石油工程畢業(yè)論文-預測水驅油田開發(fā)指標及可采儲量的聯(lián)解法

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文利用大慶油田采油一廠北一二排西部和北一區(qū)中部2個已完成注聚區(qū)塊的開發(fā)數據，分別驗證了甲型水驅特征曲線法、聯(lián)解法、聚合物驅流管法、模型法4種方法應用于聚合物驅開發(fā)指標計算的效果。通過與實際生產數據的對比分析認為：含水回升階段，驅替特征曲線法仍具有一定的實用價值；聯(lián)解法解決了水驅特征曲線預測中缺少時間因素的問題，又解決了產量預

2、測模型中缺少含水率的問題，其預測曲線與油田開發(fā)實際數據基本上是吻合的；聚合物驅流管法適用于預測油井見聚情況下產油量、含水率的變化規(guī)律；模型法克服了“定液求含水”的局限性，擬合得到的理論開發(fā)指標與實際值比較接近，可以滿足生產的需要。</p><p>　　關鍵詞：聚合物驅；開發(fā)指標；驅替特 征曲線法；聯(lián)解法；模型法</p><p><b>　　目 錄</b></p&

3、gt;<p><b>　　第1章 概述1</b></p><p>　　1.1 水驅開發(fā)指標計算方法研究現狀1</p><p>　　1.2 聚合物驅開發(fā)指標計算方法研究現狀2</p><p>　　1.3 問題的提出4</p><p>　　第2章 甲型水驅特征曲線法5</p><p

4、>　　2.1 甲型水驅特征曲線法介紹5</p><p>　　2.2 實例計算7</p><p>　　2.3 本章小結8</p><p><b>　　第3章 聯(lián)解法9</b></p><p>　　3.1 聯(lián)解法介紹9</p><p>　　3.2 實例計算11</p>

5、<p>　　3.3 本章小結14</p><p>　　第4章 聚合物驅流管法15</p><p>　　4.1 聚合物驅流管法介紹15</p><p>　　4.2 實例計算21</p><p>　　4.3 本章小結23</p><p>　　第5章 模型法24</p><p>

6、　　5.1 模型法介紹24</p><p>　　5.2 實例計算27</p><p>　　5.3 本章小結28</p><p><b>　　第6章 結論29</b></p><p><b>　　參考文獻30</b></p><p><b>　　致 謝32

7、</b></p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p>　　1.1 水驅開發(fā)指標計算方法研究現狀</p><p>　　自國內外油田進行水驅開發(fā)以來，專家學者對水驅開發(fā)指標的計算方法的研究就一直在進行。到目前為止，國內已有的水驅開發(fā)指標的預測方法可概括為以下幾種：</p><p>　?。?）

8、水驅特征曲線法</p><p>　　1997年，俞啟泰就提出了一種廣義的Казаков水驅特征曲線[1]。實際應用表明，Казаков曲線可以進行油田產量、累積產量、含水率等開發(fā)指標的預測及可采儲量的計算。利用Казаков曲線進行逐年可采儲量的計算表明，與實際值的相對誤差僅為2.49%。Казаков曲線是一種非常重要的廣義水驅特征曲線，特別適用于描述水驅層狀油田的水驅特征[2]。</p><

9、;p><b>　?。?）聯(lián)解法</b></p><p>　　1997年，陳元千、李從瑞將水驅曲線法和數學模型法相結合，提出了一種預測水驅開發(fā)油田的含水率、產油量、產水量、產液量和相應的累積產量隨開發(fā)時間的變化，以及可采儲量的聯(lián)解法[3]。該方法克服了在預測水驅油田開發(fā)指標中，水驅曲線法和數學模型法存在的缺陷和局限性。</p><p>　　同年6月，他們又將甲型水

10、驅曲線法與Weibull（威布爾）預測模型相結合，提出了一種預測水驅油田開發(fā)指標和可采儲量的聯(lián)解法[4]。該方法克服了甲型水驅曲線法和威布爾預測模型在動態(tài)預測中存在的缺陷。</p><p>　　陳元千、趙慶飛將乙型水驅曲線法和HCZ預測模型法相結合，提出了一種預測水驅開發(fā)油田的含水率、產油量、產水量、產液量和相應的累積產量隨開發(fā)時間的變化，以及可采儲量的聯(lián)解法[5]。并編制了相應的實用軟件，增強了方法應用的方便性

11、、科學性。該方法克服了在預測水驅油田開發(fā)指標中，乙型水驅曲線法和HCZ預測模型法所固有的局限性。</p><p>　　2002年，張曙光等將乙型水驅曲線和廣義Копытов預測模型方法有機的結合起來，得到了油田開發(fā)中后期——遞減時期的一種預測水驅開發(fā)油田的含水率、產油量、產水量及其相應的累積產量隨開發(fā)時間變化的方法[6]。</p><p><b>　　（3）模型法</b&g

12、t;</p><p>　　1999年，孫建平等將納扎洛夫水驅曲線法和Logistic預測模型有機結合，提出了一種預測水驅油田開發(fā)指標的綜合模型[7]。該方法克服了兩種方法在動態(tài)預測上的不足，能夠方便的預測歷年的開發(fā)指標。并且實際應用表明，該模型的預測結果與實際值的吻合程度較高。</p><p>　　2002年，陳志剛等將水驅曲線模型、雙對數型產量衰減曲線預測模型和廣義翁氏預測模型相結合[8

13、]。這種方法不僅可以預測水驅油氣田的產量、產水量、最高年產量及其發(fā)生的時間，還可預測可采儲量、含水率和體積波及系數等開發(fā)指標。應用結果表明，它與其它模型相比，具有更高的預測能力和預測精度。</p><p>　　2006年6月，張學文根據礦場實際資料統(tǒng)計分析，基于對諸多區(qū)塊進行曲線擬合，建立了產量及含水率預測模型，為油田開發(fā)規(guī)劃方案的編制提供了技術保障[9]。通過對薩中西部過渡帶水驅區(qū)塊未措施老井產量、年自然遞減率

14、、年含水率及含水上升率指標的預測，表明新模型較原模型(S型)預測精度高，年含水率相對誤差由0.46%可縮小到0.21%，使油田或區(qū)塊的開發(fā)規(guī)劃設計更具科學性。</p><p>　　同年8月，宮長路等從油藏工程原理出發(fā)，采用水驅曲線分解與合成的方法建立了措施調整后開發(fā)指標預測模型，并通過優(yōu)化方法確定了模型參數[10]。經過油田實際開發(fā)數據檢驗，達到了較高的預測精度，可用于油田年度規(guī)劃、長遠規(guī)劃編制工作中的開發(fā)指標預

15、測。</p><p>　　1.2 聚合物驅開發(fā)指標計算方法研究現狀</p><p>　　隨著各大油田水驅開發(fā)含水率的不斷上升，各油田相繼進入三次采油階段。該階段聚合物驅油是主要的采油技術，同時，對聚合物驅開發(fā)指標的計算方法研究也在進行著。截止到目前，國內學者提出的預測聚合物驅開發(fā)指標的方法可以基本概括為以下幾種：</p><p>　?。?）驅替特征曲線法</p

16、><p>　　2001年，孔祥亭等依據聚合物驅的驅油機理，在研究分析聚合物驅開發(fā)指標變化與水驅開發(fā)指標變化的共同之處和不同特點的基礎上，借鑒水驅開發(fā)指標預測的驅替特征曲線方法，提出了可利用驅替特征曲線的方法預測聚合物驅開發(fā)指標[11]。實際應用證明該方法預測精度較高，但它只適用于已有一定動態(tài)開發(fā)數據，一般在含水開始回升以后的聚合物驅區(qū)塊的開發(fā)指標預測。</p><p>　　2005年，劉麗等應

17、用甲型水驅特征曲線法對大慶油田采油一廠的三個注聚區(qū)塊進行了預測[12]。預測結果表明：這三個注聚區(qū)塊處于含水回升階段時，驅替特征曲線法仍可以利用，應用該方法得出的結果可以滿足現場的需要，具有一定的應用價值。</p><p><b>　　（2）聯(lián)解法</b></p><p>　　2001年，王俊魁將水驅特征曲線與產量預測模型進行聯(lián)立求解，建立了含水率與開發(fā)時間之間的函數

18、關系式，同時給出了不同開發(fā)年限的含水率、年產油量與累積采油量等各項指標的計算方法[13]。經薩瑪特洛爾油田的實例計算應用，認為該方法用于油田開發(fā)動態(tài)預測，既解決了水驅特征曲線預測中缺少時間因素的問題，又解決了產量預測模型中缺少含水率的問題，其預測曲線與油田開發(fā)實際數據基本上是吻合的。</p><p>　　（3）神經網絡法預測含水率</p><p>　　2004年，趙國忠等提出了聚合物驅含水

19、率的神經網絡預測方法[14]。該方法分析了工業(yè)化聚合物驅區(qū)塊綜合含水率的變化特征及其多種影響因素，把影響因素作為輸入參數，把綜合含水率的變化特征作為輸出參數，以早期投產區(qū)塊的已知輸入和輸出參數作為學習樣本，建立了改進的三層CBP神經網絡模型。該方法解決了以往的模式圖方法預測工業(yè)化區(qū)塊綜合含水的偏差和人為的修正問題，并能夠定量地分析各因素對聚合物驅動態(tài)特征的影響程度。利用該模型預測了新投產區(qū)塊的綜合含水率、產液量和產油量等指標，為油田開發(fā)

20、規(guī)劃的編制及計劃安排提供了較為合理的依據。</p><p>　　（4）增量法與產量遞減曲線法</p><p>　　2005年，劉麗等應用增量法與產量遞減曲線法對大慶油田采油一廠的三個注聚區(qū)塊進行了預測[12]。結果表明：利用增量法計算聚合物驅增油量與評價采收率時，所需資料少，計算方便快捷，但需要聚合物驅實際生產數據，只有聚合物驅結束后方能進行采收率評價，而在聚合物驅結束之前只能進行短期增油

21、量計算，這忽略了油井產量自然遞減這一普遍規(guī)律，導致預測結果偏小，誤差較大。利用產量遞減曲線法得出的增油量可以較為客觀地反映出聚驅增產效果。</p><p><b>　　（5）經驗公式法</b></p><p>　　2005年，賈振岐等認為可以采用經驗方法預測聚合物驅油區(qū)塊的開發(fā)指標[15]。應用此方法時將所統(tǒng)計數據分別在普通坐標系、半對數坐標系和雙對數坐標系中繪制各指

22、標之間的關系曲線，并分析它們之間的關系，發(fā)現有些指標之間是線性關系，有些指標之間是非線性關系。依據開發(fā)指標間的這些關系，可進一步確定出描述不同關系的方程式(即經驗公式)。依據得出的經驗公式就可以進行開發(fā)指標的預測。實例計算表明，該方法擬合誤差和后驗誤差很小，預測精度較高，因此預測結果是可靠的。</p><p>　　2007年，袁威等提出利用回歸預測技術進行聚合物驅開發(fā)指標預測[16]。該方法是將所統(tǒng)計數據分別在普

23、通坐標系、半對數坐標系和雙對數坐標系中進行繪制，并分析其間的關系，選擇回歸預測技術進行預測，建立一元線性回歸模型與多元線性回歸模型?；貧w預測技術依據最小二乘法原理，進行數據擬合，確定經驗公式的系數，求解經驗公式。后繼水驅階段的累積產油量在半對數與雙對數坐標系中與時間呈近似線性關系，但二者預測值有不同方向的偏差，將預測值求和取平均，預測結果更準確。應用該方法對實際聚合物驅塊進行預測，擬合誤差和后驗誤差很小，預測精度較高，因此預測結果是可靠

24、的。</p><p><b>　?。?）模型法</b></p><p>　　2005年，石成方等根據聚合物驅油機理，綜合應用聚合物驅開發(fā)輸入輸出指標歷史數據以及數學建模方法，建立了聚合物驅開發(fā)指標動態(tài)規(guī)律數學模型，分析了描述聚合物驅本質的油田開發(fā)動態(tài)特征[17]。應用該模型，對大慶油田聚合物驅區(qū)塊開發(fā)指標進行的預測結果比較理想[18][19]。</p>

25、<p>　　張繼成等綜合運用經驗回歸方法和前緣推進理論，建立起一種聚合物驅產量和含水率變化規(guī)律的預測模型[20]。在應用該方法計算時，假定區(qū)塊以給定的單位時間產液量生產，壓力是不斷變化的，即“定產求壓”。應用建立的方法對大慶油田20個聚合物注入區(qū)塊含水率和產油量變化規(guī)律進行了擬合和預測，結果表明，該方法預測精度較高，月產油量平均相對誤差在12%以內，含水率平均相對誤差在3%以內，累積產油量平均相對誤差在5%以內，能夠滿足現場的

26、需要。</p><p>　　2005年，劉麗等提出采用聚合物驅流管法預測聚驅開發(fā)指標時，計算速度快，精度高[12]。該方法是通過分析聚合物驅油機理，利用大量實測資料，進行理論推導和統(tǒng)計分析，建立了半理論半經驗的聚合物驅開發(fā)指標預測模型。該模型能描述油、水、聚合物混合流動條件下的滲流規(guī)律，適用于預測油井見聚情況下含水率、產油量的變化。他們利用聚合物驅流管法對大慶油田的3個注聚區(qū)塊進行了預測，預測結果表明3個區(qū)塊的采

27、收率再提高2.00%-3.00%完全符合實際，并且表明聚合物驅流管法預測聚合物驅過程精度較高。</p><p>　　2007年，劉義坤等通過將反正切函數預測模型及廣義翁氏預測模型應用到聚合物驅開發(fā)指標預測中，分別對產油量及含水率進行預測，然后預測產液量、產水量、累計產油量、累計產液量以及累計產水量等開發(fā)指標[21]。該方法克服了“定液求含水”的局限性。應用該方法對大慶油田北一二排西部聚合物驅工業(yè)化區(qū)塊進行了預測，

28、結果表明，預測精度能夠滿足現場的需要，具有一定的應用價值。</p><p><b>　　1.3 問題的提出</b></p><p>　　由于水驅開發(fā)指標預測方法不能直接應用于聚合物驅的預測，因此，本文利用大慶油田實際注聚區(qū)塊數據分別驗證與評價不同聚合物驅開發(fā)指標預測方法，即目前應用較多的驅替特征曲線法、聯(lián)解法、聚合物驅流管法和模型法。</p><p

29、>　　第2章 甲型水驅特征曲線法</p><p>　　2.1 甲型水驅特征曲線法介紹</p><p>　　2.1.1 甲型水驅特征曲線法基本公式</p><p>　　自70年代以來，隨著油田普遍進行注水開發(fā)，研究油藏動態(tài)的工作人員都已發(fā)現：一個天然水驅或人工水驅的油藏，當它已經全面開發(fā)并進入穩(wěn)定生產階段后，含水率達到一定高度并逐漸上升，此時，在半對數坐標紙上，

30、以對數坐標表示油藏的累計產水量WP，以普通坐標表示油藏的累計產油量NP，做出兩者的關系曲線，常出現一條近似的直線段。這類曲線，稱為水驅規(guī)律曲線，其基本表達式有如下兩種：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　（2-2）</b></p><p>　　式中 R——采出程度；</p&

31、gt;<p><b>　　fw——含水率。</b></p><p>　　進一步細分，式（2-1）為累積產水量-累積產油量關系曲線法；式（2-2）為采收率-水油比關系曲線法；兩式本質相同，并可相互推證。我們稱這種方法為驅替特征曲線法。對于水驅油田，這種方法已經成為一項成熟的技術。</p><p>　　2.1.2 預測油田產水量、含水率及采收率</p&

32、gt;<p>　　式（2-1）可以變形為：</p><p><b>　　（2-3）</b></p><p>　　其斜率可由下式求得：</p><p>　　將直線段延長與縱軸相交，得截距b。求出常數a，b就可根據式（2-3）進行開發(fā)動態(tài)預測。</p><p><b>　?。?）預測產水量</b

33、></p><p>　　將式（2-3）變形為</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　或</b></p><p><b>　　（2-5）</b></p><p>　　給定產量NP，根據式（2-4）或式（2-5）即

34、可求得產水量WP。</p><p><b>　　（2）預測含水率</b></p><p>　　對式（2-5）取微分有</p><p><b>　　令</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　代入上式整理得水油比Fwo為<

35、/p><p><b>　　（2-6）</b></p><p>　　含水率可根據下式求得</p><p>　　將式（2-6）代入上式得</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　根據此式即可預測含水率。</p><p>　　（3）預

36、測最終采收率</p><p>　　目前普遍采用含水極限或極限水油比這一概念，超過了這一極限，油田就失去了實際開采價值。達到這一極限所獲得的采出程度就是油田的最終采收率。一般通用的含水極限為98%或極限水油比為49。經驗方法所預測的采收率值一般比其它方法更符合生產實際。</p><p>　　將式（2-6）變形為</p><p>　　代入式（2-3）中得</p&g

37、t;<p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　將極限水油比Fwo=49代入式（2-8）得</p><p>　　生產中分析油田開發(fā)效果時，往往要求知道含水與采出程度的關系，以便于對比，為此取下面三個量，即</p><p>　　式中N為地質儲量，則有</p><p><b>　?。?

38、-9）</b></p><p><b>　　或</b></p><p><b>　　(2-10)</b></p><p>　　根據上式所求得的最大采出程度Rmax即為油田的最終采收率。</p><p><b>　　2.2 實例計算</b></p>&l

39、t;p>　　實際開發(fā)生產中，聚合物驅的驅替規(guī)律與水驅的驅替特征有著十分相似的地方。累積產水量的對數與累積產油量關系曲線(甲型水驅特征曲線)，也是開采到一定程度時，出現較好的直線段。大慶油田水驅開采過程中，這種驅替特征曲線一般在含水60%以后呈現良好的直線關系， 經研究發(fā)現，大慶油田注聚區(qū)塊處于含水回升階段時，驅替特征曲線法仍可以利用。</p><p>　　利用此方法，對大慶油田采油一廠北一二排西部和北一區(qū)中

40、部注聚區(qū)塊進行預測，預測結果見表2-1，如圖2-1-圖2-2。</p><p>　　表2.1 大慶油田采油一廠北一二排西部和北一區(qū)中部注聚區(qū)塊驅替特征曲線法預測結果</p><p>　　圖2.1 北一二排西部聚驅階段采收率與水油比關系曲線</p><p>　　圖2.2 北一區(qū)中部聚驅階段采收率與水油比關系曲線</p><p><b>

41、;　　2.3 本章小結</b></p><p>　　計算表明，大慶油田注聚區(qū)塊處于含水回升階段時，甲型水驅特征曲線法仍可以利用，采收率與水油比關系曲線與實際值擬合程度較高，這種方法具有一定的實用價值。</p><p><b>　　第3章 聯(lián)解法</b></p><p><b>　　3.1 聯(lián)解法介紹</b>&l

42、t;/p><p>　　水驅特征曲線和產量預測模型是預測油藏動態(tài)的兩種重要方法。然而兩種方法都不同程度地存在著某種不足。在水驅特征曲線方法中缺少時間的概念，在產量數學模型中缺少含水率這項指標。如果能將兩種方法結合起來應用，則可揚長避短、互相補充，使預測方法更加完善。</p><p>　　3.1.1 基本公式</p><p>　　在各種類型的水驅特征曲線中，由于甲型水驅特征

43、曲線的預測結果更接近于實際，因此我們選擇甲型水驅特征曲線來預測油田含水率，用Wang-Li產量數學模型來預測產量，其主要公式如下：</p><p>　　（1）甲型水驅特征曲線的基本公式：</p><p><b>　　可以變形為</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>

44、<b>　　這里</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　由上一章式（2-7）</p><p><b>　　這里</b></p><p><b>　?。?

45、-2）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　如果油田極限含水率取0.98，其可采儲量則為</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　（2）Wang-Li產量模型的主要公式：</p><p><b&g

46、t;　　（3-4）</b></p><p>　　根據NP-t的上述關系，應用多次尋優(yōu)方法，可以確定出這些常數項的數值。年產量與開發(fā)時間的關系為</p><p><b>　　（3-5）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　式（3-4）得到累計產油量與開發(fā)時

47、間的關系</p><p><b>　　（3-6）</b></p><p>　　3.1.2 新建油田含水率與開發(fā)時間的關系</p><p>　　對于同一油田，在某一開發(fā)時間或含水率條件下，其累積采油量是一定的。因此可將甲型水驅特征曲線中的式（3-2）與Wang-Li產量模型中的式（3-6）聯(lián)立，求出油田含水率與開發(fā)時間的關系，即</p>

48、;<p><b>　　（3-7）</b></p><p>　　應用式（3-5），（3-6）和（3-7）便可以確定出不同開發(fā)年限時油田的主要開發(fā)指標。</p><p><b>　　3.2 實例計算</b></p><p>　　應用以上提到的聯(lián)解的方法對大慶油田采油一廠北一二排西部和北一區(qū)中部注聚區(qū)塊進行預測，結

49、果見表3-1-表3-2，如圖3-1-圖3-4。</p><p>　　表3.1 北一二排西部注聚區(qū)塊實際與預測數據對比</p><p>　　圖3.1 北一二排西部注聚區(qū)塊累積產油量值與實際值對比圖</p><p>　　圖3.2 北一二排西部注聚區(qū)塊含水率值與實際值對比圖</p><p>　　圖3.3 北一區(qū)中部注聚區(qū)塊累積產油量值與實際值對比圖

50、</p><p>　　圖3.4 北一區(qū)中部注聚區(qū)塊含水率值與實際值對比</p><p>　　表3.2 北一區(qū)中部注聚區(qū)塊實際與預測數據對比</p><p><b>　　3.3 本章小結</b></p><p>　　這種聯(lián)解法解決了甲型水驅特征曲線預測中缺少時間因素的問題，又解決了Wang-Li產量預測模型中缺少含水率的問

51、題，其累積產油量預測曲線和含水率預測曲線與油田開發(fā)實際數據基本上是吻合的。</p><p>　　第4章 聚合物驅流管法</p><p>　　4.1 聚合物驅流管法介紹</p><p>　　通過分析聚合物驅油機理，利用大量實測資料，經過理論推導和統(tǒng)計分析，建立了一套半理論半經驗的聚合物驅開發(fā)指標預測模型。該模型描述的是油、水、聚合物混合流動條件下的滲流規(guī)律，適用于預測

52、油井見聚情況下含水率、產油量變化規(guī)律。</p><p>　　4.1.1 含水率預測方法</p><p>　　在油、水兩相微可壓縮、不考慮重力、毛管力的假設條件下，根據達西定律，可知：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　由上式可以看出，井點處的分流量與原油粘度、水相粘度和油水兩相相對滲透率

53、有關。在聚合物驅條件下，水相粘度和油、水兩相相對滲透率均有所變化，所以，在預測含水率變化時，首先要研究水相粘度和相對滲透率的變化規(guī)律。</p><p>　?。?）產出端聚合物溶液粘度</p><p>　　產出液中的水相為聚合物溶液，在油層條件下，其粘度與聚合物濃度、剪切速率和粘彈性有關，由于粘彈性較為復雜，有些問題尚未研究清楚，所以此處只考慮剪切速率和濃度對粘度的影響。</p>

54、<p>　　根據有關研究，某一剪切速率下聚合物溶液的表觀粘度可用Hory-Huggins方程描述，即：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中 μa——無限剪切速率下聚合物溶液的表觀粘度；</p><p>　　a，b，c——分別是與聚合物種類、溶液性質、溫度以及剪切速率有關的系數，由實驗確定。&

55、lt;/p><p>　?。?-2）式中包含了4個回歸系數，在油藏條件下，這4個系數受到油藏流體、巖石、濃度、壓力等多種因素的影響，必然有一定的變化，這種變化將是非常復雜的，用實際資料難以準確擬合。經對國內外參考文獻提供的粘度隨濃度的變化曲線研究發(fā)現，Hory-Huggins方程可近似地用指數函數代替，即：</p><p><b>　?。?-3）</b></p>

56、<p>　　式中 B——回歸系數。</p><p>　　如大慶油田采油一廠在45℃條件下，用現場取的注入水和聚合物干粉配制成濃度不同的溶液，室內用VL轉子測粘度得到粘度變化曲線（如圖4-1所示），用指數函數（4-3）式回歸，得視粘度變化為:</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　如果假定產液量恒定，

57、則μ*可近似看作一個常數。此外在油層條件下，系數B與室內比較必然有一定的變化，這可用回歸動態(tài)資料的方法求得。</p><p>　　圖4.1 濃度——粘度對應關系</p><p>　?。?）產出端聚合物濃度</p><p>　　從（4-3）式可看出，要想計算出聚合物溶液粘度，必須知道濃度CP的變化規(guī)律，而CP的變化與注入濃度、注入段塞大小、油層條件等多種因素有關。從大

58、慶薩中油田北一區(qū)斷西聚合物試驗區(qū)北1-J6-P124井跟蹤擬合與數值模擬預測曲線可以看出，聚合物產出濃度經歷了零、上升和下降三個階段，近似為正弦曲線的半個周期，如果用正弦曲線表示，可寫為：</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中 C1——采聚濃度高峰值；</p><p>　　Wm——最大累積注入量；</

59、p><p>　　t0——見聚合物時間。</p><p>　　在實際應用時，也可以用其它回歸公式。</p><p>　?。?）相對滲透率的變化</p><p>　　根據室內實驗研究，聚合物驅條件下，油、水兩相相對滲透率比值kro/krp與Sw存在如下關系：</p><p>　　圖4-2 不同濃度聚合物溶液油水相對滲透率比值與

60、含水飽和度關系曲線</p><p>　　由上圖各曲線可以得到聚合物濃度CP對應的a，b值，進而可得CP與a，b的關系式，如下：</p><p>　　圖4.3 參數a與聚合物濃度關系曲線</p><p>　　圖4.4 參數b與聚合物濃度關系曲線</p><p>　?。?）含水飽和度的變化</p><p>　　空白水驅結束

61、，聚合物驅開始后，采出端含水率逐漸降低，產出油量較水驅時增高，因而剩余油量的減少速度要高于水驅，因此含水飽和度的增加速度要高于繼續(xù)水驅的情況。聚合物驅與假定繼續(xù)水驅含水飽和度的差值直接影響含水率的變化，根據物質守恒原理可得聚驅后含水飽和度的變化。由物質守恒原理，若水驅到t0時間后，繼續(xù)水驅到t時間，則</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　

62、　水驅到t0時刻，改為聚合物驅，則</p><p>　?。?-7）式中wpp(t-t0)是聚合物驅后開始計算的累積產水量，兩式相減并整理得：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　在注采平衡條件下，上式化為</p><p><b>　?。?-9）</b></p&g

63、t;<p>　?。?-9）式反映了聚合物驅條件下，由于多產油、少產水而使油層中含水飽和度較水驅增加的幅度。</p><p>　　（5）聚合物驅條件下含水率的變化</p><p>　　綜合考慮聚合物驅條件下流體粘度、出口端聚合物濃度、油、水兩相相對滲透率和含水飽和度的變化，可以得到出口端含水率的計算公式：</p><p><b>　?。?-10

64、）</b></p><p>　　從（4-10）式可以看出，要計算fwp，首先要回歸粘度隨濃度、相對滲透率隨濃度變化關系式中的系數，然后將聚合物濃度關系式代入，得其中的待定常數，這樣就得到了fwp-Swp的對應關系，與（4-9）式聯(lián)立，并考慮到水驅條件下含水率fw的預測，則可求得聚驅下的含水率。計算過程可按以下步驟進行：</p><p>　?。?）根據室內實驗，回歸聚合物溶液粘度

65、與濃度的相關式（4-3），求得μ*和B0；</p><p>　?。?）對不同聚合物濃度下的油、水相對滲透率曲線進行回歸，求得系數A1，A2，B1和B2；</p><p>　?。?）在定液條件下，根據注采平衡的原則求不同時間的累積注入量；</p><p>　?。?）用（4-5）式或相似的公式計算聚合物產出濃度的變化。其中C1用實測值擬合得到；</p>&

66、lt;p>　?。?）根據前述水驅油理論，計算純水驅條件下，對應不同時間的含水率，得fw（t）；</p><p>　　（6）利用數值方法，用（4-9）式顯式求解Swp，計算公式為</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　式中 n，k——對應n或k時間段；</p><p>　　fw0，f

67、wp0——分別是開始見聚合物時的水驅含水率和聚合物驅含水率，可認為相等；</p><p>　　（7）將以上各結果代入（4-10）式，得到對應n時段的聚驅含水率fwp0；</p><p>　　（8）重復上述（3）-（7）步，得到不同時間的fwp。</p><p>　　4.1.2 聚合物驅產液量變化規(guī)律</p><p>　　要預測新投注聚區(qū)塊的產

68、油量變化，產液量預測是必不可少的。分析北一區(qū)斷西的聚合物驅全過程和其它四個已注聚區(qū)塊到目前的產液量變化，可以分為兩種類型：</p><p>　　（1）產液量平穩(wěn)→降低→增加→平穩(wěn)型</p><p>　　北一區(qū)斷西產液量的變化屬于此種類型。如圖4-5所示。</p><p>　　圖4.5 產液量變化曲線</p><p>　?。?） 產液量上升→下

69、降→上升→平穩(wěn)型</p><p>　　其典型區(qū)塊為北一二排西，如圖4-6所示。</p><p>　　圖4.6 產液量變化曲線</p><p>　　解剖、擬合北一區(qū)斷西和北一、二排西兩個區(qū)塊的產液量變化規(guī)律，可得到兩種情況下無因次產液量的一般表達式如下：</p><p>　　平穩(wěn)→降低→增加→平穩(wěn)型</p><p>&l

70、t;b>　　（4-12）</b></p><p>　?。?） 上升→下降→上升→平穩(wěn)型</p><p><b>　　（4-13）</b></p><p>　　式中 Q0——初期月產液量。</p><p>　　利用這兩種表達式，考慮到后續(xù)聚合物注入區(qū)塊的初期預測產液量，可預測出投注聚合物區(qū)塊的產液量變化

71、規(guī)律。</p><p><b>　　4.2 實例計算</b></p><p>　　根據前述建立的方法，對北一二排西部和北一區(qū)中部注聚區(qū)塊進行預測，預測結果如圖4.1-圖4.4。</p><p>　　圖4.1 北一二排西部注聚區(qū)塊月產油量關系曲線</p><p>　　圖4.2 北一二排西部注聚區(qū)塊月含水率關系曲線</

72、p><p>　　北一二排西部的預測結果表明，月產油量預測平均誤差為10.9%，含水率預測平均誤差為0.7%。</p><p>　　圖4.3 北一區(qū)中部注聚區(qū)塊月產油量關系曲線</p><p>　　圖4.4 北一區(qū)中部注聚區(qū)塊月含水率關系曲線</p><p>　　北一區(qū)中部預測結果表明，月產油量預測平均誤差為11.8%，含水率預測平均誤差為0.8%

73、。</p><p><b>　　4.3 本章小結</b></p><p>　　這種方法描述的是油、水、聚合物混合流動條件下的滲流規(guī)律，適用于預測油井見聚情況下含水率、產油量的變化規(guī)律。實際計算表明：北一二排西部和北一區(qū)中部注聚區(qū)塊月含水率和實際值擬合程度較好，月產油量擬合程度較差，這是由于月產油量受隨機因素影響較大，導致擬合程度不是很好。</p><

74、;p><b>　　第5章 模型法</b></p><p><b>　　5.1 模型法介紹</b></p><p>　　5.1.1 產油量預測模型</p><p>　　油氣田開發(fā)實踐表明，無論油氣田的儲集類型、驅動類型和開發(fā)方式如何變化，在開發(fā)過程中，其產量變化大致可以分為5個階段。這5個階段分別是低產量加速上升階段、

75、高產量減速上升階段、穩(wěn)產階段、高產量加速遞減階段與低產量減速遞減階段。實踐表明，聚合物驅開發(fā)過程也符合這一趨勢。因此，可以采用由文獻[22]推導的廣義翁式預測模型來預測產量變化。</p><p>　　廣義翁式預測模型為:</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　（5-2）</b><

76、/p><p>　　式中　qo——產油量，104t；</p><p>　　a，b，c——模型常數；</p><p><b>　　t——生產時間；</b></p><p><b>　　y——預測的年份；</b></p><p>　　y0——預測產量的起始年份。</p>

77、<p>　　由于聚合物驅開發(fā)階段提高了采油速度，聚合物區(qū)塊開發(fā)時間相應的縮短，若以年為單位進行計算，則數據點少，產量預測誤差就會增大。因此將生產時間的步長由以年為單位縮短到月。為同時求解廣義翁氏預測模型的3個模型常數a，b，c的數值，可以采用線形試差法，將式（5-1）改寫后等號兩端取常用對數，得到 </p><p><b>　?。?-3）</b></p><p&

78、gt;<b>　　式中</b></p><p>　　根據聚合物驅階段實際月度產油量和生產時間，給定不同的值，利用式（5-3）進行線性試差求解，能夠得到相關系數最高的直線的b值，即為欲求的b值。由線性回歸求得直線的截距A和斜率B后，可分別確定模型常數a和c的數值。</p><p>　　5.1.2 含水率預測模型</p><p>　　注水開發(fā)油田在

79、開發(fā)后期，含水率達到90%以上后，含水率增加將逐漸變緩，隨著時間的推移，含水率將趨于100%。含水率的變化可近似用下面的反正切函數擬合[23]。</p><p><b>　　（5-4）</b></p><p>　　式中 fw——水驅含水率，%；</p><p>　　A1，B1——待定擬合系數。</p><p>　　方程

80、（5-4）兩邊取正切得</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　令</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　在水驅油田達到高含水

81、期后，注入聚合物仍可提高剩余油的采收率，注入聚合物不僅可以提高波及系數，而且還可以提高波及區(qū)域內的驅油效率[24]。根據大慶已進行注聚區(qū)塊的含水率變化對比曲線，選擇如下函數擬合聚驅含水率fwp。</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中 fwp——聚合物驅含水率，%；</p><p>　　t——聚合物驅時間，

82、mon；</p><p>　　A1，B1——通過注聚合物前的生產數據擬合求得；</p><p>　　a1，b1，c1——待定擬合系數。</p><p>　　方程（5-6）右端第一項為不注聚合物條件下含水率，第二項為注聚合物條件下含水率減少項。由于A1，B1在該方程中為已知數，為確定參數a1，b1，c1，將方程（5-6）移項得</p><p>

83、<b>　　兩邊取自然對數得</b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　　令</b></p><p><b>　??；；</b></p><p>　　則式（5-7）簡化為</p><p><

84、;b>　?。?-8）</b></p><p>　　利用式（5-8）通過最小二乘多元回歸方法可以確定出參數a1，b1，c1。</p><p>　　5.1.3 其他開發(fā)指標的預測</p><p>　　在聚合物開發(fā)指標預測中，傳統(tǒng)的預測方法是以定產液量為基礎的，但是通過對大慶已注聚區(qū)塊產液量的統(tǒng)計分析發(fā)現，產液量是注聚前期迅速上升、中期平穩(wěn)、后期下降的過

85、程。下面實例將通過產油量預測模型及含水率預測模型預測出的產油量及含水率求得其他開發(fā)指標[25]。</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　?。?-10）</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>

86、;　?。?-12）</b></p><p><b>　　（5-13）</b></p><p>　　式中 ql——月產液量，104t；</p><p>　　qw——月產水量，104t；</p><p>　　NP——累計產油量，104t；</p><p>　　LP——累計產液量，104t

87、；</p><p>　　WP——累計產水量，104t。</p><p><b>　　5.2 實例計算</b></p><p>　　大慶油田北一二排西部注聚區(qū)塊于1996年4月開始注聚合物，到2003年注聚結束（表5-1）（由于數據太多，所占篇幅太大，這里只給出部分的數據）。</p><p>　　表5.1 北一二排西部實際

88、與預測數據對比</p><p>　　下面以1999年以前的開發(fā)數據進行擬合預測，并對預測的結果與開發(fā)的整個過程進行對比，該預測對比方法更能直觀的預測結果的實用性。通過代入實際生產數據，得到的參數如下：</p><p>　　a=0.01，b=1.2，c=16.32，A1=0.8543，B1=10.95，a1=0.006812，b1=1.5689，c1=0.1145。</p>&

89、lt;p>　　當給定不同的開發(fā)時間，代入以上參數，由式（5-1）、式（5-6）、式（5-9）、式（5-10）、式（5-11）、式（5-12）和式（5-13），分別可以預測出大慶油田北一二排西部聚合物驅工業(yè)化區(qū)塊理論的月產油量、月含水率、月產液量、累計產油量、累計產液量和累計產水量。</p><p>　　在此，本文只給出了月產油量及月含水率對比圖，如圖5-1-圖5-2。</p><p>

90、;　　圖5.1 北一二排西部月產油量對比圖</p><p>　　圖5.2 北一二排西部月含水率對比圖</p><p>　　通過對比圖可以看出，利用聚驅的前期數據擬合得到的理論開發(fā)指標與實際值對比效果比較好，完全可以滿足生產的需要。</p><p><b>　　5.3 本章小結</b></p><p>　　這種方法通過將廣

91、義翁氏預測模型和反正切函數預測模型應用到聚合物驅開發(fā)指標預測中，克服了“定液求含水”的局限性。實際計算表明：北一二排西部注聚區(qū)塊和北一區(qū)中部注聚區(qū)塊月產油量和月含水率與實際值對比程度比較好，完全可以滿足生產的需要。</p><p><b>　　結 論</b></p><p>　?。?）聚合物驅開采到一定程度時，甲型水驅特征曲線也出現較好的直線段。通過對北一二排西部和北

92、一區(qū)中部注聚區(qū)塊實際開發(fā)數據的擬合，表明大慶油田注聚區(qū)塊處于含水回升階段時，驅替特征曲線法仍可以利用，具有一定的實用價值。</p><p>　?。?）聯(lián)解法解決了甲型水驅特征曲線預測中缺少時間因素的問題，又解決了Wang-Li產量預測模型中缺少含水率的問題，預測曲線與兩個區(qū)塊實際開發(fā)數據基本上是符合的。其中累積產油量由于受隨機因素影響較小，預測值與實際值符合程度較高；含水率由于受隨機因素影響較大，符合程度略差一些

93、。</p><p>　　（3）聚合物驅流管法適用于預測油井見聚情況下產油量、含水率的變化規(guī)律。通過預測曲線可以看出，月產油量的擬合程度較差，預測平均誤差在11%左右，這是因為月產油量受隨機因素影響較大；對含水率的擬合程度較好。</p><p>　?。?）模型法將廣義翁氏預測模型和反正切函數預測模型應用到聚合物驅開發(fā)指標預測中，克服了“定液求含水”的局限性。通過擬合對比圖可以看出，利用聚驅的

94、前期數據擬合得到的理論開發(fā)指標與實際值對比效果比較好，可以滿足生產的需要</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 俞啟泰. 一種廣義的Казаков水驅特征曲線[J]. 大慶石油地質與開發(fā). 1997，16（3）：45-48，77.</p><p>　　[2] Wiorkowski J J. Fitting o

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105、/p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在論文完成之際，我要特別感謝我的指導老師的熱情關懷和悉心指導。在我撰寫論文的過程中，老師傾注了大量的心血和汗水，無論是在論文的選題、構思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了老師悉心細致的教誨和無私的幫助，特別是他廣博的學識、深厚的學術素養(yǎng)、嚴謹的治學精神和一絲不茍的工作作風使我終生