常用水驱特征曲线理论研究

将平均含水饱和度与岩心出口端含水饱和度的不同函数关系式与Welge方程相结合,导出了目前国内注水油田开发评价和可采储量标定中最主要、最常用的4类水驱特征曲线——马克西莫夫-童宪章水驱特征曲线(甲型)、沙卓洛夫水驱特征曲线(乙型)、广义西帕切夫水驱特征曲线(广义丙型或卡札柯夫曲线)和广义纳扎洛夫水驱特征曲线(广义丁型或俞启泰曲线).为进一步揭示这些水驱特征曲线的油水两相渗流比值特征提供了理论依据.     

为什么要根据原油粘度选择水驱特征曲线

介绍了与水驱特征曲线对应的含水率ｆｗ与可采储量采出程度Ｒ＊关系的推导过程，并指出ｆｗ—Ｒ＊关系是代表水驱油田驱替特征实质的含水上升规律。以前推荐的４种水驱特征曲线，即纳札洛夫曲线、马克西莫夫—童宪章曲线、西帕切夫曲线和沙卓诺夫曲线的ｆｗ—Ｒ＊关系可以反映油田不同的含水上升规律。原油粘度是影响油田含水上升规律最主要的天然因素。选择油田适用的水驱特征曲线的原则是使水驱特征曲线与实际油田的含水上升规律相符，其目的是找出可以尽早地、准确地进行计算和预测的水驱曲线。根据原油粘度选择水驱曲线有助于这个目的的实现和避免水驱曲线应用的盲目性。最后介绍了应用伊万诺娃ｆｗ与Ｒ＊图版和我国油田在Ｒ＊＝１．０时的累积水油比（ＷＰ／ＮＰ）Ｒ＊＝１．０与μｏ的关系以及油藏数值模拟的结果，确定使用水驱曲线的原油粘度界限（３ｍＰａ·ｓ和３０ｍＰａ·ｓ）的方法。     

水驱特征曲线研究(六)

介绍了６种水驱特征曲线（纳扎罗夫曲线、马克西莫夫—童宪章曲线、西帕切夫曲线、沙卓诺夫曲线、张金庆曲线和俞启泰曲线）的筛选过程。用任丘油田、濮城油田沙一段油藏、羊三木油田的实际资料,对比了这６种水驱特征曲线开始出现直线段的含水率、可采储量、最大可采储量、可采储量与剩余可采储量的相对误差。对比结果表明：马克西莫夫—童宪章曲线和沙卓诺夫曲线不能计算最大可采储量,开始出现直线段对应的含水率较高,计算结果普遍偏高,准确性差,应予淘汰;纳扎罗夫曲线与西帕切夫曲线虽能计算最大可采储量,但计算精度仍较低,不理想,使用价值较小;张金庆曲线与俞启泰曲线这两种广义水驱特征曲线,对不同含水上升类型的油田有广泛的适用性,开始出现直线段对应的含水率较低,计算精度高,能很好满足动态预测和生产管理的需要,有很大使用价值。     

新型水驱特征曲线的建立及理论基础

利用一种易求解的水驱特征曲线对应的含水变化规律描述凸形、S形、凹形含水变化规律,不仅方便对比影响不同类型注水开发油藏含水快速上升的油藏物性因素,而且也有利于对比影响同类相似注水开发油藏含水快速上升的人为开发因素。在对比分析纳扎洛夫与西帕切夫水驱特征曲线函数结构特点的基础上,提出一种新型水驱特征曲线,该曲线在n=0时简化为纳扎洛夫水驱特征曲线,在n=1时简化为西帕切夫水驱特征曲线,且该曲线对应的含水率变化式在n→0时表现出凹形含水变化规律,在n取较大数值时为凸形含水变化规律,在n取0.3～0.4时可以描述S形含水变化规律。利用Welge方程,导出了新型水驱特征曲线的渗流特征方程。结果显示,含水率与出口端含水饱和度关系比较特殊、复杂。油田实例和实验数据验证结果表明,新型水驱特征曲线对应含水变化关系式可以描述不同形态含水变化规律,水驱油实验结果符合其对应渗流特征方程。     

使用水驱特征曲线应重视的几个问题

答复了《地层原油粘度与水驱曲线法关系的研究》的有关批评。指出,该文认为对同一个油田用沙卓诺夫、马克西莫夫一童宪章、西帕切夫、纳札罗夫(即所谓的甲、乙、丙、丁型)等4种水驱曲线的“预测结果基本一致”是不真实的,是水驱特征曲线应用中的误导,使有些研究者为了突出开发和调整的效果而根据这一观点选取计算结果偏大的水驱曲线进行计算,从而导致不正确的认识和决策,对油田开发工作是有害的。说明了水驱曲线的含水率——可采储量采出程度的推导过程。指出根据原油粘度选择水驱曲线的观点,中外研究者已经取得了共识。马克西莫夫——童宪章和沙卓诺夫水驱曲线的计算结果一般偏大,这两种水驱曲线在苏联和俄罗斯也不是首选曲线。我国应尽快推广在性能上已远远超过苏联4种重要水驱曲线的我国研究者提出的两种新的广义水驱特征曲线,这对用准确的预测结果来指导我们的油田开发工作是至关重要的。     

对水驱特征曲线的正确理解与使用

通过回顾水驱特征曲线的产生过程,讨论了国家行业标准《石油可采储量计算方法(SY/T5367—1998)》中推荐的张金庆、俞启泰水驱特征曲线的本质及特性,并对水驱特征曲线的一些技术问题进行了深入探讨。指出:①现有水驱特征曲线均以油田实践经验和统计方法获得的经验公式为基础推导而得,都能很好表征水驱油特征;②将水驱特征参数进行多参数组合,同时采用不同的数学运算,只要这些参数组合及数学运算满足线性关系,就能推导出新的水驱特征曲线,通过改变组合方式提出新型水驱特征曲线已无实际意义;③高含水期水驱特征曲线上翘主要是由于含水上升到一定程度后,流度比随着含水率的快速上升而出现拐点,后期流度比快速上升改变了原有的两相流流动动态所致;④开发进入含水期,具有线性关系的水驱特征曲线都可以使用,即使出现拐点,只要在拐点以上部分出现直线段,均可采用线性关系的水驱特征曲线进行预测;⑤水驱油田实际数据证实甲型、张金庆及俞启泰水驱特征曲线在高含水期都可较好预测水驱油田原油可采储量,可以继续大力推广使用。图5参34     

一种简单实用的新型水驱特征曲线

在进行水驱特征曲线的拟合过程中发现一种新型水驱特征曲线,通过变形后发现是西帕切夫水驱特征曲线的修正。经过理论推导给出了新型水驱特征曲线预测不同含水率下油田的采油速度以及技术可采储量的计算公式,利用现场的实际数据进行了可采储量的计算,并与其他5 种常用的水驱特征曲线的计算结果进行对比,结果表明,该曲线预测值可达到较高的精度。     

应用水驱特征曲线法计算可采储量应注意的几个问题

水驱曲线法是评价油田开发中后期可采储量的主要方法之一.从理论与实际应用的角度,讨论在现场应用水驱特征曲线时需要注意的问题.当计算单元的油藏类型、开采方式及含水率相当时,水驱特征曲线才具有叠加性,可以合并开发单元笼统计算可采储量,否则各开发单元应分别计算再叠加.在目前可采储量计算方法行业标准(SY/T5367-1998)推荐的6种水驱特征曲线中,认为计算可采储量最合适的是西帕切夫曲线法和张金庆曲线法,纳扎洛夫曲线法及俞启泰曲线法次之,马克西莫夫-童宪章曲线法和沙卓诺夫曲线法相对误差较大,计算结果偏大.宜采用斜率法判断回归直线段.标定年度及阶段可采储量所用方法要有继承性和延续性,应选取与生产动态比较吻合的计算结果作为标定值,不能把所有方法计算结果的平均值作为标定值.根据油田的可采储量采出程度与综合含水率的关系曲线,或根据开发指标与剩余可采储量的匹配关系,可以判断可采储量标定结果的合理性.图2表3参8(王孝陵摘)     

油田可采储量计算方法的改进建议

提出了我国油田可采储量测算中的3点改进建议：1.将现在的“技术可采储量─经济可采储量”评价系统变为“最大可采储量─经济可采储量”评价系统;2.在测算可采储量的水驱特征曲线法中,将目前广泛应用的马克西莫夫─童宪章水驱特征曲线（简称M－T水驱曲线）变为应用张金庆水驱特征曲线（简称Z水驱曲线）和俞启泰水驱特征曲线（简称YI水驱曲线）;3．应将增长曲线法也作为一种测算可采储量的主要方法。     

油田可采储量计算方法的改进建议

提出了我国油田可采用储量测算中的３点改进建议：１将现在的“技术可采储量－经济可采集量”评价系统变为“最大可采储量－经济可采集量”评价系统;２在测算可采集量的水驱特征曲线法中,将目前广泛应用的马克西莫夫－童宪章水驱特征曲线变为应用张金庆水驱特征曲线和俞启泰水驱特征曲线。     

底水油藏直井含水上升预测新方法的建立

底水锥进是影响底水油藏开发效果的重要因素。综合考虑各种影响因素,基于详细理论研究与分 析,利用某油藏生产数据建立了底水油藏的数值模型,并应用数值模拟结果中的累积产油、产水和产液量 计算俞启泰水驱特征变化曲线,得出反映直井含水变化规律的参数b 值。确定b 值为响应值,运用响应 曲面实验设计分析方法研究不同因素对b 值的影响,最后建立主要影响因素与b 值的关系式,结合俞启 泰曲线b 值图版,得到了预测底水油藏直井含水变化规律的回归曲线-图版法。应用此图版法对海上某 油田H12 井含水率进行了预测,并与实际生产数据对比,认为此方法可作为预测底水油藏直井含水率变 化规律的一种有效方法。     

一种广义水驱特征曲线

广义水驱特征曲线对应油田开发过程中多种含水率（ｆｗ）与可采储量采出程度（Ｒ）关系，使其表达式简单、参数容易求解且适用性很强，这是研究者追求的目标。经推导，提出一种新的广义水驱特征曲线：ｌｇＮｐ＝ａ－ｂｌｇ（Ｌｐ／Ｗｐ）（Ｎｐ为累积产油量，Ｌｐ为累积产液量，Ｗｐ为累积产水量）。选取代表３种含水上升类型的老油田（任丘油田、羊三木油田和濮城油田沙一段油藏）的实际数据，分别代入该式，回归得其相应系数ａ、ｂ，即可确定各自ｆｗ与Ｒ的关系，计算所得预测曲线与实际资料吻合得相当好。图３表１参３（王孝陵摘）     

高含水期两种新型水驱特征曲线的建立与应用

俞启泰阐述了50多种水驱特征曲线,但每种水驱特征曲线对应的含水率与可采储量采出程度关系曲线只为单一的凸型、S型或者凹型曲线。针对4种水驱特征曲线,根据它们在表达式上的相似性进行了组合,利用累计产水量和累计产油量替换了水驱特征曲线中的累计产液量,由此得到了2种新型水驱特征曲线。通过这2种新型水驱特征曲线的对比,发现第一种水驱特征曲线代表的含水规律曲线与实际的数据更加相近。新型水驱特征曲线既可以预测油田的可采储量,也可以预测凸型、S型和凹型这3种含水上升规律,与原水驱特征曲线相比实用性更加广泛。     

基于甲型水驱规律曲线的表征方法改进

甲型水驱曲线可以用泰勒展开方法近似成双曲递减曲线来研究油藏产量递减规律,该方法仅在含油率初值邻域内具有二阶精度,导致在产量预测后期误差较大。为了更加精确地建立甲型水驱曲线与Arps递减规律之间的联系,提高甲型水驱曲线预测油田分年产量的计算精度,通过对常用的水驱曲线递减率公式进行对比、分析,提出了甲型水驱曲线递减率的幂函数拟合表征方法,利用方差函数最小值分析方法得到了甲型水驱曲线在不同含水阶段含油率幂函数拟合的误差。结果表明：含水率越高,含油率幂函数拟合方法的误差越小;当含水率大于70%时,甲型水驱曲线含油率幂函数拟合方法不仅在含油率初值邻域内拟合较好,且在全局内拟合最优。改进的含油率幂函数拟合方法可以用来快速预测甲型水驱曲线的产量剖面,实例应用表明该方法计算精度较高,适用于符合甲型水驱特征且含水率大于70%的油藏的产量预测。     

Hubbert模型与水驱曲线联解法

将 Hubbert预测模型与甲、乙、丙型水驱曲线法相结合 ,提出了一种预测水驱开发油田的含水率、产油量、产水量、产液量和相应累积产量随开发时间变化 ,以及可采储量的联解法 ,并编制了相应的实用软件 ,使方法应用更可靠 ,更方便。该方法克服了 Hubbert预测模型法和水驱曲线法在水驱油田开发指标预测中各自的局限性。     

张金庆水驱特征曲线的应用及其油水渗流特征

张金庆提出的广义水驱特征曲线表达式，即ＷＰ／ＮＰ＝－ａ＋ｂ（ＷＰ／Ｎ２Ｐ）关系式形式简单、参数求解容易、反映不同含水上升规律的特性优良、表示油田调整效果敏感、适用性强，是迄今为止最优的水驱特征曲线。它的提出具有很大的理论意义与实用价值。作者提出了应用这种水驱特征曲线计算逐年可采储量的方法，推导了这种水驱特征曲线对应的油水渗流特征关系，从而对这种水驱特征曲线的研究更加完整和全面     

经典水驱油理论对应水驱特征曲线研究

基于油水两相的驱替理论和实验研究成果,即巴克莱·利弗雷特（Buckley-Leverett）的水驱油非活塞式理论,韦尔杰（Welge）的平均含水饱和度方程以及艾富罗斯（Эфрос）的实验理论研究成果,推导出经典水驱油理论所对应的含水率与采出程度关系曲线、水驱特征曲线以及含水率上升曲线。该方法推导过程中虽未引入油水两相相渗函数,但亦能导出累计产油量与累计产液量的关系式,与以往水驱曲线推导方法有很大差异。经油田实际应用证明,该方法效果很好,值得推广应用。     

基于动态地质储量计算的海上油田滚动开发评价思路及实践

海上油田由于探井、评价井有限,部分油藏储量边界不落实,导致开发评价井或调整井实施存在较大的风险。为了降低实施风险,提出了基于动态地质储量计算的海上油田滚动开发评价思路,即通过生产数据计算动态地质储量,对静态地质储量进行诊断,对储量边界进行再落实,进而指导储量复核算和开发评价井、调整井部署与实施。为了提高动态地质储量计算的精度,根据所需参数的不同和方法的适应性差异,优选了物质平衡法、现代产量递减法和水驱曲线法建立动态地质储量计算方法体系。引入了结合水侵量计算的视储量线性物质平衡法,提出了考虑有限封闭水体的现代产量递减法。参考“7.5”法,建立了南海西部海域甲型水驱曲线计算动态地质储量的区域公式,优选了俞启泰型水驱曲线,用以计算南海西部的可动油储量和技术可采储量。该思路在南海西部海域取得了较好的实践效果,指导了该类油藏的储量复核算,推动了滚动开发和调整挖潜,降低了开发评价井和调整井的实施风险。