水驱特征曲线分析法d

水驱特征曲线法对油田进行动态预测作者：王天吉来源：《中国科技博览》2018年第25期[摘要]水驱特征曲线是人工注水开发或天然气水驱开发油田的特定固有规律，是研究油田含水规律、预测开采指标和标定可采储量最基础的方法。

利用水驱曲线法对油田数据进行分析，对制定最优油田开发方案，科学、经济、合理地开发气藏具有极为重要的意义。

[关键词]水驱特征曲线；采收率；可采储量；产量递减中图分类号：TE327 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）25-0009-011、几种水驱特征曲线分析通过第三章的推导，可以整理出目前我国矿场上最常用的四种水驱特征曲线：甲型水驱特征曲线；乙型水驱特征曲线；丙型水驱特征曲线；丁型水驱特征曲线。

1.1 水驱特征曲线的适用条件研究和应用表明，要正确应用水驱曲线，必须遵守以下3条原则。

（1）稳定水驱原则：关于水驱曲线的适用条件，我国和俄罗斯的研究者有一个共同的看法，即水驱特征曲线只适用于稳定水驱的条件；（2）直线段原则：水驱曲线大多数是两个系数的线性方程，用线性回归求得直线段的参数并外推预测指标是水驱曲线应用的基本方法；（3）含水率界限原则：水驱曲线只有在含水率达到某一值时，才出现直线段，称为初始含水率，因此水驱曲线必须在初始含水率出现以后才能应用。

1.1.1水驱特征曲线只适用于注水开发油田的某个阶段影响油田开发效果的因素有两个，一个是自然因素，一个是人为因素。

虽然可以看出这些规律的变化的总体趋势，但是想进行统一的描述却很难。

经研究表明，所有的水驱特征曲线都很难描述油田开发的全部过程，无一例外都是只能适用于油田含水的某一个特定阶段。

这既与在生产过程中不断调整油田生产措施有关，又与油田含水上升的基本规律相关联。

对于水驱特征曲线来说，水驱特征曲线的适用条件就是要明确适用的含水范围。

对于甲型（马克西莫夫—董宪章曲线）和乙型（沙卓洛夫曲线）水驱特征曲线来说，在高含水后期会产生上翘。

低渗透油藏产量递减规律及水驱特征曲线低渗透油藏是指储层渗透率低于1mD的油藏，具有开发和开采难度较大的特点。

低渗透油藏产量递减规律是指在油田开采初期，随着单井单元产量的逐渐下降。

水驱特征曲线是指在低渗透油藏中，水驱过程中产量与时间的关系曲线。

下面将详细介绍低渗透油藏产量递减规律和水驱特征曲线。

1.初期产量高，递减速度快：油井开采初期，储层压力高，在储层中形成较大的压力差，使得油井产量较高。

然而，随着时间的推移，渗透率低的储层渗流速度较慢，油井产量递减速度较大。

2.初期产量递减快，后期递减缓慢：油井开采初期，油藏中的自然驱动力较大，油井产量递减较快。

但是，随着油藏压力的降低和水的渗入，后期油井产量递减逐渐缓慢。

3.在一定时期内产量基本稳定：低渗透油藏产量递减的初期非常快，但在一定时期内，油井产量会趋于稳定。

这是由于在此时期内，储层渗透率降低导致的压力差逐渐减小，产量逐渐稳定。

4.老化期产量进一步下降：随着时间的推移，储层中残存油饱和度降低，油井产量进一步下降，进入老化期。

在这个阶段，一般需要采取增产措施，如人工提高压缩气的注入量，进一步提高产能。

水驱特征曲线：水驱特征曲线是低渗透油藏中水驱过程中产量与时间的关系曲线。

水驱是一种常用的增产措施，通过注入水来推动油藏中的原油向油井移动，并提高油井产能。

水驱特征曲线的主要特点包括以下几个方面：1.初始阶段：在注入水的初期，随着水的压力向油藏传播，储层中的原油粘附在孔隙表面开始脱附，并随着水的流动进入油井，使得油井产量快速增加。

2.稳定阶段：随着水的继续注入和孔隙压力的增加，油藏中原油饱和度降低，使得油井产量逐渐稳定。

在这个阶段，注入水的效果逐渐减弱，产量增加缓慢。

3.饱和度降低阶段：随着时间的推移，油层中残存油饱和度降低，油井产量开始递减。

递减速度取决于油藏渗透率和水的渗透能力。

4.插曲阶段：在水驱过程中，由于储层渗透率和孔隙结构的复杂性，储层中可能存在一些非均质性，从而导致一些油井产量的插曲现象。

水驱特征曲线
水驱特征曲线是描述油田开发过程中石油和水的运移规律的一种曲线，它是通过实验测定得到的。

水驱特征曲线可以反映出油田开发的水驱规律和水驱效率，对于油田的开发和管理具有重要的指导意义。

水驱特征曲线通常包括以下几个参数：
1.渗透率：渗透率是指地层对水流的阻力，是衡量地层渗透性的指标。

渗透率越高，水的运移速度越快。

2.含水饱和度：含水饱和度是指地层中水的含量与总储量的比值，是衡量地层含水量的指标。

含水饱和度越高，水的运移速度越快。

3.原油相对密度：原油相对密度是指原油的密度与水的密度之比，是衡量原油的粘稠度的指标。

原油相对密度越高，油的运移速度越慢。

4.原油相对流动性指数：原油相对流动性指数是指原油的相对流动性与水的相对流动性之比，是衡量原油和水的流动性差异的指标。

原油相对流动性指数越高，油的运移速度越慢。

通过测定这些参数，可以绘制出水驱特征曲线，它通常呈现出一个“S”形曲线，表示了油藏中水的运移规律和水驱效率的变化情况。

在开发油田时，可以根据水驱特征曲线来制定合理的注水方案和采油策略，提高油田的开发效果和经济效益。

#141#第20卷第2期水驱特征曲线研究(六)俞启泰(教授级高工油藏工程中国石油天然气集团公司科学技术研究院北京100083)摘要介绍了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。

主题词水驱驱替特征曲线含水率油田可采储量误差曲线对比中图法分类号TE341收稿日期1998-11-11最近颁布的中华人民共和国石油天然气行业标准5石油可采储量计算方法6[1](简称/计算方法标准0)中,在/开发中后期可采储量计算0部分的水驱特征曲线法中,共规定了6种水驱特征曲线,它们是:纳扎罗夫水驱曲线[2](简称/纳曲线0)、马克西莫夫)童宪章水驱曲线[3,4](简称/马)童曲线0)、西帕切夫水驱曲线[5](简称/西曲线0)、沙卓诺夫水驱曲线[6](简称/沙曲线0)、张金庆水驱曲线[7](简称/张曲线0)和俞启泰水驱曲线[8](简称/俞曲线0)。

下面介绍它们的筛选过程和使用价值,以便于/计算方法标准0的执行。

16种水驱特征曲线的筛选过程1959年马克西莫夫( 1 1 ±¼Ãº¾À³)首次提出了一种水驱特征曲线[3],从而建立了水驱特征曲线法。

分析水驱导数曲线评价方法摘要对水驱特征去曲线进行分析，用来对油藏水驱开发动态进行开发和评价，得到地质储量的计算结果。

在水驱特征的曲线的累计过程中，将部分信息进行了掩盖，得到了水驱开发动态的及时的评价，导致评判的结论和计算的结果不准确。

因此，为了解决这一问题，将导数的敏感性特征加以引入，得到相应的水驱特征的导数的计算方法。

经过实例结果表明，水驱特征导数的曲线能够准确方便地评价油藏水效果。

关键词导数曲线；水驱特征；油藏工程引言油藏工程中，需要对一些时间和空间的函数的特征变化曲线来对油藏开发进行效果的分析，得到了一些累计的特征函数的指标，水驱特征曲线法进行了油藏开采的过程，具有实用的优点[1]。

在实际应用中，利用甲型水驱特征进行油藏水驱开发动态的评价和分析，得到了油藏水驱开发指标和地质的储量的分析。

根据水驱的深入开发的原理，甲型水驱特征曲线呈现了直线的特征，在坐标系上由于水驱特征的函数的变动在小范围数据中不敏感，将中后期的开发措施进行了分析和开发，得到了中后期的措施效果，不能将水驱开发动态进行准确的评价，寻求到更加具有敏感性的水驱评价的方法。

1 导数曲线的引入和分析在石油行业中，压力导数曲线用于解释现代试井的广泛应用，对与导数的函数的敏感性具有很好的解释结果。

将水驱特征曲线进行了效果的分析和评价。

甲型水驱特征的曲线以累计的油产量为横坐标，累计的产水量形成了纵坐标，对数坐标在开发的中后期呈现出明显的直线段，并且形成了常用的直线斜率，其特征函数方程为：Wv为累计产水量，Np 为累计产油量，a，b为常数。

利用直线段的斜率将水驱地质的储量进行计算，得到了多种的常用的关系式为：其中，N为当前的水驱地质储量。

在较高的含水阶段，油田单位累计的摻水的水油比为常数，导数的曲线能够反映出当前的生产状况，与整体生产状况对比得到了当前以及中后期的措施效果的独特作用[2]。

在对产水的导数进行计算的时候，采用的数据是月度的产量以及数据，油田的生产不是连续的，计算出来的导数的曲线的波动范围较大，不利于进行评价，曲线的光滑处理和计算方法是有限性迭代法以及三次B样函数法等。

学术研讨79水驱特征曲线是人工注水开发或天然气水驱开发油田的特定固有规律，是研究油田含水规律、预测开采指标和标定可采储量最基础的方法。

利用水驱曲线法对油田数据进行分析，对制定最优油田开发方案，科学、经济、合理地开发气藏具有极为重要的意义。

本文推导了四种典型的水驱特征曲线，并简要论述了水驱特征曲线的适用条件；对现有的众多水驱特征曲线进行了系统分类，反映各曲线间的关系，避免在生产中选择不同形式的同种曲线。

本文简要介绍了甲、乙、丙、丁四种水驱特征曲线及其累积产油量与含水率的关系，并以某区块为例，计算了该区块的可采储量及采收率，最后将几种方法的计算结果进行对比，讨论几种方法的可靠性，为评价该区块的开发效果提供了一定的参考依据。

水驱特征曲线法对油田进行动态预测◊吉林油田公司乾安采油厂李忠臣1绪论1.1意义二次采油的主要方法是水驱（注水），它作为一种最早加 速采油的方法，在世界范围内被广泛采用。

向油层注水，既补 充油层能量，保持油藏压力，又作为排驱剂，将油向生产井推 进，以提高原油采收率。

对于水驱油藏来说，无论是依靠人工注水或是依靠天然水 驱采油，在无水采油期结束后，都将长期进行含水生产，含水 率还将逐步上升，这是影响油田稳产的重要因素。

水驱特征曲线是人工注水开发或天然气水驱开发油田的特 定固有规律，是研究油田含水规律、预测开采指标和标定可采 储量最基础的方法，目前国内外已形成数十种。

该方法主要是 利用油田开发中的一些实际生产数据，经过建立一定的数学模 析和认识含水规律，提高预测指标的可靠性。

因此，利用水驱曲线法对油田数据进行分析，对制定最优 油田开发方案，科学、经济、合理地开发气藏具有极为重要的 意义。

1.2国内外研究现状目前国内外主要涉及水驱特征线的特性研究、有关系数的 求法及水驱特征曲线在开发指标预测中的应用等方面。

我国对 水驱特征曲线的研究，主要内容是：①水驱特征曲线的应用；②研究水驱特征曲线影响因素分析；③水驱特征曲线表达式的 推导；④提出新的水驱特征曲线表达式或f…-RD程度关系式。

石油大学,石油工程,油藏工程第四章第二节水驱特征曲线分析第二节水驱特征曲线分析油田开发实践和广泛深入的开发理论表明，水驱开发油田，可以获得较高的最终采收率，并且由于水源丰富，价格低廉，因而其作为一种有效的驱替流体，在世界各油田开采中广泛使用。

但是注水或是天然水侵油田的开发，在无水采油期结束后，油田将长期处于含水期的开采，且采水率将逐步上升，这是影响油田稳产的重要因素。

为此，搞清注水开发油田含水上升规律，制订不同生产阶段的切实可行的控制含水增长的措施，是开发水驱油田的一项经常性且极为重要的工作。

一、水驱油田含水采油期的划分与含水上升规律不同油水粘度比的油田水驱特征有显著的差异。

低粘度油田，油水粘度比低，开发初期含水上升缓慢，在含水率与采出程度的关系曲线上呈凹形曲线，主要储量在中低含水期采出。

这是由水驱油非活塞性所决定的，储层的润湿性和非均匀性更加剧了这种差异。

我国主要油田原油属石蜡基原油，粘度普遍较高，这就形成了一个重要特点。

高含水期是注水开发油田的一个重要阶段，在特高含水阶段任有较多储量可供开采。

下面就含水划分标准作一介绍：（1）无水采油期：含水率2％。

（2）低含水采油期：含水率2％～20％。

（3）中含水采油期：含水率20％～60％。

（4）高含水采油期：含水率60％～90％。

（5）特高含水采油期：含水率 90％。

在水驱油田的动态分析和预测工作中，人们常常发现，对于已经进入含水期的油田，若将有关的两个动态参数在半对数坐标纸上作图，可以得到一条比较明显的直线关系，而应用这一直线关系，不仅可以对油田的未来动态进行预测，而且还可以对油田可采储量和最终采收率作出有效的估计。

图4-7表示的是我国某油田注水开发的一条水驱曲线。

这条直线一般从中含水期（含水率在20％）即可出现，而到高含水期仍保持不变。

在油田的注采井网，注采强度保持不变时，直线性也始终保持不变；当注采方式变化后，则出现拐点，但直线关系仍然成立。

如图4-7中的含水达47％左右时，直线出现拐点，其原因在于此时采取了一定的调整措施。

2 水驱特征曲线的分析与应用
2.1 水驱特征曲线基本理论
累积产油量、累积产水量、累积产液量和含水率(水油比)等动态指标之间在不同坐标系中会出现比较明显的线性关系，通常把这种类型的曲线叫做水驱特征曲线。

油田综合含水上升到一定阶段后，某一具体开发层系的累积采油量(NP)和累积采水量
(WP)之间存在着下述统计关系
Pb PNaeW
两端取对数可得
ln pPabWN
该关系曲线称为水驱特征曲线。

式中
WP——累积采水量
NP——累积采油量104t
a——水驱特征曲线的截距
b——水驱特征曲线的斜率
b的物理意义是采出单位油量的同时所采出的水量的对数值，它主要受地质以及开发方案部署等因素的影响，b值越小，说明开发效果越好。

a的物理意义则为累积采油量与累积采水量对数值之差。

a值除受影响b值的诸因素制约外，还受注水时间开始的早晚油水粘度比的大小等因素的影响，无水采收率越大，油水粘度比越小，则a 值越小，这意味着开发初期效果较好。

对式(2-2)进行时间求导和变换，可得累积采水量与含水率之间的关系式和累积采油量与含水率之间的关系式
式中
f W ——含水率。

当油田极限含水率为 98％时由式（2-4）得到油田可采储量计算公式为
式中NR——可采储量，104t。

将式（
（2-4
）中的累积采油量换成采出程度
,
并对式（
2-4
）两端微分
,
得到油
田含水上升率计算公式
()/1RW W W d bf f fd=-（2-6）式中
/RW
d f d——含水上升率；R——采出程度。

水驱曲线法，是评价天然水驱和人工注水开发油田水驱油效果的分析方法。

利用相关水驱特征曲线形态，不但可以预测水驱油田的有关开发指标，还可以预测当油田开发的含水率或水油比到达经济极限条件时的可采储量和采收率，并能对水驱油田的可采储量和原始地质储量作出有效的预测和判断。

目前有十几种水驱特征曲线可以用于评估油田的采收率，但总的看来，采用瞬时量描述的水驱特征曲线不如采用累积量描述的水驱曲线，因此，我们主要选用以下几种累计关系水驱特征曲线来测算可采储量。

丙型水驱特征曲线是累积液油比与累积产液量的关系式，表达式如下：L pa3b3L p〔 14〕N p式〔 14〕说明，油田开发到一定阶段以后，累积产液量与累积产油量之比与累积产液量在直角坐标中呈直线关系。

a3和 b3分别为直线段的截距和斜率。

将式〔 14〕改写成如下形式1a3b3N p L p对式〔 15〕两端进行微分后得dN p a3dL pN p2L2p将上式两端同时除以dt ,那么有L2pa3q LN p2q o 由式〔 15〕解出L p并代入式〔 16〕后得a32 N p2a3q LN2(1 b N)2q p 3 p o （15〕（16〕由上式解出N p得1a3(1 f w )N p〔 17〕b3式〔17〕即为丙型水驱特征曲线的累积产油量与油田含水率之间的关系式，应用该式可以测算油田不同含水率时的累积产油量、当油田极限含水率为0.98 时，得到可采储量N p 11 0.02 a3〔18〕b3只要知道了丙型曲线的有关常数项a3和 b3，就可以应用上式测算油田可采储量。

将式〔 17〕和式〔 18〕相除，便得到可采储量采出程度与含水率的关系式N p1a3(1 f w ) N R 〔19〕13式〔 14〕、〔 17〕和〔 18〕为丙型水驱曲线的主要关系式。

当水驱特征曲线出现直线关系以后，那么可以利用这些公式对油田水驱动态和可采储量进行预测。

丁型水驱特征曲线的表达式如下：L pa4b4W p〔 20〕N p它反映了油田开发到一定阶段后，累积产液量与累积产油量之比与累积产水量在直角坐标中呈直线关系，直线段的截距与斜率分别为a4和 b4。