形式。由于油藏本身的非均质性(低渗、特低甚至超低渗透油藏的非均质更强)，油水前缘的推进是非活塞式的前进，因此注入水在水驱油过程中前缘推进位置的确定带来了很大困难，目前主要根据注水井在注水过程中引起的压力前缘移动和孔隙流体压力变化诱发的微震波叠加的方程组确定震源位置进而求出水驱前缘，此方法耗时长，适用性不强，且费用高，不用及时有效的对研究区水驱波及半径进行预测。因此本发明提出应用油藏工程原理，建立动态水驱波及半径预测方法，可利用矿场生产数据快速、准确的对注入水波及范围进行预测，追踪注入水驱波及方向和前缘位置，判断油水井见水见效程度，为后期开发调整提供重要的参考依据。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种预测油田水驱波及半径的方法。

本发明的技术方案在于：

一种预测油田水驱波及半径的方法，包括如下步骤：

第一步，基础参数获取：

统计任意时刻地质储量N和地层下累积产液量N_pL，累积产油量N_p，累积产水量W_p，累积水侵量W_e，累积注水量W_i，单井阶段产油量q_o、单井组阶段产油量Q_o，单井阶段产水量q_w、单井组阶段产水量Q_w；对岩心进行测定，得到岩心孔隙度φ，原始含油饱和度S_oi，含水饱和度S_w，含气饱和度S_g，含油饱和度S_o；测试岩心，得到原油压缩系数C_o，地层水压缩系数C_w，气体压缩系数C_g，采用岩石力学测量仪得到岩石压缩系数C_f；原油体积系数B_o，地层水体积系数B_w；以原始地层压力P_i以及目前平均地层压力

得到目前油田总压降；单井组地层注入水吸水/产液厚度H；

第二步，计算某一时刻地层中总注入水水量为W_iB_w；

第三步，根据弹性-水驱油藏注采平衡原理，利用IPR～△P关系回归公式，得到无效注水比例系数a，从而得到实际地层总有效注入水体积；

第四步，根据上述地层总有效注入水体积以及油藏容积公式可得到水驱面积；

第五步，根据活塞式水驱油理论，得等效圆形水驱面积以及等效圆形半径r；

第六步，由于储层的非均质性，实际油藏为非活塞式驱油，因此对水驱波及半径进行校正，以油井含水率以及单井组平均含水率；获得修正因子f；

第七步，水驱波及半径R＝r×f。

所述的第二步中，获得某一时刻地层中总注入水水量的另外一种方法为：

考虑流体压缩性，忽略重力和毛管力的情况下，根据未饱和油藏水驱砂岩油藏工程理论，得到任一时刻地层累计产液量满足以下物质平衡方程，进而获得某一时刻地层中总注入水水量；

物质平衡方程：

其中，C_t为油藏综合压缩系数，单位为10^-4/MPa；

C_t＝C_oS_o+C_wS_w+C_f；

得到某一时刻地层中总注入水水量为：

所述的第三步的具体步骤为：根据弹性-水驱油藏注采平衡原理，利用IPR～△P关系回归公式，得到无效注水比例系数a，从而得到实际地层总有效注入水体积，地层总有效注入水体积为：

V_w＝W_iB_w·a/ρ_w；

其中，ρ_w为地层水密度，单位为g/cm³。

所述第四步，根据上述地层总有效注入水体积以及油藏容积公式可得到水驱面积具体步骤为：

其中，H为吸水厚度，单位为m，φ为储层孔隙度；

为两项区平均饱和度。

所述的

的计算过程为：

根据一维油水两相渗流，Buckley-Leveret等饱和度运动方程求得

在油水两相分流曲线上求出水相分流量f_w对s_w的导数fw'(s_wf)，该切线与f(s)＝1的交点对应的饱和度就是两相区平均饱和度；

其中，s_wf为前缘含水饱和度，fw(s_wf)为前缘含水饱和度对应含水率。

所述的第五步的具体步骤为：

根据活塞式水驱油理论，以面积注水五点法井网为例，得等效圆形水驱面积公式为：

A＝∫πr²dr

等效圆形半径为：

所述的第六步的具体步骤为：

由于储层的非均质性，实际油藏为非活塞式驱油，因此需要对水驱波及半径进行校正，引入修正因子f，

其中，f为修正因子，无量纲；f_w为油井含水率；F_w为单井组含水率。

本发明的技术效果在于：

本发明通过油藏工程物质平衡原理、一维两相水驱油非活塞式驱替方程理论出发，推导出了任意注水砂岩油藏水驱半径方法补充推导过程，从最初推导公式开始，该方法适用于中高渗、低渗及特低渗透任意注水开发油藏的通用计算方法，为油田准确预测水驱波及面积、水驱前缘位置提出了新的研究思路，追踪水驱波及方向，表征油井见水时间和距离；不但具有理论意义，而且对矿场生产实践具有重要的实际意义，通过水驱波及半径计算方法可绘制简单明了的单井组水驱波及平面图，定量直观的判断注水井在各个方向的水驱波及范围和程度以及对油井的影响程度，便于及时进行油水井动态分析，注水效果评价；同时可结合示踪剂、裂缝监测、产吸剖面等手段对油水井进行合理参数调配和生产制度调整及油水井的方案调整都具有重要的指导意义。

附图说明

图1为本发明一种预测油田水驱波及半径的方法的五点法井网水驱等效半径示意图。

图2为本发明一种预测油田水驱波及半径的方法的延长油田YZM井长6IPR～△P关系曲线。

图3为本发明一种预测油田水驱波及半径的方法的注入水体形态分布图。

图4为本发明一种预测油田水驱波及半径的方法的水驱波及半径研究路线图。

图5为本发明一种预测油田水驱波及半径的方法的注水井吸水厚度研究图版。

图6为本发明一种预测油田水驱波及半径的方法的单井组水驱波及半径平面图。

图7为本发明一种预测油田水驱波及半径的方法的D66-2油井生产效果图。

图8为本发明一种预测油田水驱波及半径的方法的D66-3油井生产效果图。

图9为本发明一种预测油田水驱波及半径的方法的G667-3油井生产效果图。

图10为本发明一种预测油田水驱波及半径的方法的G667-8油井生产效果图。

具体实施方式

实施例1

一种预测油田水驱波及半径的方法，包括如下步骤：

第一步，基础参数获取：

统计任意时刻地质储量N和地层下累积产液量N_pL，累积产油量N_p，累积产水量W_p，累积水侵量W_e，累积注水量W_i，单井阶段产油量q_o、单井组阶段产油量Q_o，单井阶段产水量q_w、单井组阶段产水量Q_w；对岩心进行测定，得到岩心孔隙度φ，原始含油饱和度S_oi，含水饱和度S_w，含气饱和度S_g，含油饱和度S_o；测试岩心，得到原油压缩系数C_o，地层水压缩系数C_w，气体压缩系数C_g，采用岩石力学测量仪得到岩石压缩系数C_f；原油体积系数B_o，地层水体积系数B_w；以原始地层压力P_i以及目前平均地层压力

得到目前油田总压降；单井组地层注入水吸水/产液厚度H；

第二步，计算某一时刻地层中总注入水水量为W_iB_w；

考虑流体压缩性，忽略重力和毛管力的情况下，根据未饱和油藏水驱砂岩油藏工程理论，得到任一时刻地层累计产液量满足以下物质平衡方程，进而获得某一时刻地层中总注入水水量；

物质平衡方程：

其中，C_t为油藏综合压缩系数，单位为10^-4/MPa；

C_t＝C_oS_o+C_wS_w+C_f；

得到某一时刻地层中总注入水水量为：

第三步，根据弹性-水驱油藏注采平衡原理，利用IPR～△P关系回归公式，得到无效注水比例系数a，从而得到实际地层总有效注入水体积，地层总有效注入水体积为：

V_w＝W_iB_w·a/ρ_w；

其中，ρ_w为地层水密度，单位为g/cm³。

第四步，根据上述地层总有效注入水体积以及油藏容积公式可得到水驱面积具体步骤为：

其中，H为吸水厚度，单位为m，φ为储层孔隙度；

为两项区平均饱和度。

其中，

的计算过程为：

根据一维油水两相渗流，Buckley-Leveret等饱和度运动方程求得

在油水两相分流曲线上求出水相分流量f_w对s_w的导数fw'(s_wf)，该切线与f(s)＝1的交点对应的饱和度就是两相区平均饱和度；

其中，s_wf为前缘含水饱和度，fw(s_wf)为前缘含水饱和度对应含水率。

第五步，根据活塞式水驱油理论，得等效圆形水驱面积以及等效圆形半径r，计算过程为：

以面积注水五点法井网为例，得等效圆形水驱面积公式为：

A＝∫πr²dr

等效圆形半径为：

第六步，由于储层的非均质性，实际油藏为非活塞式驱油，因此对水驱波及半径进行校正，以油井含水率以及单井组平均含水率；获得修正因子f，其计算过程为：

其中，f为修正因子，无量纲；f_w为油井含水率；F_w为单井组含水率。

第七步，水驱波及半径R＝r×f。

实施例2

结合延长油田YZM井区长6储层，对本发明进行说明，计算步骤及结果如下，统计油藏储层流体基本参数如表1所示。

表1油藏基本参数

原油密度(g/cm<sup>3</sup>)	0.83
		原油体积系数	1.2
地层水体积系数	1.02
		含油饱和度	0.52
含水饱和度	0.48
		原油压缩系数(10<sup>-4</sup>/MPa)	9.3
地层水压缩系数(10<sup>-4</sup>/MPa)	4.2
		岩石压缩系数(10<sup>-4</sup>/MPa)	5.2
原始地层压力(MPa)	3.7
		目前地层压力(MPa)	1.2

1、根据表1参数，通过公式C_t＝C_oS_o+C_wS_w+C_f求得，地层总压缩系数为11.76×10^-4/MPa，地层总压降为2.5MPa。

2、统计某一时刻研究井组的地质储量N_L，累积产油量N_p，累积产水量W_p，累积水侵量W_e，累积注水量W_i，对应油井目前产油量q_o、单井组目前产油量Q_o，单井目前产水量q_w、单井组目前产水量Q_w，根据公式

可求得目前研究井组的综合含水率(如表2、表3)。

表2单井组基础数据表

表3井组对应油井生产数据动态

3、由于注水过程中，管理上可能造成的跑冒滴漏、井网存在明显的有注无采的井层、井筒的原因、注入水的窜流及注入水注入到裂缝或大孔道中等原因从而造成的无效注水，严重降低了注水开发效果，这部分注水量需要扣除掉。根据弹性-水驱油藏注采比平衡原理计算得到单井组无效注水比例，从而可以得到单井组总有效注入水体积，如表4。

表4注水井组有效注水量统计

4、根据吸水剖面、油水井连通性、水驱前缘监测统计计算得到注水井组郑834-4、郑833、郑624-5、郑623-4、郑626-5、郑625-6吸水厚度分别为8.0m、4.7m、7.3m、8.7m、4.3m、6.4m。

5、根据上面公式和计算结果，得等效圆形水驱面积公式为：

A＝∫πr²dr

等效圆形半径为：

结合储层的非均质性，对注水半径校正后可得到水驱波及半径R＝r×f。

计算结果如下表5所示。

表5水驱波及半径计算结果表

通过本发明绘制出的单井组水驱波及范围平面图，可快速对油水井进行见水见效，水淹状况等进行识别，及时对油水井进行措施调整。

典型井组实施效果分析：

如图7所示，D66-2井为低产低效井，措施前单井日产液0.16m³/d、日产油0.068t/d，含水45％，注水措施调整后目前日产液0.38m³/d，0.25t/d，含水20％,增油降水效果明显。

如图8所示，D66-3井为低产低效井，措施前单井日产液0.18m³/d、日产油0.09t/d，含水40％，注水措施调整后目前日产液0.23m³/d，0.15t/d，含水20％,增油降水效果明显。

如图9所示，G667-3井为低产低效井，措施前单井日产液0.15m³/d、日产油0.1t/d，含水15％，注水措施调整后目前日产液0.24m³/d，0.17t/d，含水15％,增油效果明显。

如图10所示，G667-8井为低产低效井，措施前单井日产液0.52m³/d、日产油0.08t/d，含水80％，注水调整后目前日产液1.16m³/d，0.29t/d，含水70％,增油降水效果明显。

Claims (7)

1.一种预测油田水驱波及半径的方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，基础参数获取：

统计任意时刻地质储量N和地层下累积产液量N_pL，累积产油量N_p，累积产水量W_p，累积水侵量W_e，累积注水量W_i，单井阶段产油量q_o、单井组阶段产油量Q_o，单井阶段产水量q_w、单井组阶段产水量Q_w；对岩心进行测定，得到岩心孔隙度φ，原始含油饱和度S_oi，含水饱和度S_w，含气饱和度S_g，含油饱和度S_o；测试岩心，得到原油压缩系数C_o，地层水压缩系数C_w，气体压缩系数C_g，采用岩石力学测量仪得到岩石压缩系数C_f；原油体积系数B_o，地层水体积系数B_w；以原始地层压力P_i以及目前平均地层压力

得到目前油田总压降；单井组地层注入水吸水/产液厚度H；

第二步，计算某一时刻地层中总注入水水量为W_iB_w；

第三步，根据弹性-水驱油藏注采平衡原理，利用IPR～△P关系回归公式，得到无效注水比例系数a，从而得到实际地层总有效注入水体积；

第四步，根据上述地层总有效注入水体积以及油藏容积公式可得到水驱面积；

第五步，根据活塞式水驱油理论，得等效圆形水驱面积以及等效圆形半径r；

第六步，由于储层的非均质性，实际油藏为非活塞式驱油，因此对水驱波及半径进行校正，以油井含水率以及单井组平均含水率；获得修正因子f；

第七步，水驱波及半径R＝r×f。

2.根据权利要求1所述的一种预测油田水驱波及半径的方法，其特征在于：所述的第二步中，获得某一时刻地层中总注入水水量的另外一种方法为：

考虑流体压缩性，忽略重力和毛管力的情况下，根据未饱和油藏水驱砂岩油藏工程理论，得到任一时刻地层累计产液量满足以下物质平衡方程，进而获得某一时刻地层中总注入水水量；

物质平衡方程：

其中，C_t为油藏综合压缩系数，单位为10^-4/MPa；

C_t＝C_oS_o+C_wS_w+C_f；

得到某一时刻地层中总注入水水量为：

3.根据权利要求2所述的一种预测油田水驱波及半径的方法，其特征在于：所述的第三步的具体步骤为：根据弹性-水驱油藏注采平衡原理，利用IPR～△P关系回归公式，得到无效注水比例系数a，从而得到实际地层总有效注入水体积，地层总有效注入水体积为：

V_w＝W_iB_w·a/ρ_w；

其中，ρ_w为地层水密度，单位为g/cm³。

4.根据权利要求3所述的一种预测油田水驱波及半径的方法，其特征在于：所述第四步，根据上述地层总有效注入水体积以及油藏容积公式可得到水驱面积具体步骤为：

其中，H为吸水厚度，单位为m，φ为储层孔隙度；

为两项区平均饱和度。

5.根据权利要求4所述的一种预测油田水驱波及半径的方法，其特征在于：所述的

的计算过程为：

根据一维油水两相渗流，Buckley-Leveret等饱和度运动方程求得

在油水两相分流曲线上求出水相分流量f_w对s_w的导数f_w'(s_wf)，该切线与f(s)＝1的交点对应的饱和度就是两相区平均饱和度；

其中，s_wf为前缘含水饱和度，fw(s_wf)为前缘含水饱和度对应含水率。

6.根据权利要求5所述的一种预测油田水驱波及半径的方法，其特征在于：所述的第五步的具体步骤为：

根据活塞式水驱油理论，以面积注水五点法井网为例，得等效圆形水驱面积公式为：

A＝∫πr²dr

等效圆形半径为：

7.根据权利要求6所述的一种预测油田水驱波及半径的方法，其特征在于：所述的第六步的具体步骤为：

由于储层的非均质性，实际油藏为非活塞式驱油，因此需要对水驱波及半径进行校正，引入修正因子f，

其中，f为修正因子，无量纲；f_w为油井含水率；F_w为单井组含水率。

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