刘璐

摘要：随着原油不断开发及生产，油层压力的消耗越来越严重，注水增压技术在油层开发中显得格外重要，并得到广泛应用以弥补油层生产引起的压力消耗。因此，注水技术引起了越来越多专家学者的注意，且针对油藏注水技术方面的研究从未停止过，主要涉及注水工具、注水技术方法、注水机理等实验和数值模拟。

关键词：水驱油藏开发;平衡;稳产条件

1油藏开发均衡原理

1.1储层生产率及生产方式

对于注水开发的油藏，随着时间的推移，油藏产量的含水率会增加。含水率的提高意味着储层含水饱和度的提高。在油水粘度一定的情况下，储层含水饱和度的提高会导致油水混合物总粘度的降低。总粘度的降低导致流体产能指数的增加。因此，流体产能指数是含水量的函数。

大多数油藏都有一定的自然流生产期，在这个时期内，油藏压力不断消耗。当储层压力耗尽到一定程度时，必须用泵维持生产。注水的目的是补充自然流产生后储层压力的消耗。在注水开发之前，几乎所有的井都采用泵采油方式。最小允许井底流动压力必须小于泡点压力，因此吸液泵缸为油、水、气。高效泵的最小充液系数一般不小于0.7，即泵入口处的自由气体体积小于总流体体积的30%。

1.2油藏注入速度

注水井井底流动压力应低于地层破裂压力。为了安全注水，通常取一定比例的地层破裂压力作为注水井的最大允许井底流动压力。在计算最大允许井底流压时，引入了反映地层破裂压力百分比的安全系数。

2油藏平衡的影响因素

2.1注入井率对产量的影响

为了研究注入井与采出井之比对油藏发育平衡的影响，首先假设总井数、生产井的井底流动压力和注入井的井底流动压力是不变的，并且仅更改注入与生产的井眼比率值。在一组固定参数和三个注入量与生产量之比下计算天然水涌入率、注水率和生产率。

注水率随注水井产量比的增加而增加，自然含水率与注水率之和也相应增加。相反，液体生产率随着注入井与产出井之比的增加而降低，因为在总井数不变的情况下，只有将生产井变为注入井才能提高注产比。揭示了示例油藏的当前平衡状态。在当前油藏生产条件下，天然水流入率和注水率之和大于流体生产率，揭示了示例储层处于过平衡状态并且储层压力正在恢复。如果保持储层生产条件不变，则一段时间后储层压力最终将恢复到平衡压力。

2.2总井数对生产的影响

根据自然流入量、注水量与储层压力的关系曲线，以及自然流入量、注水量与产量的平衡曲线，可以看出，注水量和产液量随井数的增加而增加。如果井的总数增加，平衡点就会上升。由于注采井比小于1，导致储层压力衰竭，增加井数可以提高储层产能。因此，如果通过增加总井数来提高储层产能，最好是在增加注采井比的同时补充储层能量。

2.3井底流压对生产的影响

对于生产井而言，随着井底流动压力的降低，液体产能显著提高。另外，注水速度与井底流动压力无关，注水速度与储层压力的关系曲线完全重合。当生产井井底流压降低时，油藏开发平衡点向上和向左移动。生产井井底流动压力的降低意味着生产压降和产液量的增加，直接导致储层压力的衰竭。因此，通过提高注采井比，可以同时补充储层能量。

储层压力维持水平对产能的影响

根据保压水平，分别绘制了采油速度与含水率的关系曲线和采油速度与含水率的关系曲线。在同一含水率下，储层压力维持水平越高，液体采收率和原油采收率越高。在相同的储层压力维持水平下，随着含水率的增加，产液量增加，产油量减少。储层压力的耗尽自然会导致原油采收率的下降。然而，即使油藏压力保持不变，原油产量也不可避免地会因含水率的增加而下降。要使原油采收率稳定，必须在含水上升时提高油藏压力维持水平。为了保持稳定的产油水平，通过提高注水速度来维持油藏压力水平，更有效的方法是提高注采比，因为提高油藏注水井井底流动压力的效果并不显著。

4稳定采油条件下的平衡

实例油藏的产油率和含水率分别为454.32m3·D-1和79.83%。要想在含水上升时保持稳定的采收率，就必须对实例油藏采取有效措施。虽然提高采收率的方法有很多，如三次采油的聚合物驱技术，但本文只着重研究二次采油的注水技术措施。根据前一部分的研究，提出了三种提高实例油藏采收率的有效方法：提高注采井比;提高注入速度和回收率。增加油井总数;同时，提高了注采井比和总井数。在给定注采井比和总井数的情况下，利用平衡原理可以计算出生产井的生产压降、井底流动压力和储层压力维持水平，从而保证采油的稳定性。

根据不同含水率的计算结果，绘制了注采井不同含水率、不同采出比的稳定生产条件曲线，直观地反映了合理生产参数随含水率、井速的变化趋势。从注入速度与产量的关系可以看出，随着含水率的提高，恒定的采油速度必然导致液体产能的提高;通过降低生产井井底流动压力来增加生产压降，提高液体产能;同时，液体产能的提高导致储层压力的降低;由于井底流动压力恒定，储层压力降低导致自然涌水量和注水量增加;在平衡条件下，储层压力变化趋势与QL基本一致。

结论

注水开发油藏的自然涌水量、注水量和产量之间存在着一种平衡关系，从本文提出的平衡曲线中寻找“平衡点”可以直接反映这一关系。根据本文研究的平衡方程，油藏开发平衡受注采井数、注采井数、生产井井底流压和井底压力、注采井井筒流压等多种因素的影响。实例平衡曲线表明，这种影响主要体现在平衡关系曲线中平衡点的位置移动上。储层压力维持水平反映了储层的能量状态，直接控制着产液量和产油量。如果没有合理的保压水平，那么随着含水率的增加，采油能力就会下降。

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