注采平衡圖版的繪制和應用

1、地質科學研究院地質科學研究院在開發(fā)評價中，通常應用注采壓力系統(tǒng)評價圖來分析注采壓力和壓差是否保持的合理、注水采油工藝技術條件能否滿足油田開發(fā)的需要、注采能否保持平衡、油層潛力和注采技術設備能力是否得到充分發(fā)揮、油田開發(fā)井網(wǎng)方案是否需要調整等重要原則問題。引言引言目錄目錄一、注采平衡圖版的繪制一、注采平衡圖版的繪制二、注采平衡圖版應用二、注采平衡圖版應用三、應用實例三、應用實例1.1.基本原理基本原理采油采油井井注水井注水井理想油藏壓力擴散模擬圖理想油藏壓力擴散模擬圖注水井流動壓注水井流動壓力力采油井流動壓力采油井流動壓力地層壓力地層壓力基本原理：基本原理：油水井壓力剖面平衡式油水井壓力剖面平衡

2、式Piwf qi / Iw = PR =Pwf +qL/IL 注水井注水井加大注入壓力注入量增加采油采油井井井底流壓不變采出量不變地層壓力增加注水量采出量注入壓差減小采出壓差增大注入量減小采出量增加注采平衡注采平衡地下流體體積增加地下流體體積增加注水量采出量新的注采平衡新的注采平衡壓力傳導壓力傳導滯后滯后一、注采平衡圖版的繪制一、注采平衡圖版的繪制2 2、繪圖步驟、繪圖步驟對于地層注采平衡時的合理壓力水平，則需要通過注采平衡原理進行對于地層注采平衡時的合理壓力水平，則需要通過注采平衡原理進行計算計算 ：采出體積：根據(jù)無因次產(chǎn)液指數(shù)、初期每米采油指數(shù)、生產(chǎn)壓差等計采出體積：根據(jù)無因次產(chǎn)液指數(shù)、初

3、期每米采油指數(shù)、生產(chǎn)壓差等計算不同含水階段的單元產(chǎn)液量。算不同含水階段的單元產(chǎn)液量。qL = 0 JoH有( PR - Pwf ) no 注入體積：根據(jù)吸水指數(shù)、注水壓差等計算出不同含水階段的單元注注入體積：根據(jù)吸水指數(shù)、注水壓差等計算出不同含水階段的單元注水量。水量。qi = Iw( Piwf - PR ) ni（1 1）計算采出注入體積）計算采出注入體積一、注采平衡圖版的繪制一、注采平衡圖版的繪制2 2、繪圖步驟、繪圖步驟根據(jù)油藏注采體積平衡原理和注采比，得出注入和產(chǎn)出平衡方程。根據(jù)油藏注采體積平衡原理和注采比，得出注入和產(chǎn)出平衡方程。 由不同含水和不同注采比分別計算出各開發(fā)階段注采平衡所

4、需要的地由不同含水和不同注采比分別計算出各開發(fā)階段注采平衡所需要的地層壓力水平。層壓力水平。 式中：式中：Pwf 油井井底流壓油井井底流壓，MPa；Piwf 注水井注入壓力注水井注入壓力，MPa； 0 無因次采液指數(shù)無因次采液指數(shù)，f；Iw 注水井平均吸水指數(shù)注水井平均吸水指數(shù)，m3/(MPa .d)；no油井數(shù)油井數(shù)； PR 地層平均壓力地層平均壓力，MPa； qL 平均單井產(chǎn)液量平均單井產(chǎn)液量，t/d；qi 注水井平均單井注入量注水井平均單井注入量，m3/d； ni水井數(shù)水井數(shù); Jo 初期每米采油指數(shù)初期每米采油指數(shù)，t/( MPa.d.m)； H有有效厚度有效厚度，m.（1 1）計算采

5、出注入體積）計算采出注入體積qL BLB= qi Iw( Piwf - PR ) ni.= 0 JoH有( PR - Pwf ) no BL B 一、注采平衡圖版的繪制一、注采平衡圖版的繪制求取繪制注采平衡圖版所需參數(shù)的計算和統(tǒng)計工作量是比較大的，僅簡單求取繪制注采平衡圖版所需參數(shù)的計算和統(tǒng)計工作量是比較大的，僅簡單介紹。介紹。采油井的無因次采液指數(shù)可以通過相滲數(shù)據(jù)回歸或生產(chǎn)動態(tài)資料回歸。采油井的無因次采液指數(shù)可以通過相滲數(shù)據(jù)回歸或生產(chǎn)動態(tài)資料回歸。注水井吸水指數(shù)一般是生產(chǎn)動態(tài)資料統(tǒng)計得出。注水井吸水指數(shù)一般是生產(chǎn)動態(tài)資料統(tǒng)計得出。采油井的井底流壓可由測壓數(shù)據(jù)獲得，測壓資料不全或沒有時效性可自

6、己計采油井的井底流壓可由測壓數(shù)據(jù)獲得，測壓資料不全或沒有時效性可自己計算算-根據(jù)動液面、泵深等資料由如下公式求得。根據(jù)動液面、泵深等資料由如下公式求得。注水井的井底流壓即正注時的油壓加上液柱壓力，反注時的套壓加上液柱壓注水井的井底流壓即正注時的油壓加上液柱壓力，反注時的套壓加上液柱壓力。力。初期每米采油指數(shù)由生產(chǎn)動態(tài)資料統(tǒng)計得到。初期每米采油指數(shù)由生產(chǎn)動態(tài)資料統(tǒng)計得到。（1 1）計算采出注入體積）計算采出注入體積LpmpwfdLLpp10一、注采平衡圖版的繪制一、注采平衡圖版的繪制根據(jù)油藏注入和產(chǎn)出體積方程，計算在某一個含水和注采比下的注根據(jù)油藏注入和產(chǎn)出體積方程，計算在某一個含水和注采比下的

7、注入和產(chǎn)出體積，作注采平衡交匯圖，得出注采平衡地層壓力入和產(chǎn)出體積，作注采平衡交匯圖，得出注采平衡地層壓力:第一步：在給定的不同生產(chǎn)井流動壓力下第一步：在給定的不同生產(chǎn)井流動壓力下,計算某一含水階段不同地計算某一含水階段不同地層壓力下的采出體積的變化。作出采出體積層壓力下的采出體積的變化。作出采出體積注采比之積與地層壓力的注采比之積與地層壓力的關系曲線（采出曲線）。關系曲線（采出曲線）。第二步：在同樣含水率和給定的不同的注水井流動壓力下第二步：在同樣含水率和給定的不同的注水井流動壓力下,計算不同計算不同地層壓力下注入體積的變化地層壓力下注入體積的變化, 可得到注入體積與地層壓力的關系曲線可得到

8、注入體積與地層壓力的關系曲線（注入曲線）（注入曲線）,這兩條曲線的交點處即為注采平衡點這兩條曲線的交點處即為注采平衡點,對應的地層壓力為對應的地層壓力為注采平衡壓力。注采平衡壓力。（2 2）繪制交匯圖）繪制交匯圖一、注采平衡圖版的繪制一、注采平衡圖版的繪制（3 3）繪制成圖）繪制成圖平衡圖上每一個交叉點即為壓力平衡點，每一點都表明平均日產(chǎn)液量、日注水量、平均油井流壓、平均注入壓力和平均地層壓力之間的平衡關系。在整個開發(fā)過程中，注采壓力系統(tǒng)的五項指標的平衡狀態(tài)應是相對的。暫時的，所以平衡點反映的是開發(fā)過程中某一階段、某一條件下的平衡關系。一、注采平衡圖版的繪制一、注采平衡圖版的繪制目錄目錄一、注

9、采平衡圖版的繪制一、注采平衡圖版的繪制二、注采平衡圖版應用二、注采平衡圖版應用三、應用實例三、應用實例三、注采平衡圖版應用三、注采平衡圖版應用目前地層壓力目前地層壓力 注采平衡地層壓力注采平衡地層壓力1、直觀判斷目前地層壓力是否達到注采平衡三、注采平衡圖版應用三、注采平衡圖版應用2、注采平衡圖與最小合理地層壓力相結合結合，確定合理地層壓力（1）最小合理地層壓力油井井底最小合理流壓計算方法油井井底最小合理流壓計算方法采油井井底流壓不僅與下泵深度有關，還與含水率有關。在保證一定沉沒度，達到合理泵效所需的泵口壓力下限值的前提下，計算油井井底最小合理流壓。采油井井底流壓計算公式采油井井底流壓計算公式P

10、Wf = PP + 0.01混( D中- D掛)混=o(1 - fw) +wfwPmin= PWf+P該壓差可由油井試油獲得IPR曲線計算得出，也可根據(jù)實際生產(chǎn)歷史資料計算得出。 生產(chǎn)壓差的確定生產(chǎn)壓差的確定三、注采平衡圖版應用三、注采平衡圖版應用2、注采平衡圖與最小合理地層壓力相結合結合，確定合理地層壓力（1）最小合理地層壓力（2）注采平衡地層壓力合理地層壓力合理地層壓力三、注采平衡圖版應用三、注采平衡圖版應用3、確定合理提液方式，以指導開發(fā)調整A 方向: 油井流壓保持不變, 通過增加注水壓力和注入量來提高地層壓力，加大生產(chǎn)壓差，提高單井產(chǎn)液量。B 方向: 地層壓力保持不變, 通過加大泵掛來

11、獲得較大生產(chǎn)壓差, 通過提高注水壓力提高注采平衡注入量。C 方向: 保持注水壓力不變, 沿著C 方向加深泵掛,通過降低地層壓力來獲得增大注水壓差，可使注水量及產(chǎn)液量提高。三、注采平衡圖版應用三、注采平衡圖版應用3、確定合理提液方式，以指導開發(fā)調整D 方向:通過提高注采井數(shù)比，注水壓力逐漸提高。通過整體的增加注水量，來增加提液量。根據(jù)注采平衡公式：Iw( Piwf - PR ) ni /no. = 0 JoH有( PR - Pwf ) BL B 目錄目錄一、注采平衡圖版的繪制一、注采平衡圖版的繪制二、注采平衡圖版應用二、注采平衡圖版應用三、應用實例三、應用實例1 1、注采平衡圖繪制實例、注采平衡

12、圖繪制實例地層壓力地層壓力油壓油壓/流壓流壓 注水井油壓下的注入體積（注水井油壓下的注入體積（m3 /d)采油井流壓下的采出體積采油井流壓下的采出體積1.1（m3 /d)10 MPa12 MPa14 MPa16 MPa6 MPa8 MPa10 MPa12 MPa21 MPa89.3 110.3 131.3 152.3 347.6 301.3 254.9 208.6 20 MPa99.8 120.8 141.8 162.8 324.5 278.1 231.8 185.4 19 MPa110.3 131.3 152.3 173.3 301.3 254.9 208.6 162.2 18 MPa120

13、.8 141.8 162.8 183.8 278.1 231.8 185.4 139.1 17 MPa131.3 152.3 173.3 194.3 254.9 208.6 162.2 115.9 16 MPa141.8 162.8 183.8 204.8 231.8 185.4 139.1 92.7 15 MPa152.3 173.3 194.3 215.3 208.6 162.2 115.9 69.5 14 MPa162.8 183.8 204.8 225.8 185.4 139.1 92.7 46.4 13 MPa173.3 194.3 215.3 236.3 162.2 115.9 6

14、9.5 23.2 12 MPa183.8 204.8 225.8 246.8 139.1 92.7 46.4 0.0 11 MPa194.3 215.3 236.3 257.3 115.9 69.5 23.2 -23.2 10 MPa204.8 225.8 246.8 267.8 92.7 46.4 0.0 -46.4 以高集油田高以高集油田高6 6斷塊斷塊E E1 1f f1 11 1為例，根據(jù)前述公式計算在某一個注采比為例，根據(jù)前述公式計算在某一個注采比和含水下不同的注水井油壓與不同地層壓力對應的注入體積；不同的采和含水下不同的注水井油壓與不同地層壓力對應的注入體積；不同的采油井流壓與不同

15、地層壓力對應的采出體積。油井流壓與不同地層壓力對應的采出體積。注入采出體積計算結果表注入采出體積計算結果表高高6 E6 E1 1f f1 11 1注采平衡成果圖注采平衡成果圖高6斷塊E1f11的注采平衡圖，目前層系注采比1.1，綜合含水60%，采油井平均井底流壓7.5 MPa，注水井平均油壓14 MPa，注采平衡時的地層壓力應為15.6 MPa，而當前的地層壓力為12.4 MPa，需要補充地層能量。通過注采平衡原理，假如目前采油井平均井底流壓不變，加大注水井平均油壓從而加大注水井井底流壓，加大注入量，補充地層虧空，以達到注采平衡。 （1 1）判斷是否達到注采平衡）判斷是否達到注采平衡注采平衡時

16、的地層壓力15.6MPa目前地層壓力12.4MPa2 2、注采平衡圖應用實例、注采平衡圖應用實例當前地層當前地層壓力壓力12.4MPa取目前平均單井日產(chǎn)液液量穩(wěn)定在取目前平均單井日產(chǎn)液液量穩(wěn)定在13m13m3 3/d/d，計算得出在當前含水下，折算最低合理壓力水計算得出在當前含水下，折算最低合理壓力水15.4MPa15.4MPa。（2 2）注采平衡圖與最小合理地層壓力相結合結合，確定合理地層壓力）注采平衡圖與最小合理地層壓力相結合結合，確定合理地層壓力注采平衡時的地層壓力15.6MPa目 前 地 層 壓 力12.4MPa合理地層壓力應為合理地層壓力應為15.6MPa，目前地層壓力偏低。，目前地

17、層壓力偏低。2 2、注采平衡圖應用實例、注采平衡圖應用實例（3 3）預測不同開發(fā)階段的地層壓力、單元日產(chǎn)液量。）預測不同開發(fā)階段的地層壓力、單元日產(chǎn)液量。不同含水、注采比下注采平衡時的地層壓力，不同含水、注采比下注采平衡時的地層壓力，MPaE1f23含水（小數(shù)）含水（小數(shù)）注采比注采比0.70.750.80.850.90.919.218.918.517.917.4118.718.217.817.316.81.118.217.817.316.816.41.217.717.416.916.415.91.317.31716.51615.5E1f11含水（小數(shù)）含水（小數(shù)）注采比注采比0.50.60.

18、70.80.90.916.816.816.415.514.7116.116.315.81514.11.115.815.615.414.613.81.215.315.31514.213.21.314.814.814.513.813E1f12含水（小數(shù)）含水（小數(shù)）注采比注采比0.50.60.70.80.90.917.717.51716.415.6117.216.816.415.915.21.116.616.41615.514.71.216.21615.61514.41.315.815.515.214.714繪制不同含水、注采比下的注采平衡圖版，可以預測相應開發(fā)階段注采平衡時地層壓力、日注水量、日

19、產(chǎn)液量。以高6斷塊E1f11為例，目前的注入壓力、生產(chǎn)井井底流壓不變的情況下注采比1.1、含水0.6時的地層壓力15.6MPa,日注水量200m3,日產(chǎn)液量182m3。注采平衡時的地層壓力15.6MPa15.6MPa日注水量日注水量200m3高集油田高高集油田高6斷塊地層壓力表斷塊地層壓力表2 2、注采平衡圖應用實例、注采平衡圖應用實例高高6 6斷塊斷塊E E1 1f f2 23 3目前地層壓力比較充目前地層壓力比較充足，考慮以下幾種方式提液。足，考慮以下幾種方式提液。一是：通過增加注水壓力和單井注入量一是：通過增加注水壓力和單井注入量來提高地層壓力，提高生產(chǎn)壓差來提高來提高地層壓力，提高生產(chǎn)

20、壓差來提高單井產(chǎn)液量。單井產(chǎn)液量。二是：地層壓力保持不變，通過加大泵二是：地層壓力保持不變，通過加大泵掛和提高注水壓力，來提高采出量和注掛和提高注水壓力，來提高采出量和注入量，同時維持相對穩(wěn)定的地層壓力。入量，同時維持相對穩(wěn)定的地層壓力。注采平衡時的地層壓力17.5MPa目前地層壓力16.1MPa（4 4）結合實際情況指導開發(fā)調整）結合實際情況指導開發(fā)調整2 2、注采平衡圖應用實例、注采平衡圖應用實例三是：高三是：高6 6斷塊斷塊E E1 1f f2 23 3可以調整注可以調整注采平衡計算的另一個重要參數(shù)采平衡計算的另一個重要參數(shù)- -油水井數(shù)比，通過增加注水井數(shù)油水井數(shù)比，通過增加注水井數(shù)來

21、增加總的注入量、增加地層壓來增加總的注入量、增加地層壓力，同時控制單井注入量，以實力，同時控制單井注入量，以實現(xiàn)弱點強面溫和注水?，F(xiàn)弱點強面溫和注水。對比以上三種方式，出于控對比以上三種方式，出于控制含水上升速度的目的，建議采制含水上升速度的目的，建議采用第三種方式進行提液。用第三種方式進行提液。注采平衡時的地層壓力17.5MPa目前地層壓力16.1MPa2 2、注采平衡圖應用實例、注采平衡圖應用實例（4 4）結合實際情況指導開發(fā)調整）結合實際情況指導開發(fā)調整1 1、圖版可以直觀地反映油藏注采平衡狀況。、圖版可以直觀地反映油藏注采平衡狀況。2 2、注采平衡圖版與最小合理地層壓力相結合，判斷地層

22、壓力、注采平衡圖版與最小合理地層壓力相結合，判斷地層壓力是否合理，并求取合理地層壓力。是否合理，并求取合理地層壓力。3 3、利用注采平衡圖版可以指導油藏采取合理提液方式。、利用注采平衡圖版可以指導油藏采取合理提液方式。認識與建議認識與建議 注水開發(fā)油田都力求將油藏保持在一個合理的壓力水平上并達到注采平衡，而注采平衡圖版可以清晰直觀地反映這個動態(tài)平衡狀態(tài)與哪些動態(tài)參數(shù)相關。因此使用注采平衡圖版便于分析和指導油田的注采調整。引言引言注采平衡時的地層壓力15.6MPa15.6MPa日注水量/日產(chǎn)液量180m180m3 3/d/d一、注采系統(tǒng)動態(tài)平衡原理一、注采系統(tǒng)動態(tài)平衡原理在原來注采平衡的基礎上在原來注采平衡的基礎上, , 通通過增加注水壓力，油層壓力不斷過增加注水壓力，油層壓力不斷增加，油井供液能力增強增加，油井供液能力增強 單井采單井采出量增加，從而達到一個新的注出量增加，從而達到一個新的注采平衡采平衡; ;反之亦然反之亦然. .注水井注水井加大注入壓力注入量增加采油采