（油气田开发工程专业论文）大芦湖油田剩余油分布研究与水平井分段射孔方案优化.pdf

t h er e s e a r c ho fr e m a i n i n go i ld i s t r i b u t i o na n d o p t i m i z a t i o no fs e l e c t i v e l yp e r f o r a t e dh o r i z o n t a lw e l l i n d a l u h u0 i lf i e l d h a lh u i r o n g ( o i l & g a sf i e l dd e v e l o p m e n te n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yv i c e - p r o f e s s o rc h e nd e - c h u n a b s t r a c t d a l u h u ，am e d i u m - s i z e du l t r a - l o wp e r m e a b i l i t yo i lf i e l di sd i s c o v e r e d a n dp u t t e di n t op r o d u c t i o ni n1 9 9 0 s i nv i e wo fs e r i o u sh e t e r o g e n e o u s ， c o m p l e xo i l - w a t e rr e l a t i o n s h i p ，l o wr e c o v e r yr a t i oa n db a dd e v e l o p m e n t e f f e c to fh o r i z o n t a lw e l l ，c u r r e n ts t a t u se v a l u a t i o no fe x p l o i t a t i o nu s m g r e s e r v o i r e n g i n e e r i n gm e t h o da n dd i s t r i b u t i o n o fr e m a i n i n go i l u s i n g n u m e r i c a ls i m u l a t i o ns o f t w a r ea r ea n a l y z e di nt h ep a p e r ah o r i z o n t a lw e l li s d e p l o i e db a s e do nd i s t r i b u t i o no fr e m a i n i n go i la n dr e s e r v o i re n g i n e e r i n g c o n d i t i o na n dt h ef a c t o r ss u c ha sh o r i z o n t a ll e n g t h , r e s e r v o i rt h i c k n e s s ， a n i s o 仃o p y , h o r i z o n t a lw e l le c c e n t r i c i t ya n dt h ep r e s s u r el o s s e si n s i d et h e w e l l - b o r ea f f e c t i n gp r o d u c t i o nt a r g e to fs e l e c t i v e l yp e r f o r a t e dh o r i z o n t a lw e l l a l ed i s c u s s e d s e l e c t i v e l yp e r f o r a t e dh o r i z o n t a lw e l ls c h e m ei so p t i m i z e da n d e x p l o i t a t i o ne f f e c ti sf o m a s t e d t h er e s u l t so ft h i ss t u d yi n d i c a t ee x p l o i t a t i o n e f f e c ti sm e l i o r a t i n gg r a d u a l l yd e p e n d i n go nf l o o dp a r e mm o d i f i c a t i o na n d d i s t r i b u t i o no fr e m a i n i n go i ls h o wt h a tt h ed e g r e eo fr e s e r v er e c o v e r yo f d a l u h uo i lf i e l di s1 3 7 6 a n dr e m a i n i n gg e o l o g i cr e s e r v e sd i s t r i b u t ei n 矿 a n d 4 l a y s h o r i z o n t a ll e n g t h , r e s e r v o i rt h i c k n e s s ，a n i s o t r o p ya f f e c t p r o d u c t i o nt a r g e ts e r i o u s l ya n dh o r i z o n t a lw e l le c c e n t r i c i t ya n dt h ep r e s s u r e l o s s e si n s i d et h ew e l l - b o r ea f f e c t i n gp r o d u c t i o nt a r g e tc a nb ei g n o r e d i ti s a l s os h o w nt h a ta sh o r i z o n t a lw e l l - b o r ei sd i v i d e di n t o5a v e r a g es e g m e n t s ， 1 i i p e r f o r a t e st h et w os e g m e n t so fh e e la n dt o ea n da v o i d sp e r f o r a t i n gt h e l e a v i n g si sp r o p i t i o u s t oe n h a n c i n gh o r i z o n t a lw e l lp r o d u c t i o nt a r g e tf o r d a l u h uo i lf i e l d k e yw o r d s ：s e l e c t i v e l yp e r f o r a t e d ，d i s t r i b u t i o no fr e m a i n i n go i l ， e x p l o i t a t i o ne f f e c t ，h o r i z o n t a lw e l l ，d a l u h uo i lf i e l d i v 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国 石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了 谢意。 签名： ， 跏1 年s 只t 要b 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学 校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手 段保存论文 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名：垒金鏊 2 一年r 月j 厂日 导师签名： 1 年王只t s b 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 第1 章前言 1 1 课题研究目的及意义 大芦湖油田( 原樊家地区) 是胜利石油管理局1 9 9 0 年投入开发的典 型低渗透油田，在区域构造上位于济阳凹陷博兴洼陷西北部，正理庄一 樊家鼻状构造北端。 大芦湖油田开发工作始于1 9 9 0 年底，1 9 9 2 年产能建设工作全面展开， 至目前先后投入开发了樊1 5 、樊2 9 、樊2 3 、樊1 2 ，樊4 1 、樊1 0 7 、樊1 6 1 、 樊1 2 8 和樊1 2 4 等区块，建成产能3 2 o xl o t 。 大芦湖目前开油井1 3 1 口，年产油1 8 1 3 x 1 0 t ，开水井5 3 口，年注水 2 3 9 x1 0 1 m 3 ，是纯梁采油厂主力开发油田之一。 分析油田1 0 余年的开发历程，大芦湖油田开发反映出一些问题和矛 盾，更存在较大的潜力：油田采出程度较低( 1 1 0 ) ，与标定采收率 3 0 相比，具有整体挖潜提高采收率的潜力。不同砂层组、不同区块 采出状况差异大，如樊1 2 块目前采出程度2 5 ，标定达到采收率3 3 ，而 樊2 3 块采出程度7 9 ，标定采收率为1 5 ，部分区块具有调整挖潜余地。 仍有大约3 8 0 1 0 4 t 地质储量没有得到有效动用或动用状况差。低 渗透油藏开发理论的不断创新，为提高低渗透油藏采收率提供了有力的 技术支撑。 因此，系统分析大芦湖油田厚层块状低渗透油藏开发规律，研究剩 余油富集特点，制定油田综合挖潜目标和提高采收率的技术对策，对大 芦湖油田的开发具有重要的意义。 国内外研究和生产实践表明，水平井是低渗透油田有效开发的一个 重要技术手段。大芦湖油田前期研究成果表明利用水平井挖潜是可行的， 但也存在一些问题，例如作业成本高、底水脊进严重等。所以，有必要 开展分段射孔水平井影响因素及其影响规律的研究，以确定不同开发阶 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 段水平井射孔位置、射孔段的长度以及射孔段数的优化组合方案，达到 提高大芦湖油田采收率和开发效益的目的。 1 2 国内外研究现状 ( 1 ) 剩余油分布研究 动态分析法“m 1 ：动态分析是利用油田生产的各种数据和测试资 料来研究剩余油分布，是一种直接而方便的方法。如应用饱和度测井资 料一硼中子测井、c o 测井、p n d 测井、l i s t 测井等认识剩余油纵向分布 特征。根据硼中子测井资料可定性判断射开油层的出水情况，c o 、p n d 、 r s t 测井资料则可以定量计算出全井纵向上含油饱和度数值。另外，根 据吸水剖面资料也可以定性判断纵向上剩余油分布状况，吸水剖面显示 吸水好的层( 段) ，其含油饱和度一般低于吸水差的层( 段) 。根据研究结 果采取的调整措施，特别是单井调整措施，往往迅速见效，因此得到广 泛的应用。， 油藏数值模拟方法伽：油藏数值模拟技术是定量描述剩余油分布 的重要方法。进行数值模拟首先选定模拟范围，进行网格划分；然后建 立模拟区的地质静态模型、流体性质及分布模型、生产动态模型。在建 立数值模型的基础上，进行历史拟合。通过模拟计算，输出各层的剩余 油饱和度、可动油饱和度、剩余储量丰度、剩余可采储量丰度、采出程 度、含水率分布、压力分布等表征剩余油分布的有关图件，分析各小层 的开发状况及存在问题，在此基础上预测油藏的生产动态，并对方案设 计进行优化，为油田的开发调整提供依据。目前，国内外研制了许多数 值模拟商业应用软件，如c m g w 、v i p 嘲、e c l i p s e t 。l , w o r k b e n c h m , t i g r e s s t 目 等在各油田得到广泛的应用。 油藏工程方法哪：水驱特征曲线法主要适用于水驱油田高含水期 和特高含水期层系、单层、井区或单井的剩余油定量描述。 2 中国石油人学( 华东) 硕士论文第1 章前言 饱渗曲线法方法对于相渗曲线资料较为齐全的层系或区块，应用效 果较好。 无因次注入、采出曲线法适用于区块或层系以及规则井网或注采方 式较为固定的井组单元的剩余采出程度的计算，对于不规则井网单元计 算效果相对较差。 水线推进速度法主要用于层间、层内各相对均质段水线推进速度及 剩余油饱和度的研究，比较适用于隔夹层较为明显的排状注采井网的薄 油层。 沉积相法“”：油层的沉积相类型和层理等微沉积相类型不同，在 注水开发后都会形成特定的剩余油分布特点。如河道沉积是我国陆相沉 积油田中最普遍的一种沉积类型，油层注水后，注入水首先沿河床相主 流线底部高渗透部位急剧突进，使剩余油分布在河床相上部中低渗透部 位和河漫相中。 检查井、观察井研究方法叭m ”：利用油基泥浆取心、密闭取心和 大直径取心方法，在水淹油层取心，研究剩余油的分布，这种方法在我 国大量使用。利用取心资料的实验结果，可以用于多方面的研究。例如， 提高采收率方法的油层饱和度评价、为水淹层饱和度的测井解释提供基 础资料、为研究注水后油层参数的变化提供基础数据、为剩余油的微观 研究提供实物等。这种岩心的剩余油研究虽属于“小规模”范畴，但由 于它的价值巨大而备受重视。 ( 2 ) 水平井产能研究 目前，对水平井的产能分析采用两种方法：一是解析方法，包括直 接建立数学模型求解、等值渗流阻力方法、镜像反映原理和势函数叠加 方法等，主要是针对地层中的单相渗流情形；在解析方法求解水平井产 能方程时，大都采用都将水平井的三维流动问题简化成二维流动来处理， 从而得到水平井的产能方程。如m e r k u l o v 公式“”、b o r i s o v 公式“、g i g e r 公式m 1 阃n 钉、j o s h i 公式n 8 m 小”、m j e c o n o m i d e s 呦1 公式等。这些公式 中国石油大学( 华东) 硕+ 论文第1 章前言 都是针对某一种油藏条件下求得的，如底水油藏、边水油藏、无限大油 藏、定压边界等。 另一种方法是采用数值模拟的方法研究水平井的产能及流入动态关 系曲线，主要针对地层中出现的油气两相流动，即溶解气驱油藏水平井。 预测的无因次i p r 曲线的形状与v o g e l 和f c t k o v i c h 预测出的直井无因次 i p r 曲线非常接近，如p l a h n 方法嘲、c h a n g 方法、b e n d a k h l i a 方法、 c h c n g 方法嘶1 等。 ( 3 ) 水平井分段射孔研究 在油田的实践过程中发现，水平井长度并不是全部打开才能够发挥 水平井的最大潜力，获得最佳经济效益。许多水平井采用沿井筒方向进 行分段部分打开，实施分段开采，有利于提高开采效益。有关水平井分 段打开的流入动态和压力变化的研究，国外学者作了一些研究。 g o o d e d 盯研究了顶底为恒压或不渗透边界情形的矩形油藏中部分打 开水平井的流入动态。g o o d e 的模型局限于打开段是等长，对称分布的。 k a m a l 凹1 建立了水平井任意打开部分长度、考虑表皮因子影响的解析 模型。结合测井资料或其它资料，可分析水平流体的分布，并且通过压 力瞬变数据获得更多的油井和油藏参数。k a m l 应用瞬时点源法推导了选 择性完井的瞬时流入模型。但该模型不能完整的表征选择性完井( s h w c ) 的重要特征。 1 9 9 4 年，t u r h a ny i l d i z m l 研究选择性完井的不稳定压力变化，完善 g o o d e 和k a m a l 有关于部分打开水平井的模型。 1 9 9 7 年，r e t n a n t 曲1 建立了油井半解析流入动态模型，扩展t g o o d e 和w i l k i o n 部分打开水平井的流动模型。验i 正g o o d e 和v i l k i o n 打开段数量 和长度的影响。研究表明，水平井分段打开比完全打开时的产油指数小， 但降低并不十分显著。将水平井段分为四段时，产油指数稳定。对于薄 油层，分段数量的影响更为明显。打开段的长度通过平衡产量和完井成 本之间的关系进行优化。 4 中国石油人学( 华彖) 硕士论文第1 章前言 a b d u l l a h m a 1q a h t a n i 等啪1 以一个高渗油藏高产量为例，重点研 究了射孔段的长度和分布对水平井产量的影响，研究表明，水平井的动 态直接受射孔段长度及射孔孔眼位置的影响；当射孔段位于水平井跟端 且长度占水平井全长的2 0 时的产量是射孔段位于水平井趾端而长度相 同时的两倍。 g o k a s 和e r t e k i n o ”用数值模拟方法研究射孔完井的水平井。其模型 可以任意划分网格，以便准确地描述井眼附近的汇流特征。该模型仅限 于低射孔密度，否则需要相当大的计算量。 石油大学的刘亚军啪1 用有限差分法对影响到水平井射孔完井后的产 量的因素一孔深、孔密、孔径、孔相位进行了数值模拟，并对不同的孔 深、孔密、孔径作了敏感性分析。 1 3 研究内容与技术路线 采用文献调研、油藏工程方法与应用油藏数值模拟软件相结合的研 究方式。以大芦湖油田为研究对象，利用油藏工程方法，评价油田的开 发状况和开发效果；运用油藏数值模拟软件，研究油田1 1 个小层剩余油 分布；根据剩余油潜力区域的油藏地质和油藏工程条件，部署水平井， 分析水平段长度、油层厚度、油层非均质性、水平井偏心距以及水平井 筒流动压力损失等因素对水平井生产指标的影响规律，并优化水平井分 段射孔完井方案，预测其开发效果，为大芦湖油田采用分段射孔水平井 挖潜提供有力的依据。主要研究内容包括： ， ( 1 ) 利用油藏工程方法评价油田的开发状况和开发效果 研究大芦湖油田产液量、油量、含水的变化规律，采油指数、采液 指数的变化规律，地层吸水指数的变化规律，进行采收率预测技术研究 ( 2 ) 运用油藏数值模拟软件研究剩余油分布 利用大芦湖油田油水井注采动态、射孔状况、新井钻遇结果、油藏 静态特征资料以及数值模拟方法对油藏的剩余油分布特征及控制因素进 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 行深入研究，寻找剩余油富集区块。 ( 3 ) 水平井开发指标影响因素分析 根据研究结果布置水平井并分析水平井段长度、油层厚度、油层非 均质性、水平井偏心距以及水平井筒流动压力损失等因素对水平井生产 指标的影响规律： ( 4 ) 优化水平井分段射孔完井方案并预测其开发效果 分析对比不同分段射孔方案对开发效果的影响，优化水平井射孔长 度、位置和分段方式并预测开发效果。 6 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 第2 章大芦湖油田开发效果分析 2 1 开采历程 大芦湖油田为典型的厚层块状低渗透油藏，油田上报探明石油地质 储量2 7 8 3 x l o t ，完钻各类油水井2 8 7 口。大芦湖目前开油井1 3 1 口， 年产油1 8 3 1 0 4 t ，开水井5 3 口，年注水2 3 9 x 1 0 3 ，是纯梁采油厂主 力开发油田。 大芦湖油田1 9 9 0 年月投入开发，经过一年时间的弹性驱替开采，于 1 9 9 1 年8 月投入注水开发。截至2 0 0 5 年6 月，已经累积采出原油2 0 2 2 6 x 1 0 4 t ，累积产水量1 8 9 3 7 xl o t ，累积注水量为5 8 7 4 2 1 0 督，采出程 度为1 3 7 6 。大芦湖油田开发曲线见图2 1 。 图2 - 1 大芦湖油田开发曲线 ( 1 ) 投产与产量上升阶段 从f 1 2 和f 1 5 两口井于1 9 9 0 年8 月投产，开始了大芦湖油田的第一 个开发阶段。从1 9 9 1 年5 月开始，生产井数逐渐增加，油田日产油量逐 7 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 渐增加，已经由初期的1 5 9 t d 增加到7 8 2 t d 。随着生产井数的迅速增 加，产量也快速上升，到1 9 9 2 年7 月达到6 4 3t d ，生产井开井数达到 4 8 口，平均单井产量达1 3 4 t d ，注水井数8 口。这一阶段累积产油9 2 3 1 0 4 t ，采出程度o 6 3 ，累积产水1 8 5 x1 0 4 m 3 ，累积注水7 6 4 x1 0 岔。 阶段开发特点：油藏天然能量低、地层渗透率小、油井不经过压裂 不能投产、地层压力下降迅速、产量递减快。 ( 2 ) 高产稳产阶段 从1 9 9 2 年7 月到1 9 9 5 年1 月，是大芦湖油田的高产稳产阶段，这 一阶段产量的上升主要依赖于生产井和注水井数目的增加，1 9 9 2 年7 月， 有生产井4 8 口，水井8 口，从1 9 9 4 年开始生产井逐步稳定在8 0 口左右， 注水井稳定在3 0 口左右。在1 9 9 3 年1 0 月产量达到高峰，平均日产油量 8 1 5 t d ，平均单井日产油量1 0 1 t d 。 稳产阶段累积产油量6 7 5 8x1 0 t ，阶段采出程度4 6 2 ，阶段累积 产水量2 3 ，0 3xl o t ，阶段累积注水量为1 0 4 0 2 x1 0 i m 3 ，累积采出程度为 5 2 5 。稳产阶段持续2 年7 个月，平均日产油量5 8 1 5 t d 。 阶段开发特点；许多新井投产；由于对地层认识存在差距、地层裂 缝的多方位性。致使地层中水窜严重，生产井含水上升迅速；含水上升 造成采油指数的下降；主要采取完善井网、调整生产层位等措施提高油 井产量。 ( 3 ) 产量递减阶段 从1 9 9 5 年2 月开始，油田产量逐渐开始下降，到2 0 0 5 年6 月累积 产油量2 0 2 2 6 x1 0 4 t ，阶段累积产油量1 2 5 4 5 xl o t ，阶段采出程度为 8 5 3 ，阶段累积产水量1 6 4 4 9 1 0 , a 3 ，阶段累积注水量为4 7 5 7 6x1 0 , m 3 ， 累积采出程度为1 3 7 3 。这一阶段含水上升快，导致产量递减迅速。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 2 2 最终采收率的计算与分析 2 2 1 最终采收率计算方法 最终采收率是指油田经过多种开采方法采油后，最终采出的总采油 量占原始地质储量的百分数，评价最终采收率的方法很多，比较常用的 有以下三种： ( 1 ) 美国对于砂岩油田水驱最终采收率经验公式 e r = 0 2 7 1 9 1 9 k 一0 3 5 5 1 0 9 , u 。一1 5 3 8 妒一0 0 0 1 1 4 4 h + o 2 5 5 6 9 s 。+ 0 1 1 4 ( 2 1 ) 式中，e 。为最终采收率，小数；| | 为平均绝对渗透率，1 0 。3 p , m 2 ；z , 为地层原油粘度，m p a s ；s 。为地层束缚水饱和度，小数；妒为有效孔 隙度，小数；h 为有效厚度，m 。 ( 2 ) 国家储委推荐方法 e r = 2 1 4 8 2 9 ( k t 。) ”6 ( 2 - 2 ) ( 3 ) 甲型水驱曲线法 由水驱甲型曲线公式l g ( + c ) = a l + 马p 可以得到： n ，= a + b l g 眈+ c ) ( 2 3 ) 其中，a = - a i b t 、b = 1 蜀 经过推导，估算可采储量的关系式为： 塑辈出 c z t ， 估算采收率的关系式为： 9 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 岛= 0 1 3 2 6 b i - 。0 3 1 1 3 2 8 0 。+ l g 且) 】 ( 2 5 ) 2 2 2 计算结果与分析 通过计算得到各小层的最终采收率。如表2 - 1 所示。 表2 - 1 大芦湖油田各小层最终采收率计算结果对比表 墓 经验甲型水剩余 剩余 国家储采收率目前采地质 公式 驱曲地质可采 委法( 平均)出程度储量 法线法储量 储量 ( )( )( ) ( 1 0 4 0 ( )( )( t o h ) ( 1 0 4 0 4 21 8 52 6 2 22 5 4 l 2 3 3 81 7 4 82 7 62 3 11 6 4 32 4 7 82 8 3 32 6 4 72 6 5 3 2 1 2 93 1 42 4 11 6 4 4 2 1 52 7 13 5 12 7 9 1 9 8 25 94 94 4 52 1 2 62 7 0 6 2 4 1 6 2 3 6 35 7 4 l3 5 22 4 1 62 7 8 72 7 8 12 6 6 l8 引1 5 l1 4 12 7 5 31 6 22 5 6 l1 6 51 9 4 4 9 1 28 88 39 6 2 2 3 1 2 0 3 82 1 3 58 6 71 4 7 1 3 21 9 7 l2 1 4 2 2 0 3 8 2 0 94 1 5 6 4 6 2l l 7 ：2 1 4 2 2 1 2 62 1 3 43 7 87 37 01 3 7 32 1 4 2 3 4 1 22 7 7 79 9 51 6 21 4 6 2 9 7 42 1 4 2 3 5 0 72 8 2 55 4 97 3 6 91 7 从表2 - 1 中可以看出：耳前剩余地质储量主要分布在4 2 、4 3 、5 2 、6 、 7 3 小层，其中4 2 、4 3 的剩余油地质储量最高；剩余可采储量主要集中在 4 2 、4 3 、5 2 、6 4 、7 3 、7 4 小层，其中5 2 、7 3 小层剩余可采储量最高：目前4 砂层组的采出程度最高，其余小层的采出程度较低。 1 0 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 2 3 注入倍数增长率的计算与分析 2 3 1 注入倍数增长率计算方法 生产资料统计发现，当油田进入含水开发期后，注入倍数和采出程 度的关系在半对数坐标纸上呈直线关系。在油田的井网和注采方式保持 不变时，直线始终不变；当注采方式发生变化时，直线将出现拐点，但 仍然是一条很好直线。这样，利用关系曲线延伸出来的概念一注入倍数 增长率，从注水角度来评价和预测油田调整挖潜的效果。 注水开发油田进入高含水开发期后，具有以下的统计规律： r = a l o g v j + 6 ( 2 - 6 ) 其中巧= 昌 式中，盂为采出程度，：k 为注入倍数；a , b 为直线的斜率和直线 的截距；形为累计注水量，1 0 4 1 1 1 3 ；b 为原油体积系数；为地质储量， 1 0 4 t 。 将( 2 6 ) 式求导数，n - 一d e ：坐1 0 7 r - b ( 2 - 7 ) d ra 注入倍数增长率的物理意义可理解为，每采出单位数值的地质储量 时相应的注入孔隙体积倍数增长的速度。( 2 7 ) 式表明，注入倍数增长 率随采出程度的增加呈指数上升，符合油藏水淹过程中耗水量成倍增长 的客观规律。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 2 8 2 计算结果分析 ( 1 ) 4 2 层 坫 1 3 n 9 茸7 5 3 l - 1 - 4- & s- 3- 2 52- l 5 - 1_ n 5 0 1 帆) 图2 - 24 2 层采出程度r 与注入倍数l g v i 关系图 由图2 2 可以看到，关系图可以分为明显的两个部分，前半部分散 点斜率变化缓慢，且斜率值较小；后半部分斜率不断增大，且基本保持 较高斜率延伸。由注入倍数增长率的物理意义可以得到，到后半期( 1 9 9 6 年1 1 月) ，每采出单位地质储量相对应的注入孔隙体积倍数增长变缓， 说明4 2 层的水驱油措施起到较好的效果。特别是在采出程度为9 之后 ( 2 0 0 1 年8 月之后) 曲线的斜率达到最大，可由此段的采出程度r 与注 入倍数阼关系式得到，当前每采出l t 原油，需要3 1 l l n 3 注水量。 ( 2 ) 4 3 层 图2 - 3 4 3 层采出程度r 与注入倍数l g v i 关系图 1 2 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 图2 3 为4 3 层的注入倍数l g v , 随采出程度的变化关系图，由此可以 看到，关系图同样可以分为明显的两个部分，前半部分散点斜率变化缓 慢，且斜率值较小；后半部分( 1 9 9 3 年8 月之后) 斜率不断增大，且基 本保持较高斜率延伸，说明本油层的水驱措施也起到了较好的效果。在 采出程度到1 0 2 6 ( 1 9 9 6 年1 1 月) 之后到目前由胄一所曲线的斜率可 得到，每采出lt 原油，需要注入5 6 3 m 3 。 ( 3 ) 4 4 层 图2 - 4 矿层采出程度r 与注入倍数l g v i 关系图 图2 - 4 为层的注入倍数l g v i 随采出程度的变化关系图，由此可以 看到，关系图同样可以分为明显的三个部分，第一部分散点斜率变化缓 慢，且斜率值较小；第二部分( 1 9 9 3 年1 1 月之后) 斜率不断增大，且 基本保持较高斜率延伸，说明本油层的水驱措施也起到了较好的效果， 最后( 2 0 0 1 年5 月之后) 散点的斜率又开始变缓，说明效果期渐过，水 驱效果变差，应采取相应措施。由后两段的采出程度r 与注入倍数 曲线斜率可以得到，效果期间与当前阶段，每采出lt 原油，所需要注入 水的注入量分别为4 5 2m 3 水和2 2 3 7n 1 3 。 ( 4 ) 4 5 层 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 窜大芦潮油茁开发效果壁堑 l 1 7 1 5 t 3 l l 懈9 7 5 3 l t - 2- 10 l 堪( v i 图2 _ 5 矿层采出程度r 麓注入倍数l g v i 关系图 如图2 - 5 掰示为罄静注入倍数l g v l 随采爨程度鲶交往关系囤，由 此可以着到，关系图网样可以分为明爨的三个酃分，但是三部玲的斜率 均比较大，且邂次增加，到最稻几乎照直线上，千，注水效果不断加强， 这个与本层韵嚣发特点寿关，出于在搿发到采牧率为1 1 左右，本油层 新增了几口油井，致使产油量犬幅增加( r 增加) ，但是注水麓无大变 化，因此导致r 睡2 5 的结果。强最后一段( 2 2 年9 胃，采出程凝1 0 4 7 之后到目前) ，由r 一”曲线的斜率可得到，每采出lt 原油，需要注入 5 0 9m 3 承；燕此嚣 ! 导到豹结果必每采爨l t 原渡，震要淀入6 3 , 9 6 n ，瘩。 ( 5 ) 5 2 屡 闰2 _ 65 2 层采如程度r 与注入倍数l g v i 关系图 絮鍪2 - 6 掰示秀擎层静注入倍数l g k 蘧采蹬程度漪交往关系蚕t 翻 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 此可以看到，关系图同样可以分为明显的两个部分，前半部分散点斜率 变化缓慢，且斜率值较小；后半部分( 采出程度大于6 7 ，1 9 9 9 年1 0 月之后) 斜率不断增大，且基本保持较高斜率延伸，说明本油层的水驱 措施也起到了较好的效果。同样由后一段r 一所曲线的斜率可得到，每 采出1 f 原油，需要注入2 5 7 m 3 水。 ( 6 ) 5 3 层 图2 _ 75 3 层采出程度r 与注入倍数l “关系图 如图2 7 所示为5 3 层的注入倍数l g v l 随采出程度的变化关系图，由 此可以看到，关系图同样可以分为明显的两个部分，前半部分散点斜率 变化缓慢，且斜率值较小；后半部分( 采出程度大于1 7 8 ，1 9 9 4 年6 月之后) 斜率不断增大，当采出程度变化到末端时，变化曲线的斜率又 有增大的迹象，说明对于本层位的水驱开采正步入相对高效开发期。从 1 9 9 9 年1 月之后到目前，根据r - - h 曲线的斜率可得到，每采出l t 原 油，需要注入1 0 4 7 一水。 ( 7 ) 6 1 层 如图2 8 所示为6 4 层的注入倍数l g v l 随采出程度的变化关系图，由 此可以看到，关系图同样可以分为明显的三个部分，前半部分散点斜率 变化缓慢，且斜率值较小；后半部分( 采出程度大于3 5 ) 斜率不断增 大，且基本保持较高斜率延伸，说明本油层的水驱措施也起到了较好的 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 效果，但是当采出程度达到7 ( 2 0 0 3 年初) 以上，曲线斜率又呈现下 降的趋势，说明部分油区的效果期已过。由2 0 0 3 年4 月前后两段的r 曲线的斜率可得到，前后两段每采出l t 原油，分别需要注入2 6 1n 1 3 和5 7 9 i n 3 水。 ( 8 ) 7 1 层 3 - 2 5 吨1 未袅) q 吨5 o 图2 - 8 6 层采出程度r 与注入倍数l g v i 关系图 一3- z 5 z。1 5一l n5口 。 l o g o i ) 图2 啕7 1 层采出程度r 与注入倍数i g v i 关系图 如图2 9 所示为7 1 层的注入倍数k v i 随采出程度的变化关系图，由 此可以看到，关系图同样可以分为明显的两个部分，前半部分散点斜率 值较小；后半部分( 采出程度大于1 5 ，2 0 0 0 年之后) 斜率不断增大， 且基本保持较高斜率延伸，说明本油层的水驱措施也起到了较好的效果， 目前正处于水驱开发的高效期。由2 0 0 0 年4 月之后到目前的r 一所曲线 1 6 9 8 7 6 5 4 3 2 l o l 5 3 5 2 5 l 5 o 5 l 毫 z l n o 中国石油大学( 华东) 硕士论文 第2 章大芦湖油田开发效果分析 的斜率可得到，每采出l t 原油，需要注入1 1 7 2m 3 水。 ( 9 ) 7 2 层 呻- - 3- z- 1 0 l o s ( v t ) 图2 - 1 0 f 层采出程度r 与注入倍数l g v j 关系图 如图2 1 0 所示为7 2 层的注入倍数l g v i 随采出程度的变化关系图，r h 此可以看到，关系图同样可以分为明显的两个部分，前半部分散点斜率 值较小；后半部分( 采出程度大于l ) 斜率不断增大，到采出程度为 3 ( 1 9 9 7 年7 月) 左右，曲线基本保持较高斜率延伸，说明本油层的水 驱措施也起到了较好的效果，目前正处于水驱开发的高效期。由1 9 9 7 年 7 月之后到目前的置一m 曲线的斜率可得到，每采出l t 原油，需要注入 8 0 8n 1 3 水。 ( 1 0 ) 7 3 层 l o g “i ) 图2 - 1 17 3 层采出程度r - l g v , 关系图 1 7 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 如图2 - 1 l 所示为7 3 层的注入倍数l g v , 随采出程度的变化关系图， 由此可以看到，关系图同样可以分为明显的两个部分，前半部分散点斜 率值较小；后半部分( 采出程度大于6 ，1 9 9 7 年8 月) 曲线基本保持 较高斜率延伸，说明本油层的水驱措施也起到了较好的效果，目前正处 于水驱开发的高效期。由1 9 9 7 年8 月之后到目前的r 一 曲线的斜率 可得到，每采出l t 原油，需要注入3 7 4m 3 水。 ( 1 1 ) 7 1 层 图2 - 1 27 4 层采出程度r 与注入倍数i g v i 关系图 如图2 一1 2 所示为7 4 层的注入倍数l g v i 随采出程度的变化关系图， 由此可以看到，关系图同样可以分为明显的三个部分，前半部分散点斜 率值较小，采出程度上升后缓慢；中间部分( 采出程度大于2 ) 曲线 接近垂直上升，说明本油层的各项措施也起到了较好的效果，使得采出 程度迅速增大；当采出程度大于3 5 后，曲线斜率又开始变小，采出程 度上升变缓，说明水驱开发的高效期接近尾声，应该认真研究部署防水、 堵水措施。由2 0 0 2 年4 月之后到目前的五一阳衄线的斜率可得到，每 采出l t 原油，需要注入1 0 6 7 m 3 水。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 表2 - 2 各小层注入倍数计算结果对比表 小层 4 24 3 4 4 4 55 25 36 47 l7 27 37 4 注入采 3 1 l5 6 32 2 3 7 5 0 92 5 7 1 0 4 7 5 7 9 1 1 7 28 0 83 7 41 0 6 7 出比 从表2 - 2 可以看出，目前4 2 、4 3 、4 6 、5 2 、5 3 、6 4 、7 2 、7 3 小层水驱 开发较好，4 4 、7 1 、7 水驱效果差，应采取有效措施。 由图2 2 图2 - 1 2 中曲线斜率的变化可以看出，、6 4 、7 4 小层措 施有效期已过，开发效果变差。 2 4 存水率的计算与分析 2 4 1 存水率计算方法 油田注入水地下存水量与 为： e ：w , - w , 形 累积注水量之比称为存水率，计算公式 ( 2 - 8 ) 式中，e 为存水率；形为累积注水量，1 0 4 m 3 ；睨为累积产水量， 1 0 4 m 3 或1 0 4 t 。 ( 1 ) 存水率与采出程度的理论关系 设从投产到采出程度为r 时，在注采平衡( 即注采比为1 ) 的条件 下，累积注入量形等于累积产液的地下体积，经推导，采出程度为r 时的存水率c 为： c - w 1 彬- w p = 瓦b o 尺 尚( 警一r + 瓦b or 卜圳 式( 2 - 9 ) 为存水率与采出程度的典型曲线关系式，可用于评价水 1 9 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 驱区块的注水利用率。 ( 2 ) 实际曲线与典型曲线的对比 随着原油采出量的增加，注入水将不断向油井井底推进，造成综合 含水率不断上升，随着注入水的不断排出，在注入水量一定的情况下， 存水率将越来越小，阶段水驱油效果将不断变差，根据地下存水率的大 小可评价开发效果的优劣。 2 4 2 计算结果分析 ( 1 ) 4 2 层 图2 - 1 34 2 小层的存水率与采出程度间的实际关系与典型关系对比图 由图2 一1 3 可以看到，4 2 小层基本上从开始注水开发，其存水率就一 直里下降趋势，说明4 2 小层经过短暂的无水采油就进入了大量出水期， 注水利用率逐渐下降，这主要是因为4 2 小层属于非均质严重的低渗透油 藏，基本上所有的生产井都是经过压裂投产，这样就很容易导致注水井 与油井之间过早的形成水窜，部分油井含水率过高( 如在2 0 0 5 年6 月 f 2 2 7 2 4 井含水率为9 4 2 、f 2 2 7 2 6 井含水率为9 5 0 6 、f 1 6 2 1 井含 水率为9 5 7 ；小层综合含水7 4 2 8 ) ，采出水量不断增大，存水率不 断下降，这种现象是注水油田开发到中后期的典型特点，这就要求油田 结合地下地质实际情况，加强堵水工作，以提高开发效果。 但是与典型曲线相比较，其下降的趋势明显小于典型曲线，说明该 中国石油大学( 华东) 硕十论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 区块的水驱开发效果较好。 ( 2 ) 4 3 层 图2 1 4 矿小层的存水率与采出程度间的实际关系与典型关系对比图 由图2 一1 4 可以看到，4 3 小层基本上从开始注水开发，其存水率就一 直呈下降趋势，且其下降的趋势较4 2 层要快，说明油田油井经过短暂的 无水开发就进入了大量出水期，注水利用率逐渐下降，且现象比4 2 层要 严重。这同样是由于本油区属于非均质严重的低渗透油藏，基本上所有 的生产井都是经过压裂投产，部分注水井与油井之间过早的形成水窜， 采出水量不断增大，存水率不断下降。同样这种现象是低渗透油田的基 本特征，从对比曲线上看，实际曲线在典型曲线的上部，且逐渐远离理 论曲线，说明该层水驱效果在变好。 ( 3 ) 4 层 图2 1 54 小层的存水率与采出程度间的关系图 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 由图2 一1 5 可以看到，4 小层基本上从开始注水开发，其存水率就一 直呈下降趋势，且其下降的趋势较4 3 层要慢，说明油田油井经过短暂的 无水开发就进入了大量出水期，注水利用率逐渐下降，但不是很严重。 由同典型曲线的对比上看，其开发效果还是很不错的。之所以会产生存 水率下降的现象，同样是由于本油区属于非均质严重的低渗透油藏，基 本上所有的生产井都是经过压裂投产，部分注水井与油井之间过早的形 成水窜，采出水量不断增大，存水率不断下降。 ( 4 ) 4 5 层 1 2 l 蒋o 8 茬 o 6 ；o i o 2 0 ol o2 03 0 4 0 r 图2 1 64 5 小层的存水率与采出程度间的关系图 由图2 1 6 可以看到，4 小层基本上从开始注水开发，其存水率就一 直呈平稳状态，特别是到采出程度为l0 9 6 以后，其存水率几乎呈水平延 伸，说明在采取后期措施后，其效果非常明显。 ( 5 ) 5 2 层 图2 - 1 7 5 2 小层的存水率与采出程度问的实际关系与典型关系对比图 2 2 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章大芦湖油田开发效果分析 由图2 一1 7 可以看到，5 2 小层基本上从开始注水开发，其存水率就一 直呈下降趋势，且其下降的趋势较5 2 层要快，说明油田油井经过短暂的 无水开发就进入了大量出水期，注水利用率逐渐下降。这同样是由于本 油区属于非均质严重的低渗透油藏，基本上所有的生产井都是经过压裂 投产，部分注水井与油井之间过早的形成水窜，采出水量不断增大，存 水率不断下降。同样这种现象是低渗透油田的基本特征，从对比曲线上 看，当采出程度在7 之后，实际曲线在典型曲线的上部，说明该层在采 取措施之后水驱开采效果逐渐变好。但目前水驱效果开始下降。 ( 6 ) 5 3 层 图2 - 1 85 3 小层的存水率与采出程度间的实际关系与典型关系对比图 由图2 1 8 可以看到，该层层基本上从开始注水开发，其存水率就 一直呈上升