成人教育學院石油工程專業(yè)學生畢業(yè)設計（論文）

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(shù)據(jù)，分別驗證了甲型水驅(qū)特征曲線法、聯(lián)解法、聚合物驅(qū)流管法、模型法4種方法應用于聚合物驅(qū)開發(fā)指標計算的效果。通過與實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的對比分析認為：含水回升階段，驅(qū)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(qū)特征曲線預測中缺少時間因素的問題，又解決了產(chǎn)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(shù)據(jù)基本上是吻合的；聚合物驅(qū)流管法適用于預測油井見聚情況下產(chǎn)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(chǎn)的需要。</p><p>　　關鍵詞：聚合物驅(qū)；開發(fā)指標；驅(qū)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(qū)開發(fā)指標計算方法研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2 聚合物驅(qū)開發(fā)指標計算方法研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 問題的提出4</p><p>　　第2章 甲型水驅(qū)特征曲線法6</p><p

4、>　　2.1 甲型水驅(qū)特征曲線法介紹6</p><p>　　2.2 實例計算8</p><p>　　2.3 本章小結(jié)9</p><p>　　第3章 聯(lián)解法10</p><p>　　3.1 聯(lián)解法介紹10</p><p>　　3.2 實例計算12</p><p>　　3.3 本章

5、小結(jié)15</p><p>　　第4章 聚合物驅(qū)流管法16</p><p>　　4.1 聚合物驅(qū)流管法介紹16</p><p>　　4.2 實例計算22</p><p>　　4.3 本章小結(jié)24</p><p>　　第5章 模型法25</p><p>　　5.1 模型法介紹25<

6、;/p><p>　　5.2 實例計算28</p><p>　　5.3 本章小結(jié)30</p><p><b>　　第6章 結(jié)論31</b></p><p><b>　　參考文獻32</b></p><p><b>　　致 謝34</b></p&

7、gt;<p><b>　　第1章 概述</b></p><p>　　1.1 水驅(qū)開發(fā)指標計算方法研究現(xiàn)狀</p><p>　　自國內(nèi)外油田進行水驅(qū)開發(fā)以來，專家學者對水驅(qū)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(nèi)已有的水驅(qū)開發(fā)指標的預測方法可概括為以下幾種：</p><p>　?。?）水驅(qū)特征曲線法</p>

8、<p>　　1997年，俞啟泰就提出了一種廣義的Казаков水驅(qū)特征曲線[1]。實際應用表明，Казаков曲線可以進行油田產(chǎn)量、累積產(chǎn)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(qū)特征曲線，特別適用于描述水驅(qū)層狀油田的水驅(qū)特征[2]。</p><p><b>　　

9、（2）聯(lián)解法</b></p><p>　　1997年，陳元千、李從瑞將水驅(qū)曲線法和數(shù)學模型法相結(jié)合，提出了一種預測水驅(qū)開發(fā)油田的含水率、產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、產(chǎn)液量和相應的累積產(chǎn)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(qū)油田開發(fā)指標中，水驅(qū)曲線法和數(shù)學模型法存在的缺陷和局限性。</p><p>　　同年6月，他們又將甲型水驅(qū)曲線法與Weibull（威布爾）

10、預測模型相結(jié)合，提出了一種預測水驅(qū)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(qū)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(qū)曲線法和HCZ預測模型法相結(jié)合，提出了一種預測水驅(qū)開發(fā)油田的含水率、產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、產(chǎn)液量和相應的累積產(chǎn)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、科學性。該方法克服了在預測水驅(qū)油

11、田開發(fā)指標中，乙型水驅(qū)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(qū)曲線和廣義Копытов預測模型方法有機的結(jié)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(qū)開發(fā)油田的含水率、產(chǎn)油量、產(chǎn)水量及其相應的累積產(chǎn)量隨開發(fā)時間變化的方法[6]。</p><p><b>　?。?）模型法</b></p><

12、;p>　　1999年，孫建平等將納扎洛夫水驅(qū)曲線法和Logistic預測模型有機結(jié)合，提出了一種預測水驅(qū)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(jié)果與實際值的吻合程度較高。</p><p>　　2002年，陳志剛等將水驅(qū)曲線模型、雙對數(shù)型產(chǎn)量衰減曲線預測模型和廣義翁氏預測模型相結(jié)合[8]。這種方法不僅可以預測水驅(qū)油氣田

13、的產(chǎn)量、產(chǎn)水量、最高年產(chǎn)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(shù)等開發(fā)指標。應用結(jié)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(jù)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(chǎn)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(qū)區(qū)塊未措施老井產(chǎn)量、年自然遞減率、年含水率及含水上升率指標的預測，

14、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(qū)曲線分解與合成的方法建立了措施調(diào)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(shù)[10]。經(jīng)過油田實際開發(fā)數(shù)據(jù)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)指標預測。</p><

15、;p>　　1.2 聚合物驅(qū)開發(fā)指標計算方法研究現(xiàn)狀</p><p>　　隨著各大油田水驅(qū)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(qū)油是主要的采油技術，同時，對聚合物驅(qū)開發(fā)指標的計算方法研究也在進行著。截止到目前，國內(nèi)學者提出的預測聚合物驅(qū)開發(fā)指標的方法可以基本概括為以下幾種：</p><p>　?。?）驅(qū)替特征曲線法</p><p>　　

16、2001年，孔祥亭等依據(jù)聚合物驅(qū)的驅(qū)油機理，在研究分析聚合物驅(qū)開發(fā)指標變化與水驅(qū)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(qū)開發(fā)指標預測的驅(qū)替特征曲線方法，提出了可利用驅(qū)替特征曲線的方法預測聚合物驅(qū)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(shù)據(jù)，一般在含水開始回升以后的聚合物驅(qū)區(qū)塊的開發(fā)指標預測。</p><p>　　2005年，劉麗等應用甲型水驅(qū)特征曲線法對大慶油田采油

17、一廠的三個注聚區(qū)塊進行了預測[12]。預測結(jié)果表明：這三個注聚區(qū)塊處于含水回升階段時，驅(qū)替特征曲線法仍可以利用，應用該方法得出的結(jié)果可以滿足現(xiàn)場的需要，具有一定的應用價值。</p><p><b>　?。?）聯(lián)解法</b></p><p>　　2001年，王俊魁將水驅(qū)特征曲線與產(chǎn)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(shù)關系式，同時給出了不同開發(fā)年限的含

18、水率、年產(chǎn)油量與累積采油量等各項指標的計算方法[13]。經(jīng)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(qū)特征曲線預測中缺少時間因素的問題，又解決了產(chǎn)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(shù)據(jù)基本上是吻合的。</p><p>　?。?）神經(jīng)網(wǎng)絡法預測含水率</p><p>　　2004年，趙國忠等提出了聚合物驅(qū)含水率的神經(jīng)網(wǎng)絡預測方法[14]。該方

19、法分析了工業(yè)化聚合物驅(qū)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?yún)?shù)，把綜合含水率的變化特征作為輸出參數(shù)，以早期投產(chǎn)區(qū)塊的已知輸入和輸出參數(shù)作為學習樣本，建立了改進的三層CBP神經(jīng)網(wǎng)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(qū)動態(tài)特征的影響程度。利用該模型預測了新投產(chǎn)區(qū)塊的綜合含水率、產(chǎn)液量和產(chǎn)油量等指標，為油田開發(fā)規(guī)劃的編制及計劃安排提供了較為合理

20、的依據(jù)。</p><p>　?。?）增量法與產(chǎn)量遞減曲線法</p><p>　　2005年，劉麗等應用增量法與產(chǎn)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(jié)果表明：利用增量法計算聚合物驅(qū)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(qū)實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，只有聚合物驅(qū)結(jié)束后方能進行采收率評價，而在聚合物驅(qū)結(jié)束之前只能進行短期增油量計算，這忽略了油井產(chǎn)量自然遞減這

21、一普遍規(guī)律，導致預測結(jié)果偏小，誤差較大。利用產(chǎn)量遞減曲線法得出的增油量可以較為客觀地反映出聚驅(qū)增產(chǎn)效果。</p><p><b>　?。?）經(jīng)驗公式法</b></p><p>　　2005年，賈振岐等認為可以采用經(jīng)驗方法預測聚合物驅(qū)油區(qū)塊的開發(fā)指標[15]。應用此方法時將所統(tǒng)計數(shù)據(jù)分別在普通坐標系、半對數(shù)坐標系和雙對數(shù)坐標系中繪制各指標之間的關系曲線，并分析它們之間的

22、關系，發(fā)現(xiàn)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(jù)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(jīng)驗公式)。依據(jù)得出的經(jīng)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(jié)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(qū)開發(fā)指標預測[16]。該方法是將所統(tǒng)計數(shù)據(jù)分別在普通坐標系、半對數(shù)坐標系和雙對數(shù)坐標

23、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。回歸預測技術依據(jù)最小二乘法原理，進行數(shù)據(jù)擬合，確定經(jīng)驗公式的系數(shù)，求解經(jīng)驗公式。后繼水驅(qū)階段的累積產(chǎn)油量在半對數(shù)與雙對數(shù)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(jié)果更準確。應用該方法對實際聚合物驅(qū)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(jié)果是可靠的。</p><

24、;p><b>　　（6）模型法</b></p><p>　　2005年，石成方等根據(jù)聚合物驅(qū)油機理，綜合應用聚合物驅(qū)開發(fā)輸入輸出指標歷史數(shù)據(jù)以及數(shù)學建模方法，建立了聚合物驅(qū)開發(fā)指標動態(tài)規(guī)律數(shù)學模型，分析了描述聚合物驅(qū)本質(zhì)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(qū)區(qū)塊開發(fā)指標進行的預測結(jié)果比較理想[18][19]。</p><p>　　張繼成等綜合

25、運用經(jīng)驗回歸方法和前緣推進理論，建立起一種聚合物驅(qū)產(chǎn)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(chǎn)液量生產(chǎn)，壓力是不斷變化的，即“定產(chǎn)求壓”。應用建立的方法對大慶油田20個聚合物注入?yún)^(qū)塊含水率和產(chǎn)油量變化規(guī)律進行了擬合和預測，結(jié)果表明，該方法預測精度較高，月產(chǎn)油量平均相對誤差在12%以內(nèi)，含水率平均相對誤差在3%以內(nèi)，累積產(chǎn)油量平均相對誤差在5%以內(nèi)，能夠滿足現(xiàn)場的需要。</p>&l

26、t;p>　　2005年，劉麗等提出采用聚合物驅(qū)流管法預測聚驅(qū)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(qū)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(jīng)驗的聚合物驅(qū)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(chǎn)油量的變化。他們利用聚合物驅(qū)流管法對大慶油田的3個注聚區(qū)塊進行了預測，預測結(jié)果表明3個區(qū)塊的采收率再提高2.00%-3.00%完

27、全符合實際，并且表明聚合物驅(qū)流管法預測聚合物驅(qū)過程精度較高。</p><p>　　2007年，劉義坤等通過將反正切函數(shù)預測模型及廣義翁氏預測模型應用到聚合物驅(qū)開發(fā)指標預測中，分別對產(chǎn)油量及含水率進行預測，然后預測產(chǎn)液量、產(chǎn)水量、累計產(chǎn)油量、累計產(chǎn)液量以及累計產(chǎn)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(qū)工業(yè)化區(qū)塊進行了預測，結(jié)果表明，預測精度能夠滿足現(xiàn)場的需

28、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(qū)開發(fā)指標預測方法不能直接應用于聚合物驅(qū)的預測，因此，本文利用大慶油田實際注聚區(qū)塊數(shù)據(jù)分別驗證與評價不同聚合物驅(qū)開發(fā)指標預測方法，即目前應用較多的驅(qū)替特征曲線法、聯(lián)解法、聚合物驅(qū)流管法和模型法。</p><p>　　第2章 甲型水驅(qū)特征曲

29、線法</p><p>　　2.1 甲型水驅(qū)特征曲線法介紹</p><p>　　2.1.1 甲型水驅(qū)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(xiàn)：一個天然水驅(qū)或人工水驅(qū)的油藏，當它已經(jīng)全面開發(fā)并進入穩(wěn)定生產(chǎn)階段后，含水率達到一定高度并逐漸上升，此時，在半對數(shù)坐標紙上，以對數(shù)坐標表示油藏的累計產(chǎn)水量WP

30、，以普通坐標表示油藏的累計產(chǎn)油量NP，做出兩者的關系曲線，常出現(xiàn)一條近似的直線段。這類曲線，稱為水驅(qū)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><p><

31、;b>　　fw——含水率。</b></p><p>　　進一步細分，式（2-1）為累積產(chǎn)水量-累積產(chǎn)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(zhì)相同，并可相互推證。我們稱這種方法為驅(qū)替特征曲線法。對于水驅(qū)油田，這種方法已經(jīng)成為一項成熟的技術。</p><p>　　2.1.2 預測油田產(chǎn)水量、含水率及采收率</p><p>　　式

32、（2-1）可以變形為：</p><p><b>　?。?-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(shù)a，b就可根據(jù)式（2-3）進行開發(fā)動態(tài)預測。</p><p><b>　?。?）預測產(chǎn)水量</b></p>&

33、lt;p>　　將式（2-3）變形為</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　或</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　給定產(chǎn)量NP，根據(jù)式（2-4）或式（2-5）即可求得產(chǎn)水量WP。</p&g

34、t;<p><b>　?。?）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</p><p>

35、<b>　　（2-6）</b></p><p>　　含水率可根據(jù)下式求得</p><p>　　將式（2-6）代入上式得</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　根據(jù)此式即可預測含水率。</p><p>　?。?）預測最終采收率</p>

36、<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(jīng)驗方法所預測的采收率值一般比其它方法更符合生產(chǎn)實際。</p><p>　　將式（2-6）變形為</p><p>　　代入式（2-3）中得</p><p><

37、b>　　（2-8）</b></p><p>　　將極限水油比Fwo=49代入式（2-8）得</p><p>　　生產(chǎn)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(zhì)儲量，則有</p><p><b>　?。?-9）</b><

38、/p><p><b>　　或</b></p><p><b>　　(2-10)</b></p><p>　　根據(jù)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><p>　　實際開發(fā)生產(chǎn)中，

39、聚合物驅(qū)的驅(qū)替規(guī)律與水驅(qū)的驅(qū)替特征有著十分相似的地方。累積產(chǎn)水量的對數(shù)與累積產(chǎn)油量關系曲線(甲型水驅(qū)特征曲線)，也是開采到一定程度時，出現(xiàn)較好的直線段。大慶油田水驅(qū)開采過程中，這種驅(qū)替特征曲線一般在含水60%以后呈現(xiàn)良好的直線關系， 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，大慶油田注聚區(qū)塊處于含水回升階段時，驅(qū)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)中部注聚區(qū)塊進行預測，預測結(jié)果見表2

40、-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(qū)替特征曲線法預測結(jié)果</p><p>　　圖2.1 北一二排西部聚驅(qū)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(qū)階段采收率與水油比關系曲線</p><p><b>　　2.3 本章小結(jié)</b

41、></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(qū)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></p><p&g

42、t;　　水驅(qū)特征曲線和產(chǎn)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(qū)特征曲線方法中缺少時間的概念，在產(chǎn)量數(shù)學模型中缺少含水率這項指標。如果能將兩種方法結(jié)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(qū)特征曲線中，由于甲型水驅(qū)特征曲線的預測結(jié)果更接近于實際，因此我

43、們選擇甲型水驅(qū)特征曲線來預測油田含水率，用Wang-Li產(chǎn)量數(shù)學模型來預測產(chǎn)量，其主要公式如下：</p><p>　?。?）甲型水驅(qū)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><b>　　這里<

44、/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>　?。?-2）</b><

45、/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>　　（3-3）</b></p><p>　?。?）Wang-Li產(chǎn)量模型的主要公式：</p><p><b>　　（3-4）</b&g

46、t;</p><p>　　根據(jù)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(shù)項的數(shù)值。年產(chǎn)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(chǎn)油量與開發(fā)時間的關系</p>&

47、lt;p><b>　?。?-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(qū)特征曲線中的式（3-2）與Wang-Li產(chǎn)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><p><b

48、>　?。?-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(jié)果見表3-1-表3-2，如圖3-1

49、-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(shù)據(jù)對比</p><p>　　圖3.1 北一二排西部注聚區(qū)塊累積產(chǎn)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(chǎn)油量值與實際值對比圖</p><p

50、>　　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(shù)據(jù)對比</p><p><b>　　3.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　這種聯(lián)解法解決了甲型水驅(qū)特征曲線預測中缺少時間因素的問題，又解決了Wang-Li產(chǎn)量預測模型中缺少含水率的問題，其累積產(chǎn)油量預測曲線和含水率預

51、測曲線與油田開發(fā)實際數(shù)據(jù)基本上是吻合的。</p><p>　　第4章 聚合物驅(qū)流管法</p><p>　　4.1 聚合物驅(qū)流管法介紹</p><p>　　通過分析聚合物驅(qū)油機理，利用大量實測資料，經(jīng)過理論推導和統(tǒng)計分析，建立了一套半理論半經(jīng)驗的聚合物驅(qū)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，適用于預測油井見聚情況下含水率、產(chǎn)油量變化規(guī)

52、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(jù)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有關。在聚合物驅(qū)條件下，水相粘度和

53、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(chǎn)出端聚合物溶液粘度</p><p>　　產(chǎn)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><p>　　根據(jù)有關

54、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(zhì)、溫度以及剪切速率有關的系數(shù)，由實驗確定。</p><p&

55、gt;　?。?-2）式中包含了4個回歸系數(shù)，在油藏條件下，這4個系數(shù)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(jīng)對國內(nèi)外參考文獻提供的粘度隨濃度的變化曲線研究發(fā)現(xiàn)，Hory-Huggins方程可近似地用指數(shù)函數(shù)代替，即：</p><p><b>　　（4-3）</b></p><p>　　式中

56、B——回歸系數(shù)。</p><p>　　如大慶油田采油一廠在45℃條件下，用現(xiàn)場取的注入水和聚合物干粉配制成濃度不同的溶液，室內(nèi)用VL轉(zhuǎn)子測粘度得到粘度變化曲線（如圖4-1所示），用指數(shù)函數(shù)（4-3）式回歸，得視粘度變化為:</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　如果假定產(chǎn)液量恒定，則μ*可近似看作一個常數(shù)。此外在油

57、層條件下，系數(shù)B與室內(nèi)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>　　（2）產(chǎn)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。從大慶薩中油田北一區(qū)斷西聚合物試驗區(qū)北

58、1-J6-P124井跟蹤擬合與數(shù)值模擬預測曲線可以看出，聚合物產(chǎn)出濃度經(jīng)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；</p><p>　

59、　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>　　（3）相對滲透率的變化</p><p>　　根據(jù)室內(nèi)實驗研究，聚合物驅(qū)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含水飽和度關系曲線</p&g

60、t;<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(shù)a與聚合物濃度關系曲線</p><p>　　圖4.4 參數(shù)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(qū)結(jié)束，聚合物驅(qū)開始后，采出端含水率逐漸

61、降低，產(chǎn)出油量較水驅(qū)時增高，因而剩余油量的減少速度要高于水驅(qū)，因此含水飽和度的增加速度要高于繼續(xù)水驅(qū)的情況。聚合物驅(qū)與假定繼續(xù)水驅(qū)含水飽和度的差值直接影響含水率的變化，根據(jù)物質(zhì)守恒原理可得聚驅(qū)后含水飽和度的變化。由物質(zhì)守恒原理，若水驅(qū)到t0時間后，繼續(xù)水驅(qū)到t時間，則</p><p><b>　　（4-6）</b></p><p>　　水驅(qū)到t0時刻，改為聚合物驅(qū)，則

62、</p><p>　?。?-7）式中wpp(t-t0)是聚合物驅(qū)后開始計算的累積產(chǎn)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><p>　　（4

63、-9）式反映了聚合物驅(qū)條件下，由于多產(chǎn)油、少產(chǎn)水而使油層中含水飽和度較水驅(qū)增加的幅度。</p><p>　?。?）聚合物驅(qū)條件下含水率的變化</p><p>　　綜合考慮聚合物驅(qū)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>　　（4-10）</b></p

64、><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(shù)，然后將聚合物濃度關系式代入，得其中的待定常數(shù)，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(qū)條件下含水率fw的預測，則可求得聚驅(qū)下的含水率。計算過程可按以下步驟進行：</p><p>　　（1）根據(jù)室內(nèi)實驗，回歸聚合物溶液粘度與濃度的相關式（4-3），求得μ*

65、和B0；</p><p>　　（2）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(shù)A1，A2，B1和B2；</p><p>　?。?）在定液條件下，根據(jù)注采平衡的原則求不同時間的累積注入量；</p><p>　　（4）用（4-5）式或相似的公式計算聚合物產(chǎn)出濃度的變化。其中C1用實測值擬合得到；</p><p>　?。?）根據(jù)前述

66、水驅(qū)油理論，計算純水驅(qū)條件下，對應不同時間的含水率，得fw（t）；</p><p>　?。?）利用數(shù)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，fwp0——分別是開始見聚合物時的水

67、驅(qū)含水率和聚合物驅(qū)含水率，可認為相等；</p><p>　?。?）將以上各結(jié)果代入（4-10）式，得到對應n時段的聚驅(qū)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(qū)產(chǎn)液量變化規(guī)律</p><p>　　要預測新投注聚區(qū)塊的產(chǎn)油量變化，產(chǎn)液量預測是必不可少的。

68、分析北一區(qū)斷西的聚合物驅(qū)全過程和其它四個已注聚區(qū)塊到目前的產(chǎn)液量變化，可以分為兩種類型：</p><p>　?。?）產(chǎn)液量平穩(wěn)→降低→增加→平穩(wěn)型</p><p>　　北一區(qū)斷西產(chǎn)液量的變化屬于此種類型。如圖4-5所示。</p><p>　　圖4.5 產(chǎn)液量變化曲線</p><p>　　（2） 產(chǎn)液量上升→下降→上升→平穩(wěn)型</p>

69、;<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(chǎn)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(chǎn)液量變化規(guī)律，可得到兩種情況下無因次產(chǎn)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><b>　?。?-12）&l

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

71、t;p><b>　　4.2 實例計算</b></p><p>　　根據(jù)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(jié)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(chǎn)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</p><p>　

72、　北一二排西部的預測結(jié)果表明，月產(chǎn)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(chǎn)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(jié)果表明，月產(chǎn)油量預測平均誤差為11.8%，含水率預測平均誤差為0.8%。</p><

73、p><b>　　4.3 本章小結(jié)</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(chǎn)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(chǎn)油量擬合程度較差，這是由于月產(chǎn)油量受隨機因素影響較大，導致擬合程度不是很好。</p><p><b>　　

74、第5章 模型法</b></p><p><b>　　5.1 模型法介紹</b></p><p>　　5.1.1 產(chǎn)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(qū)動類型和開發(fā)方式如何變化，在開發(fā)過程中，其產(chǎn)量變化大致可以分為5個階段。這5個階段分別是低產(chǎn)量加速上升階段、高產(chǎn)量減速上升階段、穩(wěn)產(chǎn)階段、高產(chǎn)

75、量加速遞減階段與低產(chǎn)量減速遞減階段。實踐表明，聚合物驅(qū)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(chǎn)量變化。</p><p>　　廣義翁式預測模型為:</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>

76、　　式中　qo——產(chǎn)油量，104t；</p><p>　　a，b，c——模型常數(shù)；</p><p><b>　　t——生產(chǎn)時間；</b></p><p><b>　　y——預測的年份；</b></p><p>　　y0——預測產(chǎn)量的起始年份。</p><p>　　由于聚合物驅(qū)

77、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(shù)據(jù)點少，產(chǎn)量預測誤差就會增大。因此將生產(chǎn)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(shù)a，b，c的數(shù)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(shù)，得到 </p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　式中&

78、lt;/b></p><p>　　根據(jù)聚合物驅(qū)階段實際月度產(chǎn)油量和生產(chǎn)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(shù)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(shù)a和c的數(shù)值。</p><p>　　5.1.2 含水率預測模型</p><p>　　注水開發(fā)油田在開發(fā)后期，含水率達到90%以上后，

79、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(shù)擬合[23]。</p><p><b>　　（5-4）</b></p><p>　　式中 fw——水驅(qū)含水率，%；</p><p>　　A1，B1——待定擬合系數(shù)。</p><p>　　方程（5-4）兩邊取正切得</p

80、><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　令</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　在水驅(qū)油田達到高含水期后，注入聚合物仍可提高剩余油的采

81、收率，注入聚合物不僅可以提高波及系數(shù)，而且還可以提高波及區(qū)域內(nèi)的驅(qū)油效率[24]。根據(jù)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(shù)擬合聚驅(qū)含水率fwp。</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中 fwp——聚合物驅(qū)含水率，%；</p><p>　　t——聚合物驅(qū)時間， mon；</p>&

82、lt;p>　　A1，B1——通過注聚合物前的生產(chǎn)數(shù)據(jù)擬合求得；</p><p>　　a1，b1，c1——待定擬合系數(shù)。</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(shù)，為確定參數(shù)a1，b1，c1，將方程（5-6）移項得</p><p><b>　　兩邊取自然對

83、數(shù)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><b>　?。?-8）<

84、/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(shù)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(chǎn)液量為基礎的，但是通過對大慶已注聚區(qū)塊產(chǎn)液量的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)液量是注聚前期迅速上升、中期平穩(wěn)、后期下降的過程。下面實例將通過產(chǎn)油量預測模型及

85、含水率預測模型預測出的產(chǎn)油量及含水率求得其他開發(fā)指標[25]。</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　（5-10）</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>　?。?-12）</b&g

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

87、p>　　WP——累計產(chǎn)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(jié)束（表5-1）（由于數(shù)據(jù)太多，所占篇幅太大，這里只給出部分的數(shù)據(jù)）。</p><p>　　表5.1 北一二排西部實際與預測數(shù)據(jù)對比</p>

88、<p>　　下面以1999年以前的開發(fā)數(shù)據(jù)進行擬合預測，并對預測的結(jié)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(jié)果的實用性。通過代入實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，得到的參數(shù)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><p>　　當給定不同的開

89、發(fā)時間，代入以上參數(shù)，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(qū)工業(yè)化區(qū)塊理論的月產(chǎn)油量、月含水率、月產(chǎn)液量、累計產(chǎn)油量、累計產(chǎn)液量和累計產(chǎn)水量。</p><p>　　在此，本文只給出了月產(chǎn)油量及月含水率對比圖，如圖5-1-圖5-2。</p><p>　　圖5.1 北一二排西部月產(chǎn)油

90、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(qū)的前期數(shù)據(jù)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(chǎn)的需要。</p><p><b>　　5.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　這種方法通過將廣義翁氏預測模型和反正切函數(shù)預測模型

91、應用到聚合物驅(qū)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(chǎn)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(chǎn)的需要。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　?。?）聚合物驅(qū)開采到一定程度時，甲型水驅(qū)特征曲線也出現(xiàn)較好的直線段。通過對北一二排西部和北一區(qū)中部注聚區(qū)塊實際開發(fā)數(shù)據(jù)的擬合

92、，表明大慶油田注聚區(qū)塊處于含水回升階段時，驅(qū)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(qū)特征曲線預測中缺少時間因素的問題，又解決了Wang-Li產(chǎn)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(shù)據(jù)基本上是符合的。其中累積產(chǎn)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。</p><

93、p>　?。?）聚合物驅(qū)流管法適用于預測油井見聚情況下產(chǎn)油量、含水率的變化規(guī)律。通過預測曲線可以看出，月產(chǎn)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(chǎn)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(shù)預測模型應用到聚合物驅(qū)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(qū)的前期數(shù)據(jù)擬合得到的理論開發(fā)指標與實

94、際值對比效果比較好，可以滿足生產(chǎn)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(qū)特征曲線[J]. 大慶石油地質(zhì)與開發(fā). 1997，16（3）：45-48，77.</p><p>　　[2] Wiorkowski J J. Fitting of Growth Curves o

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105、<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?shù)闹螌W精神和一絲不茍的工作作風使我終生受益，在此表示真誠地感謝和深深的謝