应用存水率与水驱指数评价油田水驱开发效果

马 婧，张 文，刘淑芬

（东北石油大学， 黑龙江 大庆 163318）



应用存水率与水驱指数评价油田水驱开发效果

马 婧，张 文，刘淑芬

（东北石油大学， 黑龙江 大庆 163318）

摘 要：对于低渗透油藏，边底水不活跃，天然能量不能得到及时的补充，因此开发难度较大。注水开发能够及时补充地层压力，是目前针对低渗透油藏的主要开发技术。而注水开发油田开发效果的评价对于进一步改善开发效果，提高最终采收率尤为重要。给出了两种评价指标，存水率以及水驱指数的理论计算公式，并分别分析其与含水率的变化关系，指出理论值与实际值产生差异的原因。以X油田为例，应用两种指标进行开发效果分析。

关 键 词：存水率；水驱指数；含水率；开发效果评价

大量油田生产实践表明，能量的补充对低渗透油田尤为重要。但目前低渗透油藏的开发效果并不理想，存在注水压力不断升高、油井供液不足、产量递减快、采油速度低、采收率低等缺点［1］。如果不能及时补充地层能量，地层压力会大幅度下降，生产井产能迅速降低，最终导致一次采收率低。在采用注水开发后，地层能量得到补充，可显著提高二次采收率。因此，要不断完善油田注水开发效果评价体系，建立科学、合理的指标系统。

1 存水率、水驱指数、含水率关系分析

1.1 存水率与含水率关系分析

存水率和水驱指数是反映注水油田开发效果的两项重要指标，它与油田注水量、综合含水率等因素有直接关系［2］。存水率是指注水开发油田的注水量与采水量之差占注水量的比例。即：存水率=（累积注水量-累积产水量）/累积注水量。存水率主要表征注水利用率的高低，其内涵为注入水能够起到的维持地层能量的效率［3］。存水率的值越高，注入水的利用程度就越高，开发效果就越好。根据存水率定义，存水率的计算公式为：

则：

由含水率：

则：

式中：Qi— 累积注水量；

Qw— 累积产水量；

Qo— 累积产油量；

Z — 注采比；

Bo— 原油体积系数；

对于水流为物流动力这方面的问题，古诗文中相关内容也有一些表述，虽然当时“物流”两个字还没有成为社会及百姓生活中的语言，在古代诗文中也更没成为应用的词汇，所以诗文中这些相关的表述也并没有冠在“物流”两个字的名下，而是用各种说辞来表述，然而就今人而言，表述的那些内容就是“物流”。所以对古诗文中所涉及的那样一些表述，我们现代人从物流的角度是可以有所领会的，因而对这些说法自然产生了很大的兴趣。

ρo— 原油地面密度。

由上式，根据不同的Z值，绘制出存水率与含水率的关系曲线如图1。

图1 存水率与含水率关系曲线Fig.1 The relationship curve of water storage rate and water cut

1.2 水驱指数与含水率关系分析

水驱指数定义为每采出一吨油在地下的存水量。即：水驱指数=（注水量-产水量）/产油量。水驱指数越大，则需要的注水量也越大。根据水驱指数的定义，水驱指数计算公式为：

由注采比的表达式可以得到：

由含水率定义得：

由上式，根据不同的Z值绘制出水驱指数与含水率的关系曲线如图2。

图2 水驱指数与含水率关系曲线Fig.2 The relationship curve of water flooding index and water cut

1.3 存水率和水驱指数理论值与实际值的关系

在生产实践中，存水率与水驱指数的理论值与实际值往往存在一定的差异。造成计算的累积存水率和累积水驱指数低于理论值主要有2个原因［4］：

其中之一是在油田开发的早期阶段，边、底水的侵入相当于对油藏注入水，但在计算时，虽然总的产水量有所增加，但未将其纳入累积存水中。

第二是在油田开发的早期阶段，注采不平衡，产液量较多，注入量较少，这时会采取降压开采的措施。由此可知两个指标的实际值会低于理论值。

造成累积存水率和累积水驱指数高于理论值主要有4个原因［5］：一是在弥补压力亏空或压力有所恢复的阶段，注采比大于 1.0；二是溢出了注入水；三是由于储集层整体的连通性较差，导致注水效果不明显；四是由于措施起效，注入水的波及体积有所扩大，开发效果明显。因此，当存水率和水驱指数的实际值高于理论值时，要考虑油藏压力以及注采比的变化对两个指标产生的影响。如果两个指标的实际值高于理论值，证明压力较大，导致储集层整体的连通性较差。在正常情况下，两个指标下降幅度较小，或者曲线有上翘趋势，那么就证明，措施已经起效。

当油田处于高含水期或特高含水期时，存水率与水驱指数这两个指标对于开发效果的评价具有普遍的适用性，可以指导油田根据实际情况不断调整挖潜措施。但是，当没有考虑到边底水侵入的情况下，应该采用相应的静态地质参数来计算，这样就能削弱它们对于指标准确性的影响。

2 以X油田为例分析曲线的实际应用

在油田注水开发过程中，随着原油采出量的增加，综合含水不断上升，注入水则不断被排出，含水越高，排出水量越大，地下存水率越来越小［6］。由上述水驱指数、含水率关系推导可知，当注采比为1时，水驱指数也为1，水驱指数的值不随含水率变化而变化。由理论图版分析可知：当注采比小于1时，随着含水率的不断增加，水驱指数不断减小；当注采比大于1时，随含水率的不断增加，水驱指数不断增大。X油田从2001年起开始注水开发，地层压力得到了补充，存水率有缓慢上升的趋势。

X油田在实施人工注水前，压力水平较低，驱油效果整体较差，含水率不断上升，水驱指数不断下降。2001年开始进行人工注水后，地层压力得到补充，水驱指数不断上升，开发效果逐渐变好。经上述分析可知，X油藏的边底水能量不足，若依靠天然能量进行开采，开采效率很低，只有实施人工注水才能提高整体开发效率。X油田实际含水率、水驱指数、存水率的统计值如表1。

表1 X油田实际含水率、水驱指数、存水率统计值Table 1 The actual statistics of water cut， water flooding index and water storage rate of X oilfield

3 结 论

（1）注水开发油田，随采出程度增加，综合含水率上升，存水率下降［7］。随着油田整体含水的上升，驱油效果会逐渐变差。注采比的大小决定了存水率与水驱指数的大小及相应的变化关系，因此在应用上述两项指标进行开发效果评价研究时，必须保证在相同的驱动方式下进行。

（2）存水率、水驱指数标准曲线对注水调整有指导意义［8］。在评价油田注水开发效果过程中，要根据实际油层压力的变化不断调整分析方法，并结合其他的综合分析方式，才能得出正确的结论。

（3）通过将X油田的实际数据应用于存水率、水驱指数分析，可以得到油田实际注水开发效果的分析结论，可以证明这种分析方法在油田实际应用中的实用性。

参考文献：

［1］李志鹏，林承焰，董波，等.影响低渗透油藏注水开发效果的因素及改善措施［J］.地学前缘，2012，19（2）：171-175.

［2］王作乾，黄淑女.累积存水率和累积水驱指数与含水率的理论关系［J］.新疆石油地质，2011，32（1）：57-59.

［3］谷庆杰.萨北开发区阶段存水率和水驱指数变化特征研究［J］.石油地质与工程，2011，25（1）：60-62.

［4］房育金，王茂显.运用存水率与水驱指数评价油田注水开发效果［J］.吐哈油气，2005，10（1）：37-39.

［5］相天章，于涛，温静，等.累积存水率曲线研究及应用探讨［J］.断块油气田，2001，8（4）：31-32.

［6］康晓珍，张德强，任雪艳.油田注水开发效果评价方法研究［J］.辽宁化工，2011，40 （11）：1151-1152.

［7］张金亮.应用存水率和水驱指数标准曲线预测油田的配注量［J］. 西安石油学院学报，1998，13（4）：55-57.

［8］蒋远征，金拴联，杨晓刚，等.特低渗油田注水效果存水率和水驱指数评价法［J］. 西南石油大学学报，2009，31（6）：63-65.

Evaluation of Water Flooding Development Effect by Using Water Storage Rate and Water Flooding Index

MA Jing，ZHANG Wen，LIU Shu-fen
（Northeast Petroleum University， Heilongjiang Daqing 163318，China）

Abstract:Because the edge water is not active and natural energy field is not sufficient， it is quite difficult to develop the low permeability reservoir. The formation pressure can be supplied through water flooding which is the core development technology for low permeability reservoir. However， the evaluation of water flooding development effect plays a vital role to further improve the development effect and enhance the final recovery. In this article， the theoretical calculation formula of two indicators including water storage rate and water flooding index were listed out，their relationship to water cut were analyzed respectively， and the reason to cause the difference between theoretical value and actual value was pointed out. Finally， these two indicators were used to evaluate the water flooding effect with X oilfield.

Key words:Water storage rate； Water flooding index； Water cut； Development effect evaluation

中图分类号：TE 357

文献标识码：A

文章编号：1671-0460（2016）02-0387-03

基金项目：井震结合页岩储层横波速度场预测方法研究，项目号：NEPUQN2014-01。

收稿日期：2015-10-26

作者简介：马婧（1992-），女，黑龙江大庆人，硕士研究生，2014年毕业于东北石油大学，研究方向：油藏数值模拟。E-mail：598855194@qq.com。