采油速度影響因素及理論值研究

張利　李鐵男　姚宏金

【摘 要】隨著我國的快速發(fā)展，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，采油速度是決定油田開發(fā)效果好壞的重要開發(fā)指標(biāo)之一，采油速度太高或者太低都將影響油田的最終開發(fā)效果，因此研究理論采油速度及影響因素對(duì)于油田生產(chǎn)決策至關(guān)重要。前人主要基于油藏?cái)?shù)值模擬及數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法來研究油藏采油速度，但是無論在理論還是應(yīng)用角度上都存在一定的局限性。基于含水率分流方程，建立了采油速度與油藏屬性、含水率及含水上升速度之間的關(guān)系表達(dá)式，分析了各因素對(duì)采油速度的影響。理論分析表明，油水相對(duì)滲透率比值與含水飽和度之間回歸的系數(shù)b值對(duì)采油速度為負(fù)相關(guān)影響；對(duì)于含水率，當(dāng)fw<50%時(shí)為負(fù)相關(guān)影響，當(dāng)fw>50%時(shí)為正相關(guān)影響；而不同含水率階段，含水上升速度越快，則采油速度越大。該方法可用于具體油藏不同開發(fā)階段的理論采油速度的評(píng)價(jià)。

【關(guān)鍵詞】采油速度；含水率；含水上升速度；影響因素；評(píng)價(jià)

引言

采油速度的高低涉及一個(gè)油田生產(chǎn)規(guī)模的設(shè)計(jì)，投資者都希望以較高的速度生產(chǎn)，在滿足國家能源需要的同時(shí)，盡早收回投資并獲取最大的經(jīng)濟(jì)利益。但是，過高的采油速度將導(dǎo)致含水上升過快，油藏會(huì)過早水淹。前人的研究大多數(shù)基于油藏?cái)?shù)值模擬和數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方法，開展采油速度的影響因素研究，但對(duì)特高含水期油藏，從理論角度分析、研究得較少。基于特高含水期油水相滲比值曲線非線性特征，利用含水率分流方程，建立采油速度與油藏特征、含水率、含水飽和度及含水上升速度的關(guān)系表達(dá)式，由此揭示采油速度與各個(gè)因素之間的內(nèi)在聯(lián)系，并分析各因素對(duì)采油速度的影響。通過與前人的方法對(duì)比，驗(yàn)證該文新方法的實(shí)用性。

1關(guān)系表達(dá)式的建立

地下體積含水率表達(dá)式為 （1）由相關(guān)資料知 （2）將式（2）代入式（1），得 （3）因?yàn)?（4）所以 （5）將式（5）代入式（3）并化簡，得 （6）其中 將式（6）兩邊對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)，得 （7）當(dāng)取dt=1a時(shí)，即可得到采油速度表達(dá)式 （8）式中 （9）式（8）即為影響采油速度的理論表達(dá)式。很顯然，采油速度與b值，束縛水飽和度，含水率及含水上升率有關(guān)；因b值為常數(shù)，經(jīng)式（6）右端對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)為0，得出采油速度與a值及油水黏度比無關(guān)。式（8）右端從左至右3項(xiàng)因子分別代表了3個(gè)不同的物理含義。第一項(xiàng)，代表了油藏屬性的特征，表征了束縛水和相滲曲線對(duì)采油速度的影響；第二項(xiàng)，代表了油藏的開發(fā)特征，表征了不同開發(fā)階段含水率對(duì)采油速度的影響；第三項(xiàng)，代表了油藏的開發(fā)效果，表征了年含水上升速度對(duì)采油速度的影響。

2采油速度的影響因素分析

2.1低黏高滲油田首先利用22個(gè)低黏高滲油

田實(shí)際數(shù)據(jù)，求出不同含水階段的采油速度與各影響因素間的相關(guān)系數(shù)。在開發(fā)初期，油田綜合含水率為20%時(shí)，影響采油速度的主要因素為原油黏度，其次為儲(chǔ)集層滲透率；隨著開發(fā)進(jìn)行，原油黏度和儲(chǔ)集層滲透率對(duì)采油速度的影響不斷減小；在開發(fā)中期，油田綜合含水率為60%時(shí)，影響采油速度的較大因素為單井控制面積，其次為注采井?dāng)?shù)比，儲(chǔ)量豐度影響因素加大；在開發(fā)后期，含水率為90%時(shí)，影響采油速度的主要因素為單井控制面積，其次為注采井?dāng)?shù)比和儲(chǔ)量豐度。

2.2油藏屬性的影響

根據(jù)式（8），油水相對(duì)滲透率比值與含水飽和度之間的回歸系數(shù)b值可對(duì)采油速度產(chǎn)生影響。b值越大，采油速度越小；反之，則采油速度越大。選取3組油水相對(duì)滲透率曲線（圖1），可以看出，Kro隨著Sw值增加而減小，Krw隨著Sw值增加而增加。根據(jù)式（2）回歸得到不同的b值（表1及圖2）。

由圖1及圖2知，b值和相滲曲線形態(tài)有關(guān)，在相同的含水飽和度下，油水相對(duì)滲透率比值越大，b值越小。表明在油相流動(dòng)性占優(yōu)勢的情況下，采油速度越高。束縛水飽和度越高，采油速度則越大；反之，亦然。但束縛水飽和度一般相差不大，數(shù)量級(jí)與1較接近，對(duì)采油速度的影響可忽略不計(jì)。

2.3中黏特高滲油田

利用15個(gè)中黏特高滲油田實(shí)際數(shù)據(jù)，求出在不同含水階段采油速度與各影響因素間的相關(guān)系數(shù)。開發(fā)初期，含水率為20%時(shí)，影響采油速度的主要因素為注采井?dāng)?shù)比和單井控制面積；開發(fā)中期，含水率為60%時(shí)，影響采油速度的主要因素為注采井?dāng)?shù)比，其次為單井控制面積；開發(fā)后期，含水率為90%時(shí)，影響采油速度的主要因素為單井控制面積，其次為注采井?dāng)?shù)比。

2.4含水率上升速度的影響

含水上升速度的影響主要表現(xiàn)在含水上升速度越快，采油速度越大；為了分析其影響，以表1中的束縛水飽和度和b值作為參考值，年含水上升速度（Fw）分別為0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，3.0%及5.0%時(shí)，采油速度隨含水率的變化趨勢。在實(shí)際油田開發(fā)過程中，過高的采油速度將帶來含水上升速度的快速上升，將對(duì)油田后續(xù)開發(fā)帶來不利影響。對(duì)于底水或者礫巖等油藏，合理的采油速度對(duì)于控制含水上升速度也有重要的決定作用，這在低含水期和特高含水期表現(xiàn)的尤為明顯。

2.5溫度補(bǔ)償

水的介電常數(shù)受溫度影響很大，水在20℃時(shí)εw的值為80.10，50℃時(shí)εw的值為69.91，100℃時(shí)εw的值為55.72。當(dāng)油水混合物中含水率的變化較大時(shí)，εw的溫度系數(shù)也變化較大。因此，當(dāng)實(shí)際測量條件與含水分析儀校準(zhǔn)時(shí)的條件不同時(shí)，將導(dǎo)致油水混合物介電常數(shù)不同，使原油含水率測量值出現(xiàn)誤差。通過在流體管道上安裝溫度變送器來測量原油實(shí)時(shí)溫度能夠降低誤差，但這種溫度補(bǔ)償方法具有一定的滯后性，僅適用于流體溫度長時(shí)間穩(wěn)定的工況。在流體溫度波動(dòng)較大的工況下，可以在含水分析儀中增加溫度傳感器進(jìn)行在線補(bǔ)償，修正εw的實(shí)時(shí)值，從而消除溫度對(duì)測量誤差的影響。

2.6中黏中滲油田

利用33個(gè)中黏中滲油田實(shí)際數(shù)據(jù)，求出在不同含水階段采油速度與各影響因素間的相關(guān)系數(shù)。在開發(fā)初期，含水率為20%時(shí)，影響采油速度的主要因素為儲(chǔ)量豐度和儲(chǔ)集層滲透率，其次為注采井?dāng)?shù)比；含水率為60%時(shí)，影響采油速度的主要因素為單井控制面積，其次為儲(chǔ)量豐度；含水率為90%時(shí)，影響采油速度主要因素為注采井?dāng)?shù)比。

2.7低黏中滲油田

利用24個(gè)低黏中滲油田的實(shí)際數(shù)據(jù)，求出在不同含水階段的采油速度與各影響因素間的相關(guān)系數(shù)。在開發(fā)初期，含水率為20%時(shí)，影響采油速度主要因素為儲(chǔ)量豐度，其次為單井控制面積；在開發(fā)中期，含水率為60%時(shí)，影響采油速度主要因素為儲(chǔ)量豐度，其次為原油黏度；在開發(fā)后期，含水率為90%時(shí)，影響采油速度主要因素為單井控制面積（井網(wǎng)密度），其次為注采井?dāng)?shù)比（注采強(qiáng)度）。

結(jié)語

（1）采油速度與油水相滲曲線、含水率以及含水上升速度有密切的聯(lián)系。首先，油藏的滲流能力是決定采油速度的先天條件；其次，不同階段的含水率是影響采油速度的客觀因素；再次，含水上升速度是人為可控因素，但也是采油速度重要的影響因素。（2）建立的采油速度與各個(gè)因素之間的關(guān)系表達(dá)式，可用于評(píng)價(jià)特定油藏的理論采油速度及合理性。

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（作者單位：1、大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠第一作業(yè)區(qū)；2、3、大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠第七油礦506隊(duì)）