水驅油藏產油量遞減率影響因素的分解方法——以錦州9–3油田和渤海油田的應用為例

張宏友，別夢君，石 飛，段 宇，劉 杰

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水驅油藏產油量遞減率影響因素的分解方法——以錦州9–3油田和渤海油田的應用為例

張宏友，別夢君，石 飛，段 宇，劉 杰

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459）

從遞減率定義出發，建立了水驅油藏產油量遞減率與綜合含水率、采油速度、含水上升率、產液量變化率4個影響因素之間的變化關系式，提出一種產油量遞減率影響因素分解方法。通過該方法可以量化每個影響因素對產油量遞減率的貢獻大小，明確產油量遞減率的主要影響因素，為油田下步調整挖潛、減緩遞減的措施提供依據。應用表明，該方法能夠滿足油田實際產液量變化要求，且具有簡單、方便、可操作性強的特點，易于礦場的推廣應用。

產油量遞減率；含水上升率；產液量變化率；采油速度

產油量遞減率是水驅油藏的一項關鍵開發指標，因此，分析產油量遞減率影響因素、尋求減緩遞減的有效措施是油田開發工作的一項重要研究課題。影響產油量遞減率因素較多[1–10]，其不僅受流體性質、儲層物性等地下因素影響，還受注采井網、生產條件等人為控制因素影響。前人開展了產油量遞減率影響因素分解的相關研究工作[1]，如潘宗坤闡述了定液量條件下遞減率主要受含水階段、含水上升率、采油速度的3個因素影響[1]；李斌等建立了遞減率與采油速度、井網密度等影響因素的定量關系式[2]；高文君等建立了遞減率與開井數、含水率、產液厚度等多影響因素分析模型[3–4]。然而，文獻[1]不能滿足實際油田產液量變化要求，文獻[2–4]關系式過于復雜，限制了礦場的推廣應用。在前人已有研究成果基礎上，本文從遞減率定義出發，建立了遞減率與影響因素之間定量變化關系式，提出了一種產油量遞減率影響因素分解方法。

1 產油量遞減率影響因素公式建立

產油量遞減率定義式為：

產油量計算公式：

引入含油率新參數：

將式（2）、式（3）代入式（1），可得到：

式（4）右側第一項為含油率變化率，第二項為產液量變化率，即產油量遞減率為含油率變化率與產液量變化率之和的負數。

將式（3）代入式（4），可得到：

將式（5）進一步變換，可得到：

最終得到如下產油量遞減率公式：

從式（7）可以看出，產油量遞減率主要受綜合含水率、采油速度、含水上升率和產液量變化率4個因素影響，表現為：①綜合含水率越大，遞減率越大；②采油速度越大，遞減率越大；③含水上升率越大，遞減率越大；④產液量增加，遞減率減小；產液量降低，遞減率增大。其中，綜合含水率、采油速度、含水上升率的影響體現在含油率變化率上。

當產液量保持不變時，即式（7）右側第二項為0，就可得到定液量生產條件下產油量遞減率公式。

式（8）表明，在定液量生產條件下，產油量遞減率只受綜合含水率、采油速度、含水上升率3個因素影響，與文獻[1]中結論一致。

2 產油量遞減率影響因素分解方法

以指數遞減類型為例，利用公式（7）對產油量遞減率影響因素進行分解，步驟如下：

（1）利用遞減階段初、遞減階段末采出程度及含水率，計算采油速度和含水上升率；

（2）利用指數遞減規律對產油量變化曲線進行回歸，得到產油量遞減率；

（3）利用指數遞減規律對產液量變化曲線進行回歸，得到產液量變化率；

（4）繪制含油率變化曲線，并利用指數遞減規律對其進行回歸，得到含油量變化率。

假設某油藏初期產油量為3 800 m3/d，含水率5%，產液量4 000 m3/d，以某一生產制度生產2年后，產油量下降到3 115 m3/d，綜合含水率32.6%，產液量4 625 m3/d。按照上述步驟對產油量遞減率影響因素進行分解（圖1~圖3、表1）。從分解結果來看，產油量遞減率為10.3%；其中產液量變化率為7.9%，表明產液量增加導致產油量遞減率減少7.9%；綜合含油率變化率為18.2%，表明綜合含油率下降導致產油量遞減率增加18.2%，即含水率、含水上升率、采油速度影響產油量遞減率為18.2%。

圖1 日產油量變化曲線

表1 日產油量遞減率影響因素分解結果

圖3 日產液量變化曲線

3 實例應用

實例1。錦州9–3油田位于渤海遼東灣北部海域，主要含油層系為東營組東二下段和東三段，屬三角洲前緣沉積，油藏為中高孔滲、層狀構造油藏，地層原油黏度為18.0 mPa·s。該油田于1999年10月投產，開發歷程分為天然能量開發、籠統注水開發、分層注水開發、注聚試驗開發和綜合調整方案實施5個階段（圖4）。截至2017年4月，共有生產井56口，注水井35口，產油量為1 603 m3/d，綜合含水率為86.9%，采出程度為25.3%。

選擇錦州9–3油田第二、三、四、五開發階段的4個典型遞減階段，應用本文方法對其產油量遞減率影響因素進行分解，結果表明（表2），4個遞減階段采油速度較為接近（1.3%~1.6%），產油量遞減率差異較大（5.5%~18.8%），分析主要原因是含水率、含水上升率、產液量變化的差異導致。遞減階段①為籠統注水階段，該階段層間矛盾突出，注水單層單向突進嚴重，含水上升率較快，但由于采取了泵抽措施，產液量上升導致遞減率相對較低；遞減階段②為分層注水開發階段，由于實施調剖、分層配注等措施，含水上升率得到有效控制，且產液量略有上升，產油量遞減率較低；遞減階段③為注聚試驗開發階段，隨著注聚措施逐步見效，含水上升率進一步降低，產液量基本穩定，產油量遞減率僅為5.5%；遞減階段④為綜合調整方案階段，雖然含水上升率較低，但受油井出砂影響，產液量下降導致遞減率相對較高，達18.8%，其中產液量下降導致產油量遞減率減少5.9%，表明該油田后期應加大油井出砂的防治與治理工作，充分釋放油井產能能力，減緩油井產油量遞減。

圖4 錦州9–3油田開采曲線

表2 錦州9–3油田產油量遞減率影響因素分解成果

實例2。應用本文方法對渤海油田五個中高滲水驅低黏砂巖油藏的低含水期遞減階段產油量遞減率影響因素進行分解，結果表明（表3），5個油藏綜合含水上升率、產液量變化較為接近，且均處于低含水期開發階段；采油速度、產油量遞減率差異較大。在直角坐標系中繪制產油量遞減率與采油速度關系曲線，發現兩者呈近似線性關系（圖5），表明在其他3個影響因素相近的條件下，采油速度越大，產油量遞減率越大，即采油速度不同是影響這5個油藏產油量遞減率差異的主要原因。

表3 油藏①~油藏⑤產油量遞減率影響因素分解成果

圖5 油藏①~油藏⑤產油量遞減率與采油速度變化率關系

4 結論

（1）建立了水驅油藏產油量遞減率與綜合含水率、采油速度、含水上升率和產液量變化率4個影響因素之間定量變化關系式。結果表明，①綜合含水率越大，遞減率越大；②采油速度越大，遞減率越大；③含水上升率越大，遞減率越大；④產液量增加，遞減率減小，產液量降低，遞減率增大。

（2）提出了一種產油量遞減率影響因素分解方法，可以量化每個影響因素對產量遞減率的貢獻大小，明確了產油量遞減率的主要影響因素，據此指導油田制定針對性調整措施，有效減緩產油量遞減。

（3）實例應用表明，該方法能夠滿足實際油田產液量變化的要求，且具有簡單、方便、可操作性強的特點，易于礦場的推廣應用。

符號注釋

[1] 潘宗坤．油田自然遞減率影響因素分析[J]．石油勘探與開發，1993，20（6）：120–121．

[2] 李斌，袁俊香．影響產量遞減率的因素與減緩遞減的途徑[J]．石油學報，1997，18（3）：89–97．

[3] 高文君，王嵐，楊永利．水驅油田遞減率多因素分析模型的建立與應用[J]．吐哈油氣，2004，9（3）：269–271．

[4] 李菊花，高文君，王嵐，等．水驅油田產量自然遞減率多因素分析模型的建立[J]．新疆石油地質，2015，26（6）：667–669．

[5] 田曉東，王鳳蘭，石成方，等．大慶喇薩杏油田產量遞減率變化規律[J]．石油學報，2016，27（S1）：137–141．

[6] 趙曉燕，崔傳智，王洪寶，等．水驅油藏產量遞減影響因素診斷模型研究[J]．西南石油大學學報（自然科學版），2009，31（4）：99–102．

[7] 張雄君，程林松，李春蘭．灰色關聯分析法在產量遞減率影響因素分析中的應用[J]．油氣地質與采收率，2004，11（6）：48–50．

[8] 孫繼偉，唐磊，連軍利，等．一種預測油田開發指標的多因素隨機模型[J]．新疆石油地質，2002，23（3）：231–232．

[9] 羅士利，孫兆光，張吉才．大慶升平油田產量遞減率影響因素及其對策[J]．大慶石油學院學報，2006，30（5）：49–51．

[10] 孫欣華，王旭東，王嵐，等．影響產量遞減因素研究[J]．吐哈油氣，2004，9（2）：137–140．

Decomposition method of influencing factors of oil production decline rate in water drive reservoirs ——By taking the application of Jinzhou 9-3 oilfield and Bohai oilfield as the example

ZHANG Hongyou, BIE Mengjun, SHI Fei, DUAN Yu, LIU Jie

(Tianjin Company, CNOOC (China) Co., Ltd., Tianjin 300459, China)

Based on the decline rate definition, the relationship between oil production decline rate and comprehensive water cut, oil recovery rate, water cut rise rate and change rate of liquid yield was established, and a decomposition method of influencing factors of oil production decline rate was proposed. Through this method, the contribution of each factor to oil production decline rate can be quantified, and the main influencing factors of oil production decline rate can be defined, which can provide a basis for the next adjustment and measures to slow down the decline. The example shows that the method can meet the demand of the actual liquid yield and has the characteristics of simplicity, convenience and maneuverability, and and it is easy to be popularized and applied in the field.

decline rate of oil production; water cut rise rate; change rate of liquid yield; oil recovery rate

1673–8217（2019）02–0055–04

TE341

A

2018–08–02

張宏友，高級工程師，1980年生，2005年畢業于中國石油大學（北京）油氣田開發工程專業，現從事油氣田開發工程相關研究工作。

“十三五”國家科技重大專項“渤海油田加密調整及提高采收率油藏工程技術示（2016ZX05058001）。

編輯：黃生娣