邊底水油藏合理生產壓差優化方法

張冰(中國石油大港油田分公司第五采油廠,天津 300280)

自從邊底水砂巖油藏投入開發、應用以后，作為主要驅動能量的底水，在驅動過程中有兩個兩個過程：托進、錐進。油井投入初期，因為原油產量較少，而且生產壓差小，在重力作用下，油層中的油水界面會逐漸大范圍、勻稱的向上托進；生產壓差達到一定限度的情況下，水體在井底附近就會小范圍向上錐進。處于應用初期的油井，如果生產壓差過大，就會引起水錐；如果生產壓差的低含水期過大，就會影響底水的錐進速度；如果在中含水期和高含水期，生產壓差較小，又很難驅動壓力較大的滲透帶油層，尤其是儲層非均質性比較強或者有薄夾層時，帶來的影響會更大。

1 傳統研究方法的不足之處

通過研究，發生底水錐進的主要原因是底水水體和油井井底流壓之間的壓力大于油水間的重力壓力差。在整個研究過程中，開始只研究消錐方面的內容，然后又開始研究臨界差量、水錐突破時間等內容；除此之外，也有關于預測底水驅油藏含水量和油水界面移動等內容的研究。上述研究內容在研究過程中以建立數學模型為主，存在較多不足之處：假設的條件過于理想，沒有充分考慮到油藏所在位置的地質特點。

系統試井方法在改變油井工作制度的基礎上，觀察、分析含水率變化過程中的一般規律，研究其地層出砂情況，從而確定科學的、符合常規的生產壓差研究方法。系統試井方法在操作時簡單、可行，因此常用于現場應用中。但此方法在實踐過程中也有很多不足之處。如在同一個生產井中，不同階段的含水率上升規律也會存在一定的差異，在達到最佳生產狀態時，需要的生產壓差也會不斷變化，因此這并不適用于該生產井其他階段的含水率變化情況；生產井中的油井構造、含油飽和度以及儲層物質等內容存在一定的區別，單個井的儲量不同，因此其見水時間、含水率上升速度等也有差異，因而所得結論并不能適用于法適用每一個井。

2 新研究方法的原理及方法

由于傳統研究方法存在較多的問題，為有效解決相關問題，可采用新的研究方法，具體思路如下：首先將油井作為研究對象，進行整體研究，比較同一油藏中的不同生產井，在同一含水階段的實際情況；對于單井實際控制儲量中的差異，要結合單井的含水上升具體情況，比較油井之間的差異。具體研究過程如圖所示（圖1）。

圖1 具體研究流程圖

3 含水率不同階段的劃分

綜合處理礦場數據，可以將單井綜合含水率f w作為自變量，將每100噸產油量的含水率上升值f'w作為因變量，然后在研究不同階段內，含水率發生變化的情況，總結其變化規律，根據相關研究結果，將性質相同的歸納為一類，劃分含水率的不同階段。

4 單井含水率的計算方法

計算單井含水率時，可參照以下公式：

其中，其中fwt?代表第t個月，每100噸原油當中，含水上升率的數值，單位為百分數；fwt為t月的綜合含水率，單位為百分數；fwt-1為t-1月的綜合含水率，單位為百分數；Npt為t月的累積產油量，單位為噸；Npt-1為t-1月的累積產油量，單位為噸。

上述公式當中，μw為地地下水的粘度，μ0為油的粘度；kro為油相的相對滲透率；krw為水相的相對滲透率。Sw為油層的平均含水飽和度；Swe為出油端的飽和度；Swi為束縛水的飽和度。f'w(swe)是fw-sw關系中含水飽和度為Swe點中的切線斜率；R 是采油的程度單位為百分數；Rt是地層真電阻率，Ф是孔隙的大小程度；α是和孔隙有某種關系的常數。根據油水相對滲透率曲線數據，利用公式2、公式3和公式4可計算出在不同含水率階段，油井所控制儲量能夠對應的原油采出程度；通過分析巖電數據，可利用公式5計算出油藏原始束縛水飽和度Swi。對投產初期見水的生產井（層）而言，要在fw與sw的關系曲線上直接讀取相應的Swi值，如圖所示（圖2）。

圖2 油藏fw與sw的關系曲線

5 單井含水率階段的劃分

根據研究，通常情況下，油井含水率具有中間快、兩頭慢的上升規律，因此其上升規律可用“A”字型表示。在現實當中，油藏單井含水率在底水、儲層非均質性等各種原因的影響下，其上升情況具有明顯的峰值。所以油藏變化的規律也有比較顯著的變化，含水率階段應該成為綜合含水上升控制的主要階段。

為了測試該方法的有效性，研究者首先在3K2t1油藏選擇了C3-14、C3-12等井進行了局部實驗，實驗效果十分明顯。而且大部分開發態勢都比較好，產量有所上升，含水率得到不同程度的下降，其中僅C3-14井年增油就達2520t。之后研究者又在其他地方的邊水或邊底水砂巖油藏的其他幾十口油井進行了實驗和應用，均取得了較好的效果。

通過本次研究得出以下結論：

5.1 邊水或底水砂巖油藏油井在生產中，不同含水率階段，底水錐進現象也有不同的特征，同一油藏的生產井，不僅有不同之處，也有相同之處，因此其綜合含水上升具有相同或相近的規律。

5.2 當生產井在油藏的不同位置時，因為受到儲層物性、構造位置等多方面因素的影響，合理生產壓差也會有不同程度的區別，因此需要具體問題具體分析。

5.3 某些邊底水砂巖油藏將調補層作為主要接替手段，因此在含水較高的階段，可利用多種方法，如提高采液強度、放大生產壓差等措施挖潛，從而提高原油采收率以及單層生產壽命。

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