合理采油速度研究

曲建山

摘 要  通过对宝北区块低渗透油藏地质、开发特征的综合分析研究，除应用传统的实际开发资料计算法、数值模拟法对油田合理采油速度进行预测外，还收集整理了全国25个低渗透油田区块的资料，统计回归出采油速度与地层流动系数以及井网密度关系，绘制了预测采油速度图版。运用以上方法，针对宝北区块的开发地质现状，对目前井网条件下的合理采油速度进行了预测评价，确定Ⅱ油组和Ⅲ1小层的合理采油速度分别为2.00%和2.50%。

主题词  宝北区块  低渗透油气藏  采油速度  预测评价

前 言

根据国内有关低渗透油田文章的论述，低渗透油田一般是指储层渗透率在（10～100）×10-3μm2的油田[1]。河南油田焉耆盆地的宝北区块，主力开发单元的渗透率均在100×10-3μm2以下，其中Ⅱ油组渗透率为19.09×10-3μm2，Ⅲ1小层渗透率为30.25×10-3μm2，该区块属于典型的低渗透油田。

油藏地质特征

焉耆盆地宝北构造形态为一两翼不对称的高陡背斜构造，油层平均埋深在2156～2377m，含油井段最长的187 m，单井平均碾平有效厚度45.3m。三工河组含油层共分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个油组8个小层。储层沉积相类型主要为辫状河三角洲水下分流河道、河坝，储层渗透率变异系数0.～0.76，渗透率级差31.2～245.2，平均孔隙度为12.17%～13.49%，平均渗透率为7.71×10-3～30.25×10-3μm2。

据宝北区块4口井岩心天然裂缝发育特征研究，裂缝分布密度为0.13～22条/m。储层岩石润湿性特征为水湿特点。油井见水后，无因次采油（液）指数大幅度下降，含水到%（一般50%～60%），无因次采油指数仅有0.1左右。油藏类型总体上以背斜构造油藏为主。流体性质较好，地面油密度平均为0.791 g/cm3，粘度70°C为1.27mPa.s；地层油密度为0.6157～0.75 g/cm3，粘度为0.292～0.534 mPa.s，原始气油比162～188m3/m3，体积系数1.5312～1.5836。地层水总矿化度较高，达40000mg/L以上，水型以CaCl2为主。

合理采油速度研究

合理的采油速度应该能在现有的工艺条件下充分发挥油井的采油能力和注水井的注水能力，不降低水驱油波及效果，注采井网合理，注采系统得到优化设计（压力等级及规模大小），从而使经济效果达到最优。

1、用实际开发资料确定合理采油速度

（1）米采油指数的确定

用试油、试采、试井、岩心分析和实际生产资料统计等五种方法，对宝北区块Ⅱ油组和Ⅲ1小层的米采油指数进行了计算，分别取值为0.1638 t/d.MPa.m和0.2274 t/d.MPa.m（表1）。

（2）合理生产压差的定确

 合理生产压差的确定，主要考虑地层压力、流动压力、饱和压力和破裂压力之间的关系，以流动压力不低于饱和压力的90%，井口保持一定的自喷能力为原则。Ⅱ油组和Ⅲ1小层选取合理的生产压差分别为6.0 MPa 和5.0 MPa是合理的。

表1   宝北区块采油指数统计表

在确定米采油指数、合理生产压差和已知的油层厚度之后，根据统计的5口井产液厚度百分数及22口井吸水厚度百分数，考虑到其他因素，经综合分析，确定Ⅱ油组，有效厚度动用率取65.0%；Ⅲ1小层有效厚度动用率取75.0%。经计算Ⅱ油组和Ⅲ1小层采油速度分别为2.11%和2.83%。

2．用数值模拟方法确定合理采油速度

用数值模拟方法对Ⅱ油组和Ⅲ1小层的合理采油速度进行了预测，假定Ⅱ油组地层压力维持在原始地层压力85%，分别对2.0%、2.25%和2.5%的采油速度进行了开发指标预测；假定Ⅲ1小层地层压力维持在原始地层压力的90%，分别对2.2%、2.5%和2.75%的采油速度进行了开发指标预测。对比结果看来，Ⅱ油组和Ⅲ1小层采油速度分别选择为2.0%和2.5%是相对较好的。

3.采油速度与流动系数关系法

经过对5个油田（温吉桑——米登、丘陵、鄯善、马岭、安塞）和3个区块（温西1块、温西3块、温西5块）设计和实际达到的采油速度资料统计，发现采油速度和流动系数之间存在着一定的关系，且随着流动系数的增加，相关性较好[2]（图1）。

经回归得到采油速度和流动系数相关式为：

V0=1.6545Lg(k×h/μ)-1.509  …………………………………………………（1）

式中，Vo—采油速度，%；K—有效渗透率，10-3μm2； h —有效厚度， m；μ—地层原油粘度，mPa.s。

图1   采油速度与流动系数关系曲线

经计算，宝北区块Ⅱ油组平均流动系数为110×10-3μm2 .m/mPa.s，Ⅲ1小层平均流动系数为277×10-3μm2 .m/mPa.s，把流动系数带入公式（1），可分别得到Ⅱ油组平均采油速度为1.86%，Ⅲ1小层平均采油速度为2.53%。

4．采油速度和井网密度关系法

经过对21个油田区块统计，采油速度和井网密度之间存在很好的关系，且根据流动系数和单井控制地质储量，分别回归出适合宝北区块Ⅱ油组和Ⅲ1小层的相关式，并对其采油速度进行了计算。

对12个与Ⅱ油组条件相当的油田区块（张港、高台子、太平屯北、高场等）进

图2   采油速度与井网密度关系曲线

行统计，做出了采油速度与井网密度关系图(图2)，回归出两者之间的关系式：

   V0=3.691 ×η-0.3056 …………………………………………………………（2）

式中，η—井网密度，104m2/口。

   根据式（2）的适用条件，结合Ⅱ油组的实际统计资料分析，经计算现井网条件下，Ⅱ油组平均采油速度为1.83%。

对9个与Ⅲ1小层条件相当的油田区块（丘陵、米登、马西、大民屯等）进行统计，做出

图3    采油速度与井网密度关系曲线

了采油速度与井网密度关系图（图3），回归出两者之间的关系式：

Vo=5.469×η-0.3163   …………………………………………………………（3）

   经计算，在目前井网条件下，Ⅲ1小层的合理采油速度为2.61%。

5. 采油速度综合研究及预测图版制作

公式（1）、（2）和（3）仅仅考虑的是与采油速度相关的一个参数，具有一定的偏面性。如地层流动系数低于10×10-3μm2 的扶余油田，用公式（1）计算的采油速度仅为0.1%，而实际该油田的采油速度高达1.01%，误差很大；又如井网密度为25.58×104 m2/口的马西深层油藏，用公式（3）计算的采油速度只有1.37%，因地层流动系数大，实际采油速度高达2.61%，计算值和实际值相差近一倍。由此看来，同时考虑地层流动系数和井网密度，才能避免单一因素的影响，所求得的采油速度将更加合理真实。

经过对本文中的公式（1）、（2）和（3）进行处理，可得到低渗透油田采油速度、地层流动系数和井网密度三者间的统计公式，即

Vo=Lg（K×h/μ）0.82725+2.7345η-0.3163-0.7545………………………………（4）

公式（4）适合于一般低渗透油田采油速度的预测，且误差较小。对于宝北区块Ⅱ油组和Ⅲ1小层，用综合公式计算的分别为2.26和2.59%，与其它几种方法计算的结果比较接近。

用公式（4）作出了估算低渗油田的应用图版（图4），在知道某一低渗油田的地层流动系数和井网密度后，由图版可十分方便的预测研究油田的采油速度，以便确定该油田的实际生产能力，避免由于初期规模过大或过小造成资源浪费。

图4    低渗透油田采油速度估算图版

表2    宝北区块合理采油速度预测结果表

合理采油速度分析

1．储层速敏对采油速度的影响

据宝北区块储层敏感性研究结果，宝北区块速敏较弱。Ⅱ油组临界注采强度为7.74～8.22m3/d.m,如果按平均单井实射有效厚度22.36 m计算,则单井临界产量(或注入量)为173～183.8t/d,受储层渗透率的影响, Ⅱ油组单井产量最高为30t左右,单井最大注入量在70 m3/d左右。故Ⅱ油组的速敏很弱，不会对生产构成威胁，储层条件能满足规定的采油速度。

Ⅲ1小层临界注采强度低于Ⅱ油组，临界注采强度为2.～4.7 m3/d.m,个别井为0.36 m3/d.m,若按平均单井射开有效厚度22 m计算,则单井临界产量(或注入量)为58～103 m3/d ，个别井仅为8 m3/d。但从4-4井、宝1井、H3井等日产量在40吨以上井的试采资料看,未见出砂现象,说明实际上的速敏并不严重。但这也说明Ⅲ1小层要实现高的注采能力要受到一定的,今后在开发过程中要引起注意。

2．实际开发指标与预测合理采油速度对比分析

由1998年2月至12月的数据统计结果表：Ⅱ油组平均采油速度在2.0%以上,为2.11%,其值比预测指标高0.11个百分点,高出5.50%,这说明Ⅱ油组实际采油速度偏高,现井网条件下不尽合理； Ⅲ1小层平均采油速度为3.06%,比预测的合理采油速度指标高0.56个百分点,高出22.4%。这说明Ⅲ1小层在目前井网条件下,实际采油速度过高,如不降低采油速度开采,将会缩短Ⅲ1小层的稳产期和无水采油期,影响最终开发效果。

结论

   Ⅱ油组的合理采油速度定为2.00%，不论从地质上或实际开发中均可满足要求，但要保证现井网以2.00%的采油速度稳产4～4.5年，需适当降低目前实际采油速度。

Ⅲ1小层从地质分析上看，临界注采速度较低，有可能制约Ⅲ1小层的采油速度，但在实际生产过程中，高产井并未发现出砂现象；从实际统计资料看，目前采油速度为3.06%，现井网不能很好的满足这一采油速度的要求，降低开采速度势在必行，按2.50%的采油速度生产将会获得最佳的开发效果。

参考文献

1.李道品 等著 . 低渗透油田开发 .北京：石油工业出版社 ， 1997

2.裘怿楠， 刘雨芬 等编著 . 低渗透砂岩油藏开发模式 . 北京：石油工业出版社， 1998