断 ２００９年９月 块 油 气 田 第ｌ６卷第５期 ＦＡＵ【 —ＢＬＯＣＫ ＯＩＬ＆ＧＡＳ ＦＩＥＬＤ 文章编号：１００５—８９０７Ｉ２００９）０５—０７２—０３ 注采压力系统及合理注采比研究的一种方法 范 姝ｌ巳 姝 １ （１．南京大学地球科学与１二程学院，江苏南京２１００９３；２．辽河油田公司金马油田开发公司，辽宁盘锦１２４０１０） 摘要 注采比是表征油田注水开发过程中注采平衡状况，反映产液量、注水量与地层压力之间联系的一个综合性指 标。在目前矿场实践中，有些具有边水能量补充的注水油田还未实现定量计算合理注采比。针对这个问题，应用油藏工程方 法．结合具体油田开发数据资料，研究注采压力系统的适应性。进而在给定油藏合理地层压力、流压、产液量的情况下求得 该油田的合理注采比．从而为油田开发综合调整提供理论依据。该研究成果对同类油藏的开发具有重要的指导意义。 关键词 注采压力系统；合理注采比；高含水期；海２６块 中图分类号：ＴＥ３３ １ 文献标识码：Ａ Ａ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ—ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｉｎｊｅｃｔｉ０ｎ—ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ Ｆａｎ ＳｈｕＬ （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＥａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９３，Ｃｈｉｎａ；２Ｊｉｎｍａ Ｏｉｉｉｆｅｌｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｍｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌｉａｏｈｅ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，ＣＮＰＣ，Ｐａｎｊｉｎ １２４０１０，Ｃｈｉｎａ） Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ—ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｉｓ ａｎ ａｌｌ ｒｏｕｎｄ ｉｎｄｅｘ ｗｈｉｃｈ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｉｎｊｅｃｔｅｄ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｌｆｕｉｄ ｂａｌａｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓ ａｍｏｎｇ ｗｅｌｌ ｆｌｕｉｄ，ｉｎｊｅｃｔｅｄ ｗａｔｅｒ ｖｏｌｕｍｅ ａｎｄ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒｌｆｏｏｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｉｆｅｌｄ．Ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ—ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｈａｓ ｎｏｔ ｂｅｅｎ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｉｎ ｓｏｍｅ ｗａｔｅｒｌｆｏｏｄ ｉｆｅｌｄｓ ｗｉｔｈ ｅｄｇｅ ｗａｔｅｒ ｉｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｆｅｌｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｅ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ—ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｆｅｌｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄａｔａ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ－ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｗａｔｅｒｌｆｏｏｄ ｉｆｅｌｄ ｃａｎ ｂｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ，ｇｉｖｅｕ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｆｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｗｅｌｌ ｆｌｕｉｄ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ｉｆｅｌｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｒｅｓｕｌｔ ｈａｓ ０＿ｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｇｕｉｄｅ ｓｅｎｓｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｉｍｉｌａｒ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ—ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ—ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ，ｈｉｇｈ ｗａｔｅｒ ｃｕｔ ｓｔａｇｅ，Ｈａｉ ２６ Ｂｌｏｃｋ． 合理压力系统对发挥油藏潜力起着重要作用，针 对油藏特点建立完善的注采系统，并根据边水活跃程 度及生产需求，确立相应压力下的合理注采比．指导油 田的配产配注，是注水开发油田的一项重要工作，也是 高含水期老油田挖潜的基础和有利保证 为了实现 高含水期注采系统的最优化。利用统计分析和油藏工 程方法，结合注水断块开发经验，评价注采压力系统适 应性，进而研究确定合理注采比．为注水开发调整提供 依据 需要，又不会造成原油储量损失的压力水平ｌ３ 。 根据物质平衡原理，注水开发油田，当注入量体积 等于产出量体积时，油层的压力将保持衡定。在一定的 井网和注采系统下，当注水压力和油井流压确定之后． 地层压力就被唯一地确定了。采出地下体积 和注入 体积 ｉ分别由下列关系式确定： ／Ｄ ＶＬ＝ｒｔ。（ｐ－ｐｗｆ）ＦｖＩ ｐ砌） ｏ （１） （２） Ｖｉ＝／２ Ｌ（ｐｊ ） 在注采平衡条件下，Ｖ ＝Ｖｉ，因而有 。１注采压力系统评价 注采压力系统分析是油田开发分析的一项很重要 （ｐ＿ｐｗｒ）凡（ ，ｎ 。＋ｆａｌＬ）： Ｊ （Ｐ ） （３） 式（１）表明在油田某一开发阶段，注采系统压力、 产出量及注入量之间是有条件的平衡关系。随着地层 收稿日期：２００８—１０—２０；改回日期：２００９—０７—１０。 作者简介：范姝，女，１９７０年生，在读硕士研究生，高级工程师。 １９９２年毕业于中国地质大学石油地质专业．现从事油田开发工 作。电话：（０４２７）７２８８６７１，Ｅ—ｍａｉｌ：ｎａｎｄａｆａｎ一２００７＠１６３．ｅｏｍ。 的内容，注采压力系统分析就是在不同的注、采井底压 力和含水率条件下，对油层压力和产液量的水平和变 化进行分析，评价目前井网层系和油、水井工作制度的 合理性，确定油田调整的方向和方法Ⅲ。分析的重点是 确定油田合理压力水平，既能满足油田提高排液量的 ７２ 第１６卷第５期 范妹：注采压力系统及合理注采比研究的一种方法 ２００９年９月 压力的变化，这个平衡式具有多解性．因此要根据油田 的开发实际，研究能使注采系统保持压力平衡的所有 可能性，然后根据油田开发需要和采油、注水工艺实际 所能达到的条件，来确定油田最佳的注采系统压力平 衡条件。将海２６块实际生产数据代入式（３），绘制出海 ２６块目前的注采体积平衡图（见图１） ｆ ７ 謇 蛙 一＜ 媸 一 习 图１海２６块目前注采体积平衡图 目前采出体积和注人体积分别位于图１中的 、 两点，由于注入体积小于采出体积，在目前的注采压力 系统下，将导致油层压力和油层供液能力的进一步降 低．不适应油藏开发需要，应对注采压力系统进行调整 （见图２），将地层压力恢复并保持到合理水平，并在合 理的注采井数比下，调整注水井井底流压即可实现注 采体积平衡和压力平衡。 ＜ 习 图２海２６块合理注采压力系统调整示意图 图２中／４、日、Ｃ、Ｄ四点都是注采压力系统平衡 点，但Ｄ点采液量要比目前实际采液量低５４９ ｍ３￣ｄ一， 不可取：Ａ点要将注水井井底流压由目前的２３．１９ ＭＰａ 提高到２４．５１ ＭＰａ也有一定难度；Ｂ点是最佳方案：即 注采井数比１：２．６，地层压力１４．３９ ＭＰａ，油井井底流压 １０．４７ ＭＰａ，注水井井底流压２３．５４ ＭＰａ；Ｃ点方案的缺 点是采液量较Ｂ点少４４９ ｍ ・ｄ～。 ２合理注采比的确定 注采比是表征油田注水开发过程中注采平衡状 况，反映产液量、注水量与地层压力之间联系的一个综 合性指标，是规划和设计油田注水量的重要依据。合理 的注采比是使油田既能保持一定的地层压力，又不致 于使油井含水上升速度过快的注采比 ］。 目前注采比的预测方法主要有地层压力与注采比 关系法、注采比与水油比法、物质平衡法和多元回归法 等，这里采用物质平衡法。 对于弹性水驱油藏．根据注采平衡原理有［¨ ｅ＝ ｌ一 ｉ一△ｐＫｌ （４） 其中 Ｋ ＝ＮＣ￣ＢＪｐ。 Ｗｌ＝ＮｐＢＪｐｎ＋ 将式（４）对时间进行微分： ｄ ＝ ｄ￡ 一 ｄ￡ ｄｆ ㈤ 、 注采比用脚表示： ＩＰＲ＝ 则 ｄ＝脚 ｄｔ （６） ｔ对于定态水侵．有 ｑｅ＝孚： Ａ （７）， 将式（６）、（７）代入式（５）得 △ｐ （１一ＩＰＲ） （８） 令Ｑ－＝ ，则式（８）经整理积分得 卸＝上 叫卸 一上 Ｑ）ｅ Ａ’ Ａ ２ 地层压力稳定时，（却 一 。— 一０，此时可得 ＩＰＲ：１一 （９） 由式（９）可计算任一压力水平和采液量下所需的 注采比。 对有边水的油藏来说，水侵量影响注采比的大小， 水侵量随油藏边界压力变化幅度的增减而变化。当油 藏平均压力不断提高，油藏与边水区的压差相对减小， 造成水侵量减少，注采比需提高。反之，随油藏压降增 ７３ ２００９年９月 断 块 油 气 田 第１６卷第５期 加，水侵量增加。注采比减小。通过连续计算油藏单位 压降下采出量的变化及投产初期边缘井的产水特征， 可以识别天然水侵 。根据式（２）、（３）和（４）计算出历 年水侵量。做出水侵量变化曲线，曲线斜率即为水侵系 数Ｋ２。 将水侵系数和产液量代入式（９）中，即可预测注采 比。在实际应用中，考虑到提液需要，特别是常规稠油 油田高含水阶段是油田开采的重要阶段，通过大泵提 液．可延长油田稳产年限．减缓油田产量递减 ］。 ３实例分析 海２６块是一个依靠注水开发的普通稠油区块，含 油面积５．６ ｋｍ ，石油地质储量２ ０６７￣１０ ｔ。１９８９年采 用３００ Ｉｎ井距三角形井网投入开发．２０００年开始全面 注水，从２００３年开始进入高含水、高采出程度开发阶 段［１ 。２００６年１１月海２６块油井总数２３８口，开井２００ 口，产油量３８９ ｔ・ｄ～，产水量３ ３８３ ｒｎ３・ｄ～，综合含水率 ８９．２％，平均地层压力１３．２０ ＭＰａ，油井平均流动压力 ９．９７ ＭＰａ。注水井总数７２口。开井５７ ＶＩ，注水量２ ３１８ １ＴＩ ・ｄ～，注水井井口平均压力６．１１ ＭＰａ．注水井井底流 动压力２３．１９ ＭＰａ，注水井井口最高干线压力１７ ＭＰａ。 根据前面研究方法，海２６块合理地层压力为 ｌ４．３９ ＭＰａ，即△ｐ为２．０ ＭＰａ，水侵系数为２１．８０ｘｌＯ ｍ （ＭＰａ・ａ）～，２００７年计划年产液１２８．Ｏｘｌ０４ ｔ，折算 地下体积为１２９．３ｘｌＯ ｍ ，因此计算注采比为０．６６。随 着油田开采时间的延长，油水井数的增多，地面、地下 的情况都日趋复杂，不可避免地出现一部分无效注水。 因此确定海２６块合理注采比为０．７０，年注水量为 ９０．５ｘｌＯ ｍ。，平均注水量２ ４８０ ｍ’・ｄ一 ４结论 １）应用油藏工程和统计分析等方法评价注采压力 系统适应性，计算合理注采比，对于合理确定高含水油 田开发后期的技术界限，具有一定的指导意义和参考 价值。 ２）研究结果表明，海２６块应将注采比提高到 ７４ ０．７Ｏ，在合理利用边水能量的同时进一步完善注采井 网，强化分层注水，以恢复地层压力。 ５符号注释 和 ｉ分别为采出地下体积和注入体积，ｍ３・ｄ～； ／／，。和ｎ 为油、水井数，口；Ｂ 为原油原始体积系数；ｐ。 为原油密度，ｔ・ｍ。ｉ厂ｗ为综合含水率；ｐ为地层压力， ＭＰａ；ｐⅥｆ和Ｐｉｗｆ为油、水井流动压力，ＭＰａ；凡为Ｖｏｇｅｌ 系数； 和 分别为采油指数和采液指数，ｔ・（ｄ・ＭＰａ） ； ，ｗ为吸水指数，ｍ３－（ｄ・ＭＰａ）～； 为累计水侵量，ｌ０４ｍ３； 、 ｉ分别为累计产出量体积和累计注入量体积，ｌ０４ ｉｎ ；Ｋｌ为弹性产率，１ｏ４ ｉｎ ・ＭＰａ ；△１ｐ为地层总压降， ＭＰａ；Ｎ、ⅣＤ分别为地质储量和累计产油量，１０ ｔ； 为 原油体积系数；Ｇ为岩石综合压缩系数，ＭＰａ～；Ｗ。为 累计产水量，１０４ｍ ；ｑ 为单位时问内的水侵量，１０ ｍ３￣ａ－ｌ； 为水侵系数，１０ ｍ３・（ＭＰａ・ａ）～。 参 考 文 献 ［１］刑晓龙．特高含水期油田合理注采系统技术政策研究［Ｊ］．胜利油田 职工大学学报，２００５．１９（３）：４３—４４． Ｉ２］俞启泰．俞启泰油田开发论文集［Ｍ］．北京：石油工业出版社，１９９９： １７３—１７５． ［３］ 崔梅红，杨波，屈传刚．高饱和油藏注水改善开发效果对策研究［Ｊ］． 断块油气田，２００８，１５（５）：６５—６８． ｃ４］李结实，葛云凤，张扬凡．敖包塔油田合理注采比研究［Ｊ］．大庆石油 地质与开发，２００２，２１（２）：１７～２０． ［５］李程彤，刘性全．萨南开发区水驱高含水后期合理注采比的确定方 法研究［Ｊ］．大庆石油地质与开发，２００６，２５（４）：５４—５６． Ｅ６；秦同洛，李鋈，陈元干．实用油藏工程方法［Ｍ］．北京：石油工业出版 社 １９８９：９７． ［７］李广超，刘大锰，李广智，等－水驱砂岩油藏开发后期确定合理注采 比的一种方法［Ｊ］．新疆地质，２００６，２４（１）：８ｌ－８３， ［８］塔雷克・艾哈迈德．油藏工程手册［Ｍ］．冉新权，何江川，译．北京：石 油工业出版社，２００２：４０５． ［９］刘天鹤，郭莉，左毅．高含水油田注水后油藏参数变化规律研究［ＪＪ． 特种油气藏，２００５，１２（２）：４２—４４． ［１ｏ］范姝，刘晨丽．海２６区块稠油油藏改善注水开发效果方法研究ｆＪ１．石 油钻探技术，２００７，３５（１）：８２—８３． Ｉ编辑滕春鸣）