CN107676064A - 一种水驱油藏含水率预测方法及其预测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水驱油藏含水率预测方法及其预测装置，该方法包括以下步骤：获取目标油藏样本点的采出程度R数据以及含水率fw数据；对以为纵坐标，采出程度为横坐标的线性回归拟合，得到二者的线性关系曲线图；并根据线性关系曲线图得到含水率为经济极限含水率fwL时油藏最终采收率ER；结合线性关系曲线图以及以下含水率表达式，得到采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0；根据含水率表达式计算出油田不同采出程度下的含水率，即水驱油藏含水率的预测值。该方法基于油田实际开发动态数据，计算出具体油田历史含水率与采收率的公式，从而预测油田目前开采方式下含水率随采出程度的变化。该方法更符合油藏实际，建立的公式预测含水率精度更高。
Description
技术领域
本发明属于油田开发技术领域，具体涉及一种水驱油藏含水率预测方法及其预测装置。
背景技术
通过对水驱曲线的研究以及油田实际生产数据的统计证明，任何一个水驱油藏的含水率和采出程度之间都存在一定的关系，它的具体关系是油田开发众多因素共同作用下油水流动规律的综合反映，利用含水率与采出程度的关系式可以确定含水率随采出程度的变化状况。该关系不仅取决于油藏储层的非均质性、流体的性质、水体大小以及流体分布等油藏参数有关，还与开发井网、开采方式以及工作制度等人为因素有关。实际油田中各个油藏的参数千差万别，并且开发井网及开采方式也各有特点，因此，不同油田的含水率与采出程度关系也不尽相同。为了更好地明确油田含水率的变化，需要确定合理的含水率与采出程度关系式。
1981年童宪章院士基于乙型水驱曲线及国内外25个中高渗油藏的数据，建立采出程度R和最终采收ER与含水率fw的关系式：
式中：fw为油藏含水率，f；R为油藏采出程度，f；ER为油藏最终采收率，f。利用上式可得到中高渗油田不同最终采收率下含水率与采出程度的变化规律。以采出程度R为横坐标，含水率为纵坐标取不同的ER就可以在坐标系上作出一系列的fw-R关系曲线族。童氏图版是含水率与采出程度关系图版，是基于30年前中-高渗透油田的开发数据得到的统计规律，在我国得到广泛应用。但近年通过实际油田的应用发现，童氏含水率与采出程度预测误差较大，甚至不能应用，其原因在于：任何一个实际开发的油田，从油田开采初期到多年之后开采方式在不断发生变化，所以采出程度与含水率是发生变化，用童氏图版式很难拟合一个油田多年的生产数据。
针对童宪章水驱图版存在的问题，尹大庆于2014年提出了一种修正图版，其表达式为：
式中：fw为油藏含水率，f；R为油藏采出程度，f；ER为油藏最终采收率，f；a为常数。基于上述公式利用油田实际生产数据回归得到系数a，即可绘制不同最终采收率下含水率与采出程度关系曲线图版。然而该公式没有任何的理论推导，只是设想，同时常数a没有任何物理意义。
目前现有的含水率与采出程度关系曲线图版，主要存在以下两个问题，一是30年前基于统计规律得到的童氏图版不能较好地应用到目前的水驱油藏中，预测的含水率往往比实际要相差很大，具有一定的局限性；二是修正的图版公式只是将童氏图版关系式中的系数7.5等人为地修改为其他常数，缺乏科学性。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种水驱油藏含水率预测方法。该方法可以预测水驱油田含水率随采出程度的变化，也能够预测油田的采收率及可采储量，有利于指导对油田效果的认识，从而提高水驱油田开发的经济效益。
本发明的另一目的是提供一种水驱油藏含水率预测装置。
为达到上述目的，本发明提供了一种水驱油藏含水率预测方法，该方法包括以下步骤：
获取目标油藏样本点的采出程度R数据以及含水率fw数据；
对以为纵坐标，采出程度为横坐标的一系列数据点进行线性回归拟合，得到与采出程度的线性关系曲线图；并根据所述线性关系曲线图得到含水率为经济极限含水率fwL时油藏最终采收率ER；
结合所述线性关系曲线图以及以下含水率表达式，得到采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0；所述含水率表达式为：
其中，R为采出程度，f；fw为油藏含水率，f；fwL为经济极限含水率，f；R0为采出程度历史初值，f；fw0为含水率历史初值，f；ER为油藏最终采收率，f；
根据所述含水率表达式计算出油田不同采出程度下的含水率，即水驱油藏含水率的预测值。
含水率是油田开发过程中的一个重要开发指标，含水率的变化反映了油藏油水的流动规律，根据含水率变化可以为油田开发制定相应的调整措施，指导油田更高效合理地开发。注水或者天然边底水开发油田过程中，水体不断将原油往井底推进，油藏中含油饱和度随着含水饱和度的增加而减少，当含水饱和度达到一定值之后，油井处含水饱和度大于束缚水饱和度，油井见水，含水率开始增大，而含水率与采出程度成一定关系式。利用含水率与采出程度关系式不但可以预测水驱油藏含水率等开发动态参数，而且还可预测水驱油藏的可采储量及采收率，在国内外已广泛应用于水驱油田的水驱开发效果评价。为此，本发明方案提供了一种计算油田含水的新方法，该方法基于油田实际开发动态数据，计算出具体油田历史含水率与采收率的公式，从而预测油田目前开采方式下含水率随采出程度的变化。这种方法更符合油藏实际，建立的公式预测含水率精度更高。
在上述水驱油藏含水率预测方法中，经济极限含水率为预设值，可以选取本领域的常规预设值。
在上述水驱油藏含水率预测方法中，优选地，获取所述目标油藏的样本点的采出程度R数据以及含水率fw数据的具体过程包括：
研究目标水驱开发油藏的开采方式以及油田地质特征，收集油藏开发中的历史生产数据，所述生产数据包括原油产量数据与含水率fw数据；
将所述原油产量数据变换为采出程度R数据。
在上述水驱油藏含水率预测方法中，优选地，该方法是通过对所述线性关系曲线图采用作图法，获得含水率为经济极限含水率fwL时油藏最终采收率ER。
在上述水驱油藏含水率预测方法中，优选地，所述作图法的具体过程包括：
在所述线性关系曲线图中，以纵坐标取值为且平行于横坐标做一水平线，同时延长实际含水率与采出程度拟合回归得到的直线交于一点，该交点对应的横坐标即为油田的经济极限含水率fwL下的油藏最终采收率ER。
在上述水驱油藏含水率预测方法中，优选地，所述结合所述线性关系曲线图以及以下含水率表达式，得到采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0的具体过程包括：
将所述水率表达式的斜率项和截距项对应的与所述线性关系曲线图的斜率值和截距值建立方程，通过求解方程得出采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0。
本发明还提供了一种水驱油藏含水率预测装置，该装置包括：
第一模块，所述第一模块用于获取目标油藏样本点的采出程度R数据以及含水率fw数据；
第二模块，所述第二模块用于对以为纵坐标，采出程度为横坐标的一系列数据点进行线性回归拟合，得到与采出程度的线性关系曲线图；并根据所述线性关系曲线图得到含水率为经济极限含水率fwL时油藏最终采收率ER；
第三模块，所述第三模块用于结合所述线性关系曲线图以及以下含水率表达式，得到采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0；所述含水率表达式为：
其中，R为采出程度，f；fw为油藏含水率，f；fwL为经济极限含水率，f；R0为采出程度历史初值，f；fw0为含水率历史初值，f；ER为油藏最终采收率，f；
第四模块，所述第四模块用于根据所述含水率表达式计算出油田不同采出程度下的含水率，即水驱油藏含水率的预测值。
在上述水驱油藏含水率预测装置中，优选地，在所述第一模块中，获取所述目标油藏样本点的采出程度R数据以及含水率fw数据的具体过程包括：
研究目标水驱开发油藏的开采方式以及油田地质特征，收集油藏开发中的历史生产数据，所述生产数据包括原油产量数据与含水率fw数据；
将所述原油产量数据变换为采出程度R数据。
在上述水驱油藏含水率预测装置中，优选地，在所述第二模块中，是通过对所述线性关系曲线图采用作图法，获得含水率为经济极限含水率fwL时油藏最终采收率ER。
在上述水驱油藏含水率预测装置中，优选地，所述作图法的具体过程包括：
在所述线性关系曲线图中，以纵坐标取值为且平行于横坐标做一水平线，同时延长实际含水率与采出程度拟合回归得到的直线交于一点，该交点对应的横坐标即为油田的经济极限含水率fwL下的油藏最终采收率ER。
在上述水驱油藏含水率预测装置中，优选地，在所述第三模块中，所述结合所述线性关系曲线图以及以下含水率表达式，得到采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0的具体过程包括：
将所述水率表达式的斜率项和截距项对应的与所述线性关系曲线图的斜率值和截距值建立方程，通过求解方程得出采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0。
本发明提供的方案是基于含水率与采出程度关系可以反映油田地下油水流动规律这一理论，利用油田实际历史生产数据，得到符合实际油田的含水率计算关系式，不仅在理论上能更加准确的解释分析实际油田水驱特征规律，而且可以更准确地预测油田开发指标。
附图说明
图1为实施例1利用实际数据拟合回归与采出程度的线性关系曲线图；
图2为实施例1得到的含水率与采出程度关系曲线和油田实际数据对比图；
图3为传统的童氏水驱特征曲线图版及实际油田数据对比图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种水驱油藏含水率预测方法，该方法包括以下步骤：
S1，获取目标油藏的样本点的采出程度R数据以及含水率fw数据。
具体地，考察油藏的地质及开采情况，得到油田的在过去开发中的生产数据；大老爷府油田属于低渗透油田，于1994年7月采用250m井距反九点法一套层系注水投入开发，动用含油面积41.6km2，地质储量2026×104t，标定可采储量256.5×104t，采收率12.7％，初期含水确定39.5％，油田11年生产数据见表1。
表1大老爷府油田生产数据
| 开发时间/年 | 年产油/万吨 | 累积产油/万吨 | 含水率/f |
| 1 | 8.1 | 8.1 | 0.395 |
| 2 | 32.4 | 40.5 | 0.672 |
| 3 | 30.4 | 62.8 | 0.755 |
| 4 | 46.6 | 77.0 | 0.798 |
| 5 | 44.6 | 91.2 | 0.784 |
| 6 | 58.8 | 103.3 | 0.799 |
| 7 | 54.7 | 113.5 | 0.807 |
| 8 | 68.9 | 123.6 | 0.829 |
| 9 | 64.8 | 133.7 | 0.870 |
| 10 | 79.0 | 143.8 | 0.900 |
| 11 | 77.0 | 156.0 | 0.902 |
将表1中的累积产油量除以地质储量得到采出程度数据，并计算出不同含水率下的值，具体见表2。
表2大老爷府油田采出程度与实测含水率数据表
S2，对以为纵坐标，采出程度为横坐标的一系列数据点进行线性回归拟合，得到与采出程度的线性关系曲线图；然后根据线性关系曲线图得到含水率为经济极限含水率fwL时油藏最终采收率ER；经济极限含水率fwL为预设值。
具体地，以采出程度为横坐标，以为纵坐标，将实际含水率与采出程度数据点绘制坐标系中，并进行线性回归拟合，得到与采出程度的线性关系曲线图(见图1中直线AB)；确定经济极限含水率fwL(本实例取经济极限含水率的一般取值0.98)，并计算的值(本实例计算值为-1.69)，以纵坐标取值为且平行于横坐标做一水平线(图1中直线CB)，同时延长实际含水率与采出程度拟合回归得到的直线交于点(图1中点B)，该交点对应的横坐标(图1中直线BD与横坐标的交点值)即为油田的经济极限条件下的采收率ER，本实例中的ER取值为0.128。
S3，结合所述线性关系曲线图以及以下含水率表达式，得到采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0；所述含水率表达式为：
其中，R为采出程度，f；fw为油藏含水率，f；fwL为经济极限含水率，f；R0为采出程度历史初值，f；fw0为含水率历史初值，f；ER为油藏最终采收率，f。
具体为，将含水率表达式右边第二项等于线性关系曲线图的截距值，含水率表达式右边第一项采出程度R的系数等于所述线性关系曲线图的斜率值，通过求解二元一次方程得出采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0；经计算，本实例中参数R0和fw0分别为0和0.52。
S4，根据所述含水率表达式计算出油田不同采出程度下的含水率，即为水驱油藏含水率的预测值。
将本实施例计算得到含水率值与实际油田数据绘制于图2，将童氏图版与实际油田数据得到的含水率绘制于图3；并将二者计算得到的含水率数据，以及含水率的相对误差记载于表3。
表3大老爷府油田采出程度与含水率数据表
通过图2和图3及表3数据可知，采用本实施例方法获得的含水率曲线和实际点拟合度很高，除了第一个实际点与计算值相差较大外，其余数据点相对误差都要小于5％，说明了该预测方法的准确性；而童氏图版中的曲线与实际数据点吻合度较差，预测的含水率与实际值相差较大，相对误差最大为114.7％。
Claims (10)
1.一种水驱油藏含水率预测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
获取目标油藏样本点的采出程度R数据以及含水率fw数据；
对以为纵坐标，采出程度为横坐标的一系列数据点进行线性回归拟合，得到与采出程度的线性关系曲线图；并根据所述线性关系曲线图得到含水率为经济极限含水率fwL时油藏最终采收率ER；
结合所述线性关系曲线图以及以下含水率表达式，得到采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0；所述含水率表达式为：
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其中，R为采出程度，f；fw为油藏含水率，f；fwL为经济极限含水率，f；R0为采出程度历史初值，f；fw0为含水率历史初值，f；ER为油藏最终采收率，f；
根据所述含水率表达式计算出油田不同采出程度下的含水率，即水驱油藏含水率的预测值。
2.根据权利要求1所述的水驱油藏含水率预测方法，其特征在于，获取所述目标油藏样本点的采出程度R数据以及含水率fw数据的具体过程包括：
研究目标水驱开发油藏的开采方式以及油田地质特征，收集油藏开发中的历史生产数据，所述生产数据包括原油产量数据与含水率fw数据；
将所述原油产量数据变换为采出程度R数据。
3.根据权利要求1或2所述的水驱油藏含水率预测方法，其特征在于，该方法是通过对所述线性关系曲线图采用作图法，获得含水率为经济极限含水率fwL时油藏最终采收率ER。
4.根据权利要求3所述的水驱油藏含水率预测方法，其特征在于，所述作图法的具体过程包括：
在所述线性关系曲线图中，以纵坐标取值为且平行于横坐标做一水平线，同时延长实际含水率与采出程度拟合回归得到的直线交于一点，该交点对应的横坐标即为油田的经济极限含水率fwL下的油藏最终采收率ER。
5.根据权利要求1-4任一项所述的水驱油藏含水率预测方法，其特征在于，所述结合所述线性关系曲线图以及以下含水率表达式，得到采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0的具体过程包括：
将所述水率表达式的斜率项和截距项对应的与所述线性关系曲线图的斜率值和截距值建立方程，通过求解方程得出采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0。
6.一种水驱油藏含水率预测装置，其特征在于，该装置包括：
第一模块，所述第一模块用于获取目标油藏样本点的采出程度R数据以及含水率fw数据；
第二模块，所述第二模块用于对以为纵坐标，采出程度为横坐标的一系列数据点进行线性回归拟合，得到与采出程度的线性关系曲线图；并根据所述线性关系曲线图得到含水率为经济极限含水率fwL时油藏最终采收率ER；
第三模块，所述第三模块用于结合所述线性关系曲线图以及以下含水率表达式，得到采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0；所述含水率表达式为：
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其中，R为采出程度，f；fw为油藏含水率，f；fwL为经济极限含水率，f；R0为采出程度历史初值，f；fw0为含水率历史初值，f；ER为油藏最终采收率，f；
第四模块，所述第四模块用于根据所述含水率表达式计算出油田不同采出程度下的含水率，即水驱油藏含水率的预测值。
7.根据权利要求6所述的水驱油藏含水率预测装置，其特征在于，在所述第一模块中，获取所述目标油藏样本点的采出程度R数据以及含水率fw数据的具体过程包括：
研究目标水驱开发油藏的开采方式以及油田地质特征，收集油藏开发中的历史生产数据，所述生产数据包括原油产量数据与含水率fw数据；
将所述原油产量数据变换为采出程度R数据。
8.根据权利要求6所述的水驱油藏含水率预测装置，其特征在于，在所述第二模块中，是通过对所述线性关系曲线图采用作图法，获得含水率为经济极限含水率fwL时油藏最终采收率ER。
9.根据权利要求8所述的水驱油藏含水率预测装置，其特征在于，所述作图法的具体过程包括：
在所述线性关系曲线图中，以纵坐标取值为且平行于横坐标做一水平线，同时延长实际含水率与采出程度拟合回归得到的直线交于一点，该交点对应的横坐标即为油田的经济极限含水率fwL下的油藏最终采收率ER。
10.根据权利要求6所述的水驱油藏含水率预测装置，其特征在于，在所述第三模块中，所述结合所述线性关系曲线图以及以下含水率表达式，得到采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0的具体过程包括：
将所述水率表达式的斜率项和截距项对应的与所述线性关系曲线图的斜率值和截距值建立方程，通过求解方程得出采出程度历史初值R0和含水率历史初值fw0。
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