增长的规律:中国用水极值预测

用水发展趋势及其增长极值事关水资源管理宏观决策和重大水利基础设施布局,本文提出了“经济社会规模-生产水平-水资源供给”用水变化三元驱动机制,构建了受制于资源约束的适应性用水增长曲线(AIR曲线)和增长规律,总结提出了达到用水极限峰值时的经济社会特征参数与定量判别依据。研究以地级行政区为基本单元,分类判别了全国358个地级行政区用水量增长趋势,集合预测了全国及分区用水极限峰值及其发生时点,结果显示:在最严格水资源管理制度框架和既有工程规划体系下,中国用水极限峰值约为6480亿m3,极值时点大概率会出现在2037年。综合中国用水历史规律和未来预测,提出了现状用水总量拐点的假象和供给“天花板”现象,研判了分行业需求增长趋势,探讨了中国用水极限峰值的不确定性。

水驱气藏的水驱特征曲线与应用效果分析

水驱气藏气井见水后,产气产水规律复杂,使得水驱气藏开发难度显著增大。就目前水驱气藏而言,缺乏相应成熟有效的动态分析方法。从气、水两相渗流规律和物质平衡方程出发,推导出了水驱气藏的水驱特征曲线,即累计产气量与气水比呈对数关系,在半对数坐标上呈线性关系,矿场可以根据直线的斜率反算见水后气井的动态控制储量,通过某气田气井开发动态检验,该研究成果可以有效预测气井的开发动态和开发过程中动态控制储量的变化,对于水驱气藏开发具有一定指导意义。

红岗油田压裂选井选层方法研究及应用

老井同层重复压裂和未动用层补孔压裂是开发过程中的主要增产措施,随着油田开发的逐步深入,地下油水分布越来越复杂,压裂选井、选层的难度越来越大。针对这一现状,在动态分析、油藏研究、沉积微相研究的基础上,从动态分析、监测资料、测井曲线对比、水驱规律、沉积微相研究多角度出发,合理运用多种技术,拓宽思路,实现了压裂选井选层方法的科学化和系统化。

砂岩气藏衰竭开采过程中含水饱和度变化规律

基于四川须家河组气藏典型储集层物性特征,选择了渗透率分别为1.630×10^-3μm^2、0.580×10^-3μm^2、0.175×10^-3μm^2、0.063×10^-3μm^2的4组砂岩岩心,模拟研究含水砂岩气藏衰竭开采过程中（地层压力从20 MPa衰竭开采至废弃）含水饱和度沿程变化规律,结合岩石微观孔喉结构与毛管压力特征,分析了不同渗透率砂岩与水相的相互作用机理并由须家河组气藏2口井进行验证。研究表明：1砂岩储集层对水相捕集作用的大小与渗透率关系密切,储集层渗透率临界值为（0.175-0.580）×10^-3μm^2;2渗透率大于0.580×10^-3μm^2的储集层,岩石孔喉半径较大,毛管压力较小,岩石孔喉对水相的捕集作用小,孔隙内的一部分水在气相驱替作用下可以被驱替出来成为可动水;3渗透率小于0.175×10^-3μm2的致密储集层,其孔喉细小,毛管压力较大,岩石孔喉对水相的捕集作用强,在气相驱替作用下,水相难以被驱替出来而滞留在岩石孔喉内,造成含水饱和度不降反升,因此对此类储集层,要严格控制合理生产压差,延长气井生命周期。

一种基于油水两相渗流理论的水驱图版的建立与应用

水驱图版是一种重要的油藏工程方法,常用于分析水驱油藏的含水上升规律,评价水驱开发调整效果和预测采收率。目前国内应用比较广泛的童氏图版及其改进水驱图版初期含水率较高,预测采收率偏大,不能适应注水开发油藏特别是低渗透注水开发油藏开发全过程水驱开发效果评价的需要。本文基于油水两相渗流理论,利用相对渗透率资料,推导并提出了一种水驱规律预测模型。在此基础上,建立了一种新型水驱图版。研究和实例应用表明,新型水驱图版客观描述了注水开发油藏开采全过程的含水与采出程度变化规律,可靠性强,适用范围广,对水驱规律和采收率的预测更加客观、准确。

低渗透油层注水开发的层间突进研究

低渗透油田层启动压力梯度注水开发应根据储层物性和油水前缘来合理划分层序 ,制定方案更为有效 .针对渗透油层的储层特性 ,利用低渗透储层的渗流理论 ,研究低渗油层注水开发层间突进 ,推导出适合低渗油层注水开发时水驱油的前缘公式 ,并利用推导的公式进行油田实例计算 .结果表明 ,在低渗透油田的开发计算中 ,须考虑低渗透油田储层特性的影响 ,否则会引起较大误差 .得出 ,当启动压力梯度越大时 ,考虑启动压力梯度算出的水驱前缘要远小于不考虑启动压力梯度算出的水驱前缘的结论 .

水驱驱替特征系列修正及油水渗流特征方程确定

在凸型、S型、凹型及Gao-1含水变化规律的基础上,重新构建了水驱驱替特征系列。在新的驱替特征系列中,S-凸型含水变化规律在参数n为0和1时可分别转化为S型和凸型含水变化规律,S-凹型含水变化规律在参数m为0和1时可分别转化为S型和凹型含水变化规律,且各含水变化规律均有对应的水驱特征曲线,克服了原驱替特征系列中凹型和S-凹型含水变化规律无对应水驱特征曲线的缺陷;同时,进一步推导了5种含水变化规律的油水渗流特征方程。实例应用表明,新驱替特征系列的效果较好。

水驱油田理论含水上升率预测新方法及其应用

含水上升率是水驱油田开发效果评价和指标预测的关键参数。文中基于甲、乙、丙、丁4种水驱特征曲线,推导出了含水上升率与含水率的理论关系式,并结合相渗曲线关系式,确定了含水上升率表达式的系数。在渤海CB油田的实际应用结果表明:基于甲型水驱特征曲线的理论含水上升率在含水率为50%处达到最大值,特征曲线关于该点对称;基于乙、丙型水驱特征曲线的理论含水上升率曲线,随含水率升高始终呈下降态势;基于丁型水驱特征曲线的理论含水上升率曲线,以中高含水期为转折点,呈先升后降的变化态势。通过将理论曲线与CB油田实际数据进行对比,得出油田适用的水驱特征曲线为丙型水驱特征曲线。由此可见,可以利用含水上升规律进行水驱特征曲线的判别选取。

复杂断块油藏中高含水期水驱规律研究

文章以中国石油冀东油田分公司陆上油田作业区作为研究对象,研究复杂断块油藏中高含水期水驱规律,以此准确提升水驱效果、增强采收率,并采用一系列切实有效的控水稳油治理对策,确保采出程度得到大幅度提高,将含水上升率控制在标准数值以下,进一步促进油藏的高效开发。

4种水驱特征曲线与Arps递减曲线的关系

水驱特征曲线和Arps递减曲线作为动态评价方法,在已开发油田评价可采储量和预测开发指标中发挥了重要的作用。由于两种方法的理论基础不同,导致它们无法直接建立联系。从Arps递减理论公式出发,通过推导产油量—时间的表达式认识到:如果某种水驱特征曲线的表达式能够通过变形得到关于瞬时递减率与产油量的表达式,那么这种水驱特征曲线和Arps递减曲线存在着联系。选择了常用的4种水驱特征曲线,假设油藏产液量不随时间变化,通过两次对时间求导,得到了这4种水驱特征曲线的关于瞬时递减率与产油量的表达式。乙型水驱特征曲线和调和递减的递减趋势一致,丙型水驱特征曲线和n=0.5双曲递减的递减趋势一致,甲型水驱特征曲线、丁型水驱特征曲线只有在油藏含水较高时才能与Arps递减曲线有相似的递减趋势。根据这4种水驱特征曲线的瞬时递减率与产油量的表达式,建立了相关开发指标的预测方法,经过实例验证,达到了较高的预测精度。

裂缝型致密油藏气水交替采油机理定量研究

为了揭示不同渗透率储层岩心气驱动用规律及气水交替采油机理,开展基于华北潜山致密油储集层岩样,不同条件下的常规气驱和气水交替实验,并结合核磁共振技术,分析实验不同阶段T 2谱的变化,定量计算孔隙内的油水分布变化情况。研究表明:含裂缝岩心低驱替压力下,采出油量较多,增加驱替压力后,新增采油量很少,增加驱替压力对驱油效率的提高作用不明显;不含裂缝的均质岩心低驱替压力下,采出油量较多,增加驱替压力后,采油量有所提高,增加驱替压力对驱油效率的提高有一定作用;对于裂缝发育岩心,气水交替采油机理主要为水的渗吸作用,从而采出小孔喉内的油,5块岩心气水交替采出油百分数介于5.04%~8.15%,平均为6.58%,其中水的“封堵”作用不明显。

水驱储量动用程度计算方法研究

水驱储量动用程度是水驱开发油田的重要指标,准确合理地计算出不同类型油田的水驱储量动用程度,对油田的开发调整具有指导意义。文中从水驱开发效果角度分析,认为水驱储量动用程度等于水驱动用储量与地质储量的比值。利用甲、乙、丙、丁4种水驱曲线表达式,从理论上推导出4种水驱曲线的水驱动用储量计算公式,然后结合水驱储量动用程度定义,就可以进行油田水驱储量动用程度计算。为了能准确可靠地利用目前的研究方法计算实际油田的水驱储量动用程度,对不同油田如何选择适合的方法进行了研究。研究认为,应根据实际油田的含水上升规律特征选择合适的水驱曲线,然后进行水驱储量动用程度计算。

西湖凹陷气藏出水规律及控制因素

东海西湖凹陷已开发的气藏以水驱气藏为主,大部分气井投产后2~3年开始出水,产量递减快,因此,正确认识边底水气藏的出水规律及控制因素,是成功开发该类气藏的关键。以西湖凹陷生产动态数据为基础,利用产水特征参数判别法和不稳定试井水侵识别法研究了气井的产水特征及水气比上升规律,形成了水驱气藏早期水侵综合识别方法,明确了不同类型水驱气藏的含水上升规律及主控因素。依据气井无水采气期长短及含水上升规律,可将水驱气藏产水特征曲线归结为3种类型,分别为尖峰状竖型、梯状台阶型、凹状缓慢型,其中尖峰状竖型主要受水体大小影响,以强边水气藏为主;梯状台阶型主要受隔夹层发育程度及韵律特征影响,以隔夹层不发育的底水气藏为主;凹状缓慢型主要受储层及水体大小影响,以弱水驱气藏为主。水驱气藏出水规律及控制因素的研究,为水驱气藏开发技术政策的制定奠定了基础。

基于甲型水驱规律曲线的表征方法改进

甲型水驱曲线可以用泰勒展开方法近似成双曲递减曲线来研究油藏产量递减规律,该方法仅在含油率初值邻域内具有二阶精度,导致在产量预测后期误差较大。为了更加精确地建立甲型水驱曲线与Arps递减规律之间的联系,提高甲型水驱曲线预测油田分年产量的计算精度,通过对常用的水驱曲线递减率公式进行对比、分析,提出了甲型水驱曲线递减率的幂函数拟合表征方法,利用方差函数最小值分析方法得到了甲型水驱曲线在不同含水阶段含油率幂函数拟合的误差。结果表明:含水率越高,含油率幂函数拟合方法的误差越小;当含水率大于70%时,甲型水驱曲线含油率幂函数拟合方法不仅在含油率初值邻域内拟合较好,且在全局内拟合最优。改进的含油率幂函数拟合方法可以用来快速预测甲型水驱曲线的产量剖面,实例应用表明该方法计算精度较高,适用于符合甲型水驱特征且含水率大于70%的油藏的产量预测。

崖城13-1气田凝析水产出变化规律研究

崖城13-1气田为高温高压含凝析水的气田,在开发过程中见水井、未见水井的水气比均持续上升,气田原始状态下及开发过程中地层中气态水含量变化及凝析水的产出规律认识不清。为此,评价了六个经验公式在崖城13-1气田中水含量计算中的适用性,并结合水驱气藏甲型水驱曲线,提出了对气田凝析水产出规律进行预测的方法。研究结果表明:(1)经过现场水气比数据的检验评价,王俊奇经验公式计算崖城13-1气田气中水含量精度较高;(2)根据产凝析水饱和曲线和经验公式计算结果,可对崖城13-1气田气井的产水类型进行判断,并按照见水程度将其分为四类,这与生产动态认识相符合;(3)提出了以公式计算的理论产水量同实际产水量对比来判断地层水侵入气井时机,据此准确指导水驱气藏甲型水驱曲线直线段合理选取的方法,确定了水驱方程的斜率,预测了崖城13-1气田的产水规律。这些认识对该气藏及南海西部后期其他的高温高压气田的合理开发有一定的指导和借鉴意义。

海相砂岩水驱气藏水侵机理与见水规律实验研究

通过设计机理实验结合现场实际生产数据,以PY气田为例对海相砂岩气藏的水侵机理与见水规律开展研究。侧面接触自吸实验表明岩石孔渗条件越好,吸水能力越弱,毛管力作用不明显;微观玻璃刻蚀模型水侵机理实验表明水驱气过程中水优先进入小孔径、壁面,观察到圈闭、卡断以及指进现象,其中指进现象与驱替速度关系密切,当流速增高到一定值时,驱替压力占据主导,水能同时进入各种大小孔径中,水驱前缘均匀推进,随着驱替速度的适当增加,水驱气末的残余气饱和度越低气体采出程度越高。结果表明,对于均匀的边底水气藏适当提高气藏的采气速度,有利于提高气藏的无水采收率。宏观并联岩心水侵物理模拟实验表明单井气水同产阶段水气比缓慢上升与储层非均质性有关,以此为依据调整油藏数值模型,使单井产水拟合精度大幅度提高。

高倾角油藏水驱规律实验研究

高倾角油藏油水渗流规律受重力作用影响大。以B油田为对象,基于长岩心实验和3D打印模型实验,重点研究了地层倾角、储层韵律性与射孔位置、注采方式对水驱效果的影响。结果表明:一维线性驱替时,倾角越大,油水的重力分异作用越明显,开发效果就越好;同一倾角下,低注高采模型的采收率要高于高注低采模型;对于二维剖面驱替时,其水驱效果主要受高渗层的影响,当注采位置与高渗区域重合时,单层突进明显,开发效果较差;当注水端为高渗层,采油端为低渗层时,开发效果变好。研究成果对高倾角油藏注水动态分析及开发调整方案编制具有指导意义。

边际黏度稠油油田水驱开发规律研究

以渤海某L油田为例,对边际黏度稠油油田的水驱开发规律进行了研究,总结了边际黏度稠油油田含水阶段划分与常规油田的差异,无水采油期与井位、边底水位置的关系,水突破后产液量的变化幅度以及见水后的递减规律,并在总结动态特征的基础上,分析不同油藏条件下的单井可采储量,为类似油田的开发提供借鉴。

含水变化规律广义数学新模型的建立与应用

根据已有含水变化规律在半对数坐标系中呈直线关系的基础上,归纳出一种新的含水变化规律广义数学模型,并推导了该数学模型的油水渗流特征方程和对应的水驱特征曲线。新的数学模型在特征参数n、m取不同值时,不仅能转化为经典的凸形、S-凸形、S形、S-凹形、凹形含水变化曲线,而且也能描述近S形或近直线形含水变化曲线,克服了以往依靠原油黏度去选择某个特定含水变化规律的经验性方法的不足。利用新型含水变化规律广义数学模型,对国内外14个不同油藏稳定水驱阶段数据进行拟合的结果显示,特征参数n、m与原油的流度存在一定的关系,据此可以为不同油藏横向之间含水上升因素的对比分析提供新的研究方向。雁木西油田古近系—新近系油藏和Kumkol North油田Ⅲ油藏的应用结果表明,无论是采用新型广义数学模型进行直接拟合,还是采用其对应的水驱特征曲线进行间接拟合,其拟合效果均较好,表明新型广义数学模型具有较强的自适应性和稳定性。

特低渗透油藏产量递减及水驱特征规律

特低渗透油藏具有低孔隙度、低渗透率等特点,且存在启动压力梯度,且普遍发育微裂缝,常规产量递减规律和水驱特征曲线不能很好地反映特低渗透油藏的生产特征。本文从渗流理论出发,结合生产数据,研究了特低渗透油藏的产量递减和含水上升规律。研究表明,进行特低渗透油藏的产量递减和水驱特征曲线分析时,必须考虑启动压力的影响;并且特低渗透油藏产量递减分为两个递减阶段,用两条递减曲线拟合能得到较好效果;而用水驱特征曲线法时,对高含水已关井进行含水恢复,能够真实反映油藏含水水平,并可以进行最终采收率预测。本研究成果对特低渗透油田实施挖潜措施和调整提供决策依据和技术支持。