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油藏动态分析方法与实例 2006 06 04 2 目录 一 油藏动态分析的目的与意义二 油藏动态分析资料的收集与整理三 油藏动态分析的内容四 油藏动态分析的方法五 典型实例分析 一 油藏动态分析的目的与意义 油田动态就是在油田开发过程中 油藏内部多种因素的变化情况 主要包括油藏内部油 气储量的变化 油 气 水分布的变化 压力的变化 生产能力的变化 油田动态分析工作就是通过大量的油水井第一手资料 分析油藏在开发中的各种变化 并把这些变化有机的联系起来 从而解释现象 发现规律 预测动态变化趋势 明确调整挖潜的方向 对不符合开发规律和影响最终开发效果的部分进行不断调整 从而不断改善油田开发效果 提高油田最终采收率 二 油藏动态分析资料的收集与整理 资料收集 1 静态数据2 动态数据3 工程数据 资料整理 1 绘制表格2 绘制曲线3 绘制图件4 分析计算 资料的收集 1 静态资料 1 油田构造图 小层平面图 油藏剖面图 连通图 沉积微相图等 2 油层物理性质 即孔隙度 渗透率 含油饱和度 油层有效厚度 原始地层压力 油层温度 地层顷角等 3 油 气 水流体性质 即密度 粘度 含蜡 含硫 凝固点 天然气组分 地层水矿化度 高压物性资料 4 岩芯分析资料 敏感性 润湿性 水驱岩芯试验 压汞曲线 铸体薄片分析等 5 油水界面和油气界面 6 有关油层连通性和非均质性的资料 2 动态资料 1 产量数据 单井 井组 区块 单元 的日产液 日产油 日常水 月产油 月产水 累计产油 累计产水等 2 含水数据 单井 井组 区块 单元 的综合含水 3 压力数据 油井静压 流压等 4 注水数据 注水井的注水压力 注水量 月注水量 累计注水量等 5 油水井主要技术措施实施情况及效果 6 动态测试数据 示功图 动液面 注水指示曲线 产液剖面测试成果 吸水剖面测试成果 剩余油测试成果 干扰试井 地层测试等 资料的收集 3 工程资料 1 油井的工作制度 冲程 冲次 泵径 泵深等 2 钻井轨迹 3 固井质量 4 井下生产管柱结构 4 井筒状况 修井 5 地面流程 6 热洗 加药 调参等资料 资料的收集 油藏动态资料的录取 原始资料的录取要求齐全 准确 监督到位定期和不定期经常深入班组 重点突出原始资料录取过程的检查和监督 考核到位加大资料录取过程的考核力度 主要制定更加便于资料录取过程考核的资料考核制度 资料的整理 1 绘制表格 1 油水井开采基础数据表 2 注采关系 连通关系 对应表 3 生产测试成果表 4 动态对比表 5 产量构成数据表等 6 其它分析对比表 资料的整理 2 绘制曲线 1 单井生产曲线 主要包括液量 油量 含水 气油比 工作制度 开井时间等动态信息 2 绘制区块 单元 油田的开发曲线 主要包括总井数 开井数 液量 油量 综合含水 累计产油 注水井数 注水量 注采比等 3 绘制单井采液 油 指数曲线 注水指示曲线等 4 绘制产量构成曲线 措施构成曲线等 5 绘制水驱规律曲线 含水上升与采出程度关系图版等 6 其它分析曲线 资料的整理 3 绘制图件 1 油层渗透率 有效厚度等值线图 2 油藏开采现状图 3 油藏水淹状况图 含水等值线图 4 砂体动用状况图 产液剖面 吸水剖面对应图 5 地层压力变化图 油藏等压图 6 其它分析图件 资料的整理 4 分析计算 1 产量指标方面 主要有采油速度 采出程度 采液 油 指数 采液 油 强度 自然递减率 综合递减率等 2 压力指标方面 主要有流压 生产压差 总压差 注采压差等 3 产水指标方面 主要有综合含水率 阶段含水上升率 水油比 含水上升速度 注采比 水驱指数 存水率等 4 开发效果评价方面 井网控制程度 储量动用程度等 5 开发预测方面 含水 产液量 产油量 采收率 稳产年限等方面的预测计算 根据相关的曲线回归拟合得到经验公式 6 其它方面的分析计算 三 油藏动态分析的内容 油田开发是个历史过程 在不同的开发阶段 油井 井组 单元所表现的开发特征与规律不同 反映的矛盾重点也各有差别 因此不同的开发阶段动态分析侧重点也应该不尽相同 落实油藏规模 综合评价油藏 编制开发方案 规定采油速度 划分开发层系 部署基础井网 实施产能建设 准备阶段 全面认识储层 转变开发方式 细分流动单元 细分开发层系 加密调整 目的 努力延长油藏稳产年限 稳产阶段 储层再认识 开展三微研究 寻找剩余油富集区 实施eor技术 目的 努力延缓油藏递减 递减阶段 q t 1 收集整理钻井后的各种地质资料 分析油藏的地质特征及规模 油 气 水层的分布 相互关系 断层发育以及流体性质 2 油井投产后生产动态及地层压力的变化 分析边底水能量发育状况 3 分析对比油井的生产压差 见水时间 含水上升规律等特点 分析有无明显底水锥进 评价油井射孔方式 生产压差 采液强度等是否合理 4 对比采油井 井组 单元 油藏的开采效果 评价落实产能建设状况与方案设计的符合率 分析开采中存在的问题 提出下步调整的建议 开发初期 包括试采评价及产能建设阶段 稳产阶段 1 不断加深对油藏生产规律 油层压力变化 油水运动规律的认识 特别是油水界面分布状况 评价开发技术政策的合理性 提出井网层系调整方案和注采系统调整方案 2 按阶段进行油藏全面的动态分析 明确存在问题和潜力所在 通过多种手段 新井 老井措施 注水调整等 实现油田稳产 3 预测下一阶段开发指标和效果 提出提高油藏最终采收率的各种综合性措施 递减阶段 1 分析产量递减规律 确定递减类型 2 分析目前产量 含水和剩余可采储量 3 利用各种手段分析剩余油形成的机理及分布状况 4 采用多种手段综合调整挖潜 力争实现递减阶段的低速稳产 一 单井动态分析的主要内容 1 地层压力的变化状况 能量的补充 利用状况 2 流动压力的变化状况 地层供液 井筒排液状况的影响 3 含水变化状况 有无明显底水锥进现象 生产压差与含水上升规律 4 产液 油 指数及产液 油 量变化 5 纵向上分层 砂体 动用状况 6 油井增产措施的效果 7 油井工作制度是否合理 有无供液不足 沉没度过大现象 8 油井抽油泵的工作状况有无变化 9 油井管理措施的实施效果 热洗 加药 生产压差控制 套管气管理与利用等是否到位 单井动态分析 1 概况2 生产历史状况 简述 3 主要动态变化首先总体上尚阐述油井日产液量 日产油量 含水 气油比 压力等变化状况 其次依次分析以下内容 二 单井动态分析的步骤 3 1 1日产液量变化态势 3 1日产液量变化 3 1 2日产液量变化原因分析 3 1 3影响日产液量变化的基本结论 3 2 1含水变化的主要态势 3 2综合含水变化 3 2 2综合含水变化原因分析 3 2 3影响综合含水变化的基本结论 主要根据日产液量及含水变化综合分析日产油量变化态势及影响变化的主要原因 3 3日产油量变化 3 4 1压力变化态势 3 4压力变化 3 4 2压力变化原因分析地层静压变化主要考虑注采比是否合理 天然能量发育及利用状况等 其主要用途是分析地层供液能力状况 流压变化主要用于分析深井泵工作状况及评价油井生产压差的合理性等 重点对高油气比生产井及变化异常的油井结合地层能量状况 动液面 示功图等变化分析有无地层脱气现象 3 5气油比变化 在准确校验注水计量器具基础上 录取注水指示曲线及分层测试资料综合分析注水井吸水能力变化 3 6 1基本态势 主要有吸水能力增强 吸水能力不变 吸水能力变差等三种形势3 6 2原因分析 3 6注水能力状况变化 3 7深井泵工作状况 技术措施效果 主要在分析日产液量变化中阐述 4 存在问题及潜力分析 4 1存在问题4 2生产潜力分析 5 下步工作建议 主要根据分析出的问题集潜力提出切合实际的调整工作建议 1 注采井组连通状况分析 2 注采井组日产液量变化分析 3 井组综合含水变化 4 日产油量变化 5 压力及压力场 静压 流压 生产压差 井组内地层压力的分布状况 变化 6 注水井注水能力变化 7 注采平衡状况分析 8 水淹状况分析 平面上 纵向上 层内水淹状况 9 井组调整效果评价等 一 井组动态分析的主要内容 井组动态分析 1 井组概况2 开采历史 简述 3 分析内容3 1首先总体上阐述井组日产液量 日产油量 含水 压力 注水井注入能力变化 并分析影响的原因 3 2重点单井动态变化及原因分析 参见单井动态分析 二 井组动态分析步骤 3 3 1井组连通状况分析 3 3井组开采效果的分析评价 3 3 2注采平衡状况分析 3 3 3注水利用状况 3 3 4开采效果评价 4 存在问题及潜力分析 4 1存在问题4 2生产潜力分析 5 下步工作建议 主要根据分析出的问题集潜力提出切合实际的调整工作建议 1 开发状况的分析 日产液 日产油 含水 平均单井日产液 平均单井日产油 采油速度 自然递减 综合递减等 2 水驱状况及开发效果分析 水驱控制程度 水驱动用程度 水驱指数 存水率 注水量 分注合格率 水质状况 水线推进状况 水驱采收率 含水上升率及含水上升速度 油砂体 砂层组 水淹状况等指标的合理性 3 注采平衡及压力平衡状况 单元总体平衡状况 纵向上分小层注采平衡状况 平面上注采平衡状况及压力场分布状况等 4 开发调整效果分析评价 注采系统的调整 层系的调整 油水井工作制度的调整 储层改造 油水井措施等 一 单元动态分析的主要内容 单元动态分析 1 概况主要阐述储量探明及动用状况 采收率标定及可采储量状况 油井数 开井数 日产液 日产油 含水 采油速度 注水井开井数 注水量 注采比等 2 开发指标的分析评价主要分析日产液 日产油 含水 平均单井日产液 平均单井日产油 采油速度 注水量 自然递减 综合递减含水上升率等开发指标与计划部署之间的差别 二 单元动态分析步骤 3 生产历史状况 简述 4 主要动态变化及开发调整效果分析评价4 1首先总体上阐述近期区块 单元 日产液 日产油 含水 压力等变化态势 简要分析变化的原因 4 2分析重点井组动态变化 简要阐述分析变化的原因 具体参见井组及单井动态分析 4 3开发效果的分析与评价 4 3 1水驱状况 注水单元 4 3 2注采平衡及压力平衡状况 注采单元 4 3 3水淹状况 4 3 4水驱效果 4 3 5稳产或递减状况 分析的关键是储层非均质性 开发方式的不均衡性 核心是寻找剩余油富集区 为指导调整挖潜提供依据 4 1存在问题4 2潜力分析 4 存在问题及潜力分析 5 下步工作建议主要根据分析出的问题集潜力提出切合实际的调整工作建议 四 油藏动态分析的方法 理论分析法经验分析法模拟分析法类比分析法统计分析法 运用数学的 物理的和数学物理方法等理论手段 结合实验室分析方法 对单元动态参数变化的现象 建立数学模型 考虑各种边界条件和影响因素 推导出理论公式 绘制理论曲线 指导单元开发和调整 如常用的相渗透率曲线 含水上升率变化曲线 毛管压力曲线 物质平衡方程 弹性产率 水侵方程等 理论分析法 通过大量的现场生产数据资料 采用数理统计方法推导出经验公式指导应用 也可以靠长期的实践经验 建立某两种生产现象之间的数量关系 指导生产实践 如常用的水驱特征曲线 递减曲线 经验公式等 经验分析法 随计算机技术发展而产生的一种新方法 可以分区块建立物理模型 进而建立数学模型 应用数学上的差分方法把模型分为若干个节点进行计算 模拟出今后一段时间内各动态参数的变化结果 为调整部署增加预见性 如常用的油藏数值模拟法 模拟分析法 类比分析法 把具有相同或相近性质的油田 或区块 放在一起对比分析 比较其开发效果的好坏 总结经验教训 指导开发调整 统计分析法 通过大量的现场生产数据资料 采用统计方法进行定性的对比分析 比较其开发效果的好坏 总结经验教训 指导开发调整 动态分析的前提 油层地下状况 1 搞清油层的层数 生产厚度 2 搞清各小层岩性物性变化特征 3 搞清边底水发育状况 油水界面位置 4 搞清射孔厚度及井段 5 搞清地下流体性质 6 搞清邻井连通状况与生产变化 油水井资料的收集 习惯 油砂数据表 油砂体平面图 注采对应关系表 生产数据 测井曲线 动态分析的基础 资料整理 资料整理 理论分析法经验分析法模拟分析法类比分析法统计分析法 动态分析的原则 坚持五个结合 突出一个立足 1 历史与现状结合 用发展 变化的观点分析问题 2 单井分析与油藏动态结合 处理好点与面的关系 统筹兼顾 全面分析与考虑问题 3 地下分析与地面设备 工艺流程的结合 将地下 井筒 地面看成一个有机整体 4 地下分析与生产管理的结合 5 油水井分析与经济效益的结合 优选措施方案 提高经济效益 油井出问题 水井找原因 坚持五个结合 突出一个立足 由点到面 井点 井组 油藏 由面到点 油藏 井组 井点 步骤看 五 典型实例分析 侧真147井动态分析永25块开发动态分析 陈3e1f13月度动态分析 注水未波及到低渗夹层 或水绕过的低渗带中剩余油27 地层压力梯度小 油不能流动的滞留带内剩余油19 5 钻井时未被钻遇的透镜体中的剩余油16 小孔隙中 原油受到较大毛管力束缚不易流动形成剩余油15 以薄膜状形式存在于地层岩石表面的剩余油13 5 局部不渗透遮挡层内的剩余油8 前苏联石油专家得到的剩余油分布形式 剩余油分布规律研究 剩余油分布规律研究 油藏水淹规律 油层的沉积类型和沉积特征始终是控制油层水淹特征和剩余油分布规律的主要因素 在水淹初期 注入水主要沿着高渗透储层舌进 平面上水淹带窄 纵向上水淹层少 剩余油分布面积广 水淹层在平面上广泛存在着注入水未波及的井间剩余油富集区 在纵向上存在着较多的注入水未波及和波及程度很低的剩余油富集层 在水淹中期 平面上水淹带面积不断扩大 纵向上水淹层的层数增多 水淹层在平面上的井间剩余油富集区变小 剩余油主要分布在岩性 物性较差的部位 纵向上剩余油主要分布在岩性 物性较差的油层或弱水淹层中 在这个时期 以层间剩余油为主 在水淹后期 高渗透层中的水淹区在平面上已经或接近连片分布 井间剩余油富集区几乎蚕食已尽 随着各项增产措施的实施 纵向上多层水淹 层间剩余油只存在于那些岩性 物性更差的少数差油层之中 在这个时期 剩余油主要分布在水淹层内 以层内剩余油为主 不同水淹时期 具有不同的剩余油分布特点 沉积相和沉积微相决定砂体规模 沉积环境不同造成砂体规模差异较大 控制着砂体物性的非均质性 储层物性的非均质性造成了原始含油饱和度的非均质性 而且对储层水淹规律和水驱后剩余油都有很大的影响 水淹层在平面上展布及水淹程度的变化 主要取决于岩性 物性在平面上的非均质性变化 边底水和注入水具有向粗岩性 高渗透部位流动的取向性 即平面上高渗透部位首先水淹 并且达到较高的水淹程度 水淹层内垂向上水淹程度的差异服从该层的沉积韵律 正韵律储层底部首先水淹 反韵律水淹相对较均匀 复合正韵律储层水淹规律复杂 呈多段水淹 如真12断块e2s16 周43断块k2t13 中部和底部水淹较严重 对厚层来说 平面上分布相对稳定的夹层 有可能造成层内上 下水淹程度的差异 不同沉积相 沉积韵律对水淹层的影响 层间非均质性直接影响着油水井中各层的吸水能力和产液能力 各层吸水能力和产液能力的高低必然导致各层水淹程度的不同 吸水能力强 产液强度高的层首先水淹 而吸水能力弱 产液强度低的层有可能是弱水淹层或未水淹层在真武油田统计的吸水剖面中 相对吸水量低于吸水比例0 10 的层数占26 27 其厚度占总注水厚度的21 11 其中不吸水层占23 96 层间非均质对油藏水淹规律的影响 在河道砂储层中 古水流方向对油层水淹规律不可忽视 顺着古水流方向 注入水推进速度快 水驱效果差 垂直于古水流方向 则水驱效果好 如真12断块e2s16油层注水方向垂直于古水流方向 波及系数高 水驱效果好 油藏水淹是一个受多种因素控制的复杂的变化过程 油藏内部各小层 各部位水淹程度的变化直接影响着剩余油的分布 具有不同地质 构造特征的油藏 在实施不同开发调整策略的条件下 所形成的水淹层及剩余油分布具有不同的变化规律 古水流方向对油层水淹的影响 剩余油富集类型及分布规律针对陆相储层剩余油分布特点 总结出了陆相剩余油的基本分布规律 1 未动用或基本未动用的剩余油 1 现有井网控制不住的剩余油分布区 2 层间干扰造成的剩余油层位 3 污染损害严重的剩余油分布区 4 未列入开发方案的剩余油分布区 2 已动用油层的平面剩余油滞留带中的剩余油 1 注采关系不完善造成的剩余油分布区 2 平面水窜造成的剩余油分布区 条带状高渗带与低渗带共存形成的剩余油分布区 裂缝水窜造成的剩余油滞留区 平面注水失调区 3 构造高部位的水动力滞留区 微构造高部位及切迭型油层上部砂体 4 封闭断层或岩性尖灭区附近水动力滞留区 5 井间分流线附近 3 厚油层内未动用的剩余油 1 厚油层渗透韵律性及非均质程度造成的剩余油分布区 正韵律的顶部 反韵律层的底部 多段多韵律厚油层形成的多段剩余油富集区 2 粘度差和密度差造成的剩余油分布区 水锥 或指进 造成的水未波及到而形成的剩余油分布区 4 剩余油微观分布规律 1 润湿性和毛细管力影响造成的剩余油 2 孔间矛盾和毛细管力影响造成的剩余油 呈簇状分布于水驱不到的孔隙或孔隙群中的剩余油 以薄膜形式吸附于颗粒表面的剩余油 以油滴形式卡断于孔隙喉道中 颗粒表面的凹坑等处的剩余油 被粘土矿物吸附的剩余油 在孔隙的一些特殊部位残留下来的剩余油 剩余油分布现状和规律 平面剩余油分布 第一类 沿断层构造高部位形成的剩余油 主要分布在含油带较窄的周宋 永安 安丰等油田 第二类 沉积主河道侧缘 相对的低渗区 形成的剩余油 受沉积微相影响 河道间 河道砂体边部 远砂坝 浊积砂体边缘相等剩余油富集 第三类 井网控制不住区域形成的剩余油 真12断块e2s17真12 真55剩余油分布剖面图 在平面上分布范围最广 预测及治理难度最大 第四类 油水重力分离重新分布形成的剩余油 该类剩余油主要由于油水重力作用 油井长期停采后油水逐渐分离 重新分布形成的高部位富集剩余油 主要分布于常期停采的依靠天然能量开发的油藏 纵向剩余油分布 第一类 层间剩余油 合层开采过程中层间干扰严重 造成井网对部分油层控制能力和水驱控制程度低 剩余油主要分布于水驱未见效层中 第二类 层内剩余油 真106 1 真108 1井水淹状况图 由于夹层的阻隔作用 形成夹层顶部遮挡型和上下隔层夹持型剩余油类型 微观剩余油分布 微观剩余油分布类型 呈连片状 孤岛状 小油珠状 毛细管中多呈串珠状 剩余油在孔隙中的分布状态 水湿 水湿 水湿 油湿 水湿 油气藏类型 油藏的驱动方式及其开采特征 在自然地质条件和开采条件下 在油藏中驱油的力一般有以下几种 1 油藏中流体和岩石的弹性能 2 溶解于原油中的天然气膨胀能 3 边水和底水的压能和弹性能 4 气顶气的膨胀能 5 重力能 6 人工注水注气的压能和弹性能量 驱动方式 油藏中驱动流体运移得动力能量的种类及其性质 30年代即有了油藏的驱动能量学说 不同的能量方式决定了油藏的开采方式 开采特征 采收率 布井方式等油藏的重要措施 表征油藏动态的指标 油藏的平均地层压力 指油藏全区域的地层压力的平均 测取方式多样 日产油量 日产能力和日产水平之分 日产液量 日液能力和日液水平 综合含水率 有体积含水率和质量含水率之分 累积产油量 累积产液量 累积产水量 累积注水量 注采比 瞬时注采比和累积注采比 采出程度 采收率 存水率 采油速度 采液速度 剩余储量的采油速度 生产气油比 瞬时生产气油比 累积生产气油比 描述条件 单一的驱动能量 井底的流动压力保持不变 弹性驱动溶解气驱动水压驱动气压驱动重力驱动 形成条件 没有边底水 无气顶 无注水 地层压力大于饱和压力 弹性驱动 能量释放 地层压力降低 油藏岩石和流体释放能量 适用油藏 封闭油藏 断块油藏 一般油藏再地饱压差比较大的开发前期 应该注意油藏岩石物性的改变 在海上油田和复杂地貌及注水条件差的地方采用 油藏压力不断降低 日产油量不断降低 瞬时生产气油比不变 一般处于无水采油期 变化很小 弹性驱动溶解气驱动水压驱动气压驱动重力驱动 溶解气驱 形成条件 没有边底水 无气顶 无注水 地层压力等于饱和压力 能量释放 地层压力降低 原油脱气 气体膨胀 释放能量 适用油藏 封闭油藏 断块油藏 一般油藏再地饱压差比较大的开发前期 应该注意油藏岩石物性的改变 在海上油田和复杂地貌及注水条件差的地方采用 油藏压力不断降低 日产油量不断降低 瞬时生产气油比变化剧烈 一般处于无水采油期 变化很小 a b c d a 开始溶解气驱 b 气体开始运移达到可动气饱和度 c 气体的脱出速度达到最大 d 气体的脱出速度逐渐的减小 例子 青海冷湖油田1958年投入开发 采用溶解气驱动 到1984年地层累积亏空1355万方 大港油田西区两个断块油藏 边水不活跃 地饱压差比较小0 58mpa 1970年8月投入开发 采用溶解气驱动 开发2月后生产气油比从21方 吨 上升到134方 吨 三年半后80 的油井停喷 1974年4月开始注水 1975年底恢复到原始地层压力 生产控制措施 及时关闭高生产气油比的生产井 降低采油速度 实现均衡开采 或者转入注水开发 但是注水以后 即使地层压力得到恢复 地层原油的粘度由于脱气的原因 逐渐增大 降低最终的开发效果 弹性驱动溶解气驱动水压驱动气压驱动重力驱动 水压驱动 水压驱动分刚性水驱和弹性水驱 形成条件 油层与边水或底水相连通 水层有露头 且存在着良好的供水水源 与油层的高差也较大 油水层都具有良好的渗透性 油水区之间连通性较好 或者注水开发当注采比为1时