单砂体产量劈分设计.docx

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单砂体产量劈分设计

单砂体产量劈分设计

一、单砂体研究意义

油田经过十余年的注水开发，大都已进入高含水前期，剩余油在空间上分布十分复杂，挖潜难度越来越大，油田开发矛盾也日益突出、产量逐年递减，由此可见油藏精细管理工作显得越来越重要。

然而常规的按层系/注采井组为单元油藏动态分析，已难以解决油田面临的问题；势必需要更进一步地从层系/井组整体分析向小层/油砂体逐一分析转变。

由平面到纵向，再由纵向到平面寻找潜力。

因此将研究单元细化到油砂体，通过动静态资料相结合的方法解剖单砂体的动用状况，分析油砂体潜力，在此基础上提出完善油砂体注采关系、改善注水效果等综合治理措施，以期达到改善开发效果、减缓油田产量递减的目的。

以往多从时间单元平面沉积微相角度识别单砂体，从平面、层内（小层韵律）研究非均质性及剩余油分布，并很好地认识了开发初期、中期地下复杂的单砂体的平面分布、宏观非均质性及剩余油分布规律；但随着含水增高，层内水洗及剩余油分布越来越复杂，影响水淹与剩余油分布的单砂体内部因素（单砂体内部立体非均质性）研究越显重要，而单砂体内部建筑结构则详尽揭示了层内立体非均质性的本质，因此，本课题试图对地下单砂体内部建筑结构、非均质性及对剩余油的影响这一难题作为基础研究进行尝试性探讨。

产量劈分技术，包括油井的油气水的劈分和注水井注水量的劈分。

由于在不同的时间，受措施等方面的影响，测试结果不尽相同，因此必须根据层位的变更、测试资料剖面变化情况进行产量劈分阶段的划分，然后在各个阶段根据测试资料进行产量劈分，最终计算出单砂体的剩余油分布。

二、方法研究

（一）静态法

1．地层系数法：

利用kh，即油层有效渗透率与有效厚度的乘积，单位为μm2‧m；

2．流动系数法：

利用kh/μ，即地层系数与地层原油粘度的比值，单位为μm2‧m/（mPa‧s）；

（二）动态法

3．产液剖面法：

油井利用每次产液剖面的各个层出液贡献率对各层产油量劈分的方法；

4．吸水剖面法：

水井利用每次吸水剖面的各个层吸水贡献率对各层注水量劈分的方法；

5．动态权重法：

根据动态人员主观分析因素，进行各层的产能及注水劈分的方法。

以上各种方法可单独进行，同时也可以多种因素联合应使用，主要是根据实现数据提供情况和使用者的工作习惯所决定。

三、单井产量和注水量劈分原则

1、注水井

对多层混合注水的水井而言，最初用地层系数，有吸水剖面后开始用吸水剖面劈分注水量；对于分层注水井，进行了分层测试（示踪剂）的用分层测试资料权重劈分，当分层测试与吸水剖面并存时，以动态的吸水剖面为准（目前油田注水方式多为油管注水、套管注水、油套混注或利用偏心配水器来实现多层合理分配注水，考虑到封隔器不严或固井质量差而引起的套管注水窜层的影响，而多采用吸水剖面）。

2、采油井

一是测有产液剖面的井，原则上按初期地层系数百分数与此后不同阶段间测试的产液剖面产油、产水百分数进行线性插值来劈分各层系油、水产量；

二是未测产液剖面但为受益油井，借助对应注水井吸水剖面进行劈产；

三是既无产液剖面又无注水补充能量的边远油井，因属于弹性或边水驱动，仅考虑使用地层系数或流动系数来劈分。

以上产能劈分的各原则是建立在假设层间有不渗透隔层，层间不产生流动，即不发生流体交换，当同时打开多层时，每层流体各自流入井筒；多层油藏中N个储集层都是水平的，流体性质相同。

劈分细则见下表：

序号

情况

劈产方法

1

投产后一直未测产液剖面

按流动系数（同一油藏，则用地层系数）求取各小层劈分权重；生产层位变化后重新计算权重。

2

只在生产某层位的时段内测有产液剖面

对其它层位生产时段及该段测产液剖面以前用流动系数进行劈分。

3

某层段开始到第一次产液剖面、两次产液剖面之间或最后一次产液剖面至今

分别用流动系数与产液剖面、两次产液剖面间或最后一次产液剖面与流动系数权重线性插值得到各月产油、产水劈分系数。

4

进行补孔、层调、堵水、复射孔等生产层位发生变化后

其前1个月用原流动系数权重；不再用之前的劈分系数，重新返回考虑情况1、2、3分别计算劈分系数；如果补孔、复射孔前后产油（水）量明显变高，则认为补孔、复射孔层位为主要出力层，可认为原生产层当月仍只产出原有的产量，并据此计算新老层产油、产水量劈分权重，将产油、水权重分别与新老产层各自的流动系数相乘，分别得到各生产层的劈油水系数，之后与产液剖面系数进行插值；堵水有效时用新计算的生产层段的流动系数权重，失效（产液、含水、压力、液面等，关键是确定失效时间，增加合理的人为因素）后，认为所堵层重新生产（即堵水前流动系数权重计算）。

5

生产层段内有干层射开

最初认为干层不出，即劈分系数为0，之后与产液剖面中产油、水比例各自插值得到劈分系数。

6

射孔数据已封堵层

封堵后认为不产液，不参与劈分，若之后测产液剖面仍反应是产液的层（平时可从产液，含水明显变化来判断是否封堵失效），则认为测剖面时封堵失效，开始重新参与劈分。

7

同一小层内有多个砂层

先计算各砂层的系数，劈分时对同小层的砂层系数求和后进行劈分。

8

有N22、E32及基岩、逆断层下盘层与其它有小层号的层合采

将无小层号的层按流动系数或产吸剖面系数求和后，当作一个小层与有小层号的层一起参与劈分。

9

产液剖面未对所有生产层段进行测试

对测试段用油水百分比乘以所有测试层流动系数权重之和；未测试层则用流动系数权重。

10

采油井生产情况（产量、含水等）发生较大变化却无作业记录时

一般地，含水大幅上升时，若无产液剖面，则根据同层系邻井产液剖面或生产情况判断出水层位，调整劈分系数；含水大幅下降时，若无堵水层位资料，则先判断主要出水层位，按照堵水处理。

11

射开油水同层时

根据生产情况、产液剖面等资料判断该层为油层、水层或油水同层，有效厚度相应取值厚度或厚度的一半。

孔隙度、渗透率、地层厚度、地层压力、表皮系数、砂体大小等影响对分层流量有较大的影响，并且随着生产时间的变化影响的权重有一定的差异。

此外，注采系统和其他人为的因素对各层的产量贡献率也有一定的影响，具体问题具体分析，劈分原则基础按上表进行。

四、数据维护

1．目标管理

（1）目标管理主要是维护油水井所属关系，可以增加、修改、删除，其基础数据如下：

序号

油田

区块

井号

1

青海油田

尕斯E31块

油井1

2

青海油田

尕斯E31块

油井2

3

青海油田

尕斯E31块

油井3

4

青海油田

尕斯E31块

油井4

5

青海油田

尕斯E31块

油井5

6

青海油田

尕斯E31块

油井6

…

上表的目标可逐一填加、删除、修改，也可批量导入，导出（常用的数据表：

.xls,.txt,.dba等等格式），同时支持查询和定位的功能。

2．数据管理

（1）单砂体数据表，表1

序号

油田

区块

井号

解释序号

日期

单砂体

有效厚度

有效渗透率

粘度

射孔厚度

1

青海油田

尕斯E31块

油井1

11

1990.12.01

NmⅡ1-2

5

110

56

4.2

2

青海油田

尕斯E31块

油井1

13

1990.12.01

NmⅡ1-3

6.3

151

78

5

3

青海油田

尕斯E31块

油井1

17

1990.12.01

NmⅡ1-4

2.1

68

34

2.1

4

青海油田

尕斯E31块

油井1

20

1990.12.01

EdⅣ3-2

0.9

79

23

0.9

5

青海油田

尕斯E31块

油井1

22

1990.12.01

EdⅣ3-2

4.2

251

102

3.8

6

青海油田

尕斯E31块

油井1

31

1990.12.01

EdⅣ3-2

1.9

158

87

1.9

…

上表中，如采用静态法中的地层系数法计算产量劈分，其中有效厚度和有效渗透率是必填项；如采用地层系数法，除以上两个参数外，粘度也是必填项。

（2）油井小层生产数据表，表2

序号

油田

区块

井号

解释序号

开始年月

结束年月

1

青海油田

尕斯E31块

油井1

11

1999.10

2005.04

2

青海油田

尕斯E31块

油井1

13

1996.11

2001.05

3

青海油田

尕斯E31块

油井1

17

1996.11

4

青海油田

尕斯E31块

油井1

20

1994.08

1999.07

5

青海油田

尕斯E31块

油井1

22

1994.08

6

青海油田

尕斯E31块

油井1

31

1990.05

1995.09

…

上表中开始年月为必填项，结束年月可不填，表示到目前为仍在生产。

（3）水井小层注水数据表，表3

序号

油田

区块

井号

解释序号

开始年月

结束年月

1

青海油田

尕斯E31块

水井1

2

1996.10

1999.04

2

青海油田

尕斯E31块

水井1

5

1998.11

2001.05

3

青海油田

尕斯E31块

水井1

8

1998.11

2002.12

4

青海油田

尕斯E31块

水井1

11

1996.08

1999.07

5

青海油田

尕斯E31块

水井1

13

1994.08

1999.09

6

青海油田

尕斯E31块

水井1

17

1991.01

1996.12

…

（4）油井产液剖面，表4

序号

井号

解释序号

油层顶界

油层底界

砂体厚度

有效厚度

测试日期

产油量

产水量

1

油井1

11

1982.3

1976.5

5.8

5

1999.10

6.6

3.2

2

油井1

13

1999.1

1992.5

6.6

6.3

1999.10

3.2

6.5

3

油井1

17

2008.5

2006.4

2.1

2.1

1999.10

0.3

2

4

油井1

20

2010

2009.1

0.9

0.9

1999.10

0

15

5

油井1

22

2018.3

2013.8

4.5

4.2

1999.10

6

油井1

31

2025.9

2024

1.9

1.9

1999.10

2.1

1.3

…

（5）水井吸水剖面，表5

序号

井号

解释序号

油层顶界

油层底界

砂体厚度

有效厚度

测试日期

相对吸水率

1

水井1

11

1982.3

1976.5

5.8

5

1999.10.09

100

2

水井1

13

1999.1

1992.5

6.6

6.3

1999.10.09

0

3

水井1

11

1982.3

1976.5

5.8

5

2000.10.10

65

4

水井1

13

1999.1

1992.5

6.6

6.3

2000.10.10

35

5

水井1

11

1982.3

1976.5

5.8

5

2003.09.12

80

6

水井1

13

1999.1

1992.5

6.6

6.3

2003.09.12

20

…

（6）小层动态权重配置表，表6

序号

井号

解释序号

开始年月

结束年月

动态权重

1

油井1

11

1999.10

2005.04

0.25

2

油井1

13

1996.11

2001.05

0.11

3

油井1

17

1996.11

0.29

4

油井1

20

1994.08

1999.07

0.21

5

油井1

22

1994.08

0

6

油井1

31

1990.05

1995.09

0.14

…

（7）综合权重分配表，表7

序号

井号

解释序号

开始年月

结束年月

吸水加权

厚度加权

动态加权

1

油井1

11

1999.10

2005.04

0.25

0.11

0.3

2

油井1

13

1996.11

2001.05

0.11

0.21

0.2

3

油井1

17

1996.11

0.29

0.18

0

4

油井1

20

1994.08

1999.07

0.21

0.3

0

5

油井1

22

1994.08

0

0.01

0.3

6

油井1

31

1990.05

1995.09

0.14

0.19

0.2

…

（8）油井月数据，表8

序号

井号

生产年月

月产油量

月产水量

1

油井1

1998.01

25

32.1

2

油井1

1998.02

26.9

45

3

油井1

1998.03

30

51.3

4

油井1

1998.04

28.5

35.6

5

油井1

1998.05

36

45.6

6

油井1

1998.06

30.1

35.9

…

（9）水井月数据，表9

序号

井号

生产年月

月注水量

1

水井1

1998.01

86

2

水井1

1998.02

79

3

水井1

1998.03

90

4

水井1

1998.04

88.5

…

五、劈分过程

（一）计算方法

在劈分前首先要确定劈分方法，方法确定下来后，检查计算参数是否齐全，如果不全，给出不全参数的提示，否则按该方法计算各井所设时间段内各月的产油量、产水量大小，最后按单砂体进行汇总。

1．地层系数法：

从表1中提取有效厚度h和渗透率μ，计算地层系数，按地层系数大小计算各层贡献率值：

按上面计算的各层出液贡献率分别计算各层的产油量和产水量大小；

2．流动系数法：

从表1中提取有效厚度h、渗透率k和粘度值μ，计算流动系数，按流动系数大小计算各层贡献率值：

按上面计算的各层出液贡献率分别计算各层的产油量和产水量大小；

3．产液剖面法：

从表4产液剖面数据表中提取各层产油量、产水量数据，计算各层产液贡献率大小η值，其算法如下：

按上面计算出的各层产液贡献率大小计算各层的产油量、产水量；

4．吸水剖面法：

从表5中直接提取相对吸水率值计算各层的产油量、产水量；

5．动态权重法：

从表6中直接提取动态权重值计算各层的产油量、产水量；

6．综合法：

该方法是让用户可以进行综合运用各种已知条件，采取综合分析的方法进行产量劈分，可直接从表7中计算各种权重的综合权重值，而后计算各油层的产油量和产水量大小。

以上方法均可进行小层产量劈分，其方法的优选原则如下：

重视人为选择方法（即专家确定方法），系统默认方法按：

综合法->动态权重->吸水或产液剖面->流动系数->地层系数的顺序进行。

（二）产量汇总

按上方法对各油井、水井进行产能和注水劈分后，结合表1中单砂体中同一单砂体进行汇总，计算出各单砂体的逐月产油量、产水量和注水量，同时计算各单砂体的累产油量、累产水量及累注水量值。

序号

单砂体

生产年月

产油量

产水量

累产油

累产水

采油速度

采出程度

1

NmⅡ1-2

1998.01

2

NmⅡ1-3

1998.02

3

NmⅡ1-4

1998.03

4

EdⅣ3-2

1998.04

5

EdⅣ3-2

1998.05

6

EdⅣ3-2

1998.06

…

六、方法细化研究

利用分层含水与相对动用程度呈正相关的理论代替以前的各层含水都相等的理论，计算油井分层产油量和产水量，使计算出的多油层合采油井的分层采出结果，更接近于真实。

以砂岩油藏的每一个连通砂体为研究单元，充分运用油公司网络数据及多种动态资料、油藏描述成果、油藏工程方法等，定量计算多油层合采油田的分层的注入量、采出量、剩余可采储量和经济可采储量等动态开发参数，为优化油田开发方案提供依据。

1、采用正相关的理论

目前对于多层合采油井的劈产计算，忽略了层间含水率和平面水驱方向的差异性，造成了较大的误差：

即劈产后的各层含水率是相等的。

从而使建立在劈产分层数据上的各种剩余油计算发生偏差，直接影响油田调整方案的有效性和准确性。

本方法充分考虑了层间含水率和平面水驱方向的差异性，从而使劈产的结果更准确。

2、准确计算油井分层产油量和产水量：

采用分层含水与相对动用程度呈正相关的理论和算法，充分考虑平面上注采井组在不同见效方向上的水驱情况，计算多层合采油井分层产油、产水量和剩余油；比按照分层含水率相等的错误方法计算的剩余油，更准确地揭示平面和层间的剩余油分布规律。

从而为多层合采油田的各种精细研究，提供更准确的基础数据。

参见下表。

油井劈产方法对比表

对比项目

目前方法

本方法

对比

1、平面上水驱差异

不考虑

定量分配

考虑平面差异

2、层间含水率变化

不考虑

正相关方法

考虑层间差异

比如，某油井有3个油层合采，日产液20m3，日产油3t，日产水17m3，综合含水85.0%。

运用目前的劈产方法与本方法（正相关方法）计算结果见下表：

权重

70%

15%

15%

0%

计算总权重%

目前方法劈产结果

正相关法劈产结果

层号

产液

%

吸水

%

KH值

%

动态

%

液

m3

油

t

水

m3

含水

%

液

m3

油

t

水

m3

含水

%

1

30.0

15.0

30.0

0.0

27.8

5.6

0.8

4.7

85.0

5.6

4.1

1.43

74.2

2

65.0

80.0

62.0

0.0

66.8

13.4

2.0

11.4

85.0

13.4

12.3

1.02

92.4

3

5.0

5.0

8.0

0.0

5.5

1.1

0.2

0.9

85.0

1.1

0.5

0.55

49.4

从这个例子中可以看出，运用正相关法，计算出的低产液层的含水较低、高产液层的含水较高，更接近油井各层的实际情况。

分层剩余油研究技术，适用于天然水驱或人工水驱、多油层合采、综合含水大于40%、原油粘度小于1000mPa.s的各类油藏。

七、结果查询

1．对以上所有涉及的各表均可进行各个参数的查询，支持联合查询，即两个或两个以上参数表汇总一个新的大表查询。

2．如果给出各单砂体的地质储量，可计算各阶段的采油速度和采出程度值，同时可以计算出水驱曲线等功能。