1、I目录1 前言 .11.1 论文的目的和意义 .11.2 国内外现状 .21.3 主要研究内容 .31.4 采用的研究方法和技术路线 .42 产量递减分析的方法 .52.1 产量递减简介 .52.2 产量递减曲线介绍 .62.3 Arps 递减曲线 .82.4 指数 递减 .113 含水规律研究的方法 .133.1 油田含水率变化简介 .133.2 含水规律研究的方法回顾 .143.3 含水规律研究的方法的选择 .173.4 含水上升率 .184 LC105 井产量递减分析 .194.1 井产量简况 .194.2 2008 年产量变化及预测 .204.3 综合年产量变化及预测 .224.4 产
2、量变化原因 .265 LC105 井含水率特征分析 .305.1 含水概况 .305.2 马克西莫夫 童宪章曲线 .315.3 含水率和可采储量采出程度的关系 .335.4 含水上升率 .345.5 水驱地质储量采收率预测 .356 LC105 井其他生产特征 .376.1 油压特征分析 .376.2 油嘴尺寸特征分析 .386.3 泵深变化特征分析 .39结论 .40符号说明 .41谢辞 .42参考文献 .4311 前言1.1 论文的目的和意义油气田和油气井的产量并不是恒定不变的，而是随着油气开采进程或者开发措施的实施过程不断变化的。随着油气藏开发的进行，油井的产量变化将经历三个阶段：产量上
3、升期、产量稳定期、产量递减期 1。产量变化的三个阶段中，上产期的时间一半都比较短，中小型油气田一般在23 年，大 中型油田一般在 35 年。上产期一般只能采出可采地质储量的 5%10%左右。稳产期比上产期的时间要长一些，中小型油气田一般在 25 年，大中型油田一般在 510 年，而特大型油田稳产期可以达到 10 年以上。稳产期可以采出可采地质储量的 40%50%左右 1。大量的实践表明，一半左右的可采地质储量都是在产量递减期被开采出来的。递减期内不仅采出的油气量大，而且持续的时间长，递减规律十分复杂，因此研究产量的递减规律对于做好油气田动态预测和油气生产规划工作意义重大。更重要的是，只要了解了
4、油气田的产量递减规律后，我们才能针对性的制定出减缓产量递减的措施，从而提高油气的采收率。一些油田天然能量充足，采用衰竭式开采。但是为了提高驱替效率和油井产能，许多油田都采用了注水开发的技术。无论是注水开发油田还是衰竭式开采油田，在油井生产一段时间以后都必将见水，而且含水率会不断上升。油井产水，会给油井生产带来一定的麻烦，并降低了油井的产油能力，但是产水是无法避免的问题。所以问题的关键就是找出油田含水率变化的规律，然后针对性的采取一些减缓含水率上升的措施，从而稳定油井产量，延迟见水时间，最终提高原油的采收率，创造更多的经济价值。根据国内外学者的研究发现产量下降的原因主要是因为地层能量衰竭和油井见
5、水后降低了驱替效率。而含水率变化的原因主要是边、底水的影响和注水开发。所以认识清楚油井产量和含水率变化的规律对于油田开发方案的调整以及后续的增产、增注等措施的实施都是非常重要的。LC105 井从 1999 年投产以来，经过近 9 年的生产，已经进入了产量递减期和含水上升期。所以对于它的递减规律、含水上升规律研究已经迫在眉睫。通过研究油井的递减规律和含水规律，针对这些问题制定相应的保产降水措施。从而实现在经2济上，降低生产成本，增加原油产值，以便达到“低投入、高产出” 的油气藏开发原则。油气井生产规律的研究能为油气藏的投入、开发提供技术支持并提供可行性判断依据。对个人而言，通过阅读文献资料，需要
6、弄清楚影响油井生产特征的主要因素和分析方法。在分析油井生产特征的过程中要求掌握其分析过程的内容、步骤、方法、要求等各方面知识。本课题不仅是对学生学习效果的检验，更是对学生实践能力的考察，也为即将走上工作岗位，并能迅速地投入到有油田开发工作中去打下一个良好的基础。1.2 国内外现状由于经验分析方法简便、实用，所以也是现在应用最广泛，最常用的一种方法。它是系统地收集和分析油田生产动态资料；发现其中规律性，给出表达这些规律的经验公式，然后运用已经总结出来的经验规律预测未来的生产动态。经验性方法包括两个方面的内容：产量递减分析和水驱特征曲线分析。1.2.1 产量递减研究现状描述递减规律的曲线方法非常的
7、多，其中包括卡彼托夫曲线、Matthews 和Leflcovits 递减曲线、Joshi 递减曲线、Logistic 和 Gomperts 递减曲线、Weible 递减曲线、Arps 递减曲线等，但是因为 Arps 递减曲线既有产量递减公式，又有累计产量解析式，因此使用方便递减类型清楚，得到广泛应用 2。Arps 递减曲线是 J.J.Arps 在 1944 年建立的产量递减分析方法。它的三种典型的递减模式（指数递减、调和递减、双曲递减） ，其中指数递减的递减速度最快，调和递减的速度最慢，双曲递减介于其中。后来以它为基础，俞启泰将递减指数 n 的取值范围从 0 到 1，扩展到到+，定义了广义 A
8、rps 递减曲线，扩大了 Arps 递减曲线的应用范围，使它具有广泛的代表性 2。产量递减的研究方法都还有很多，比如 Fetkovich 以均质地层不稳定渗流理论为基础，结合 Arps 递减曲线提出的现代产量递减分析方法；Agarwal 和 Gardner 提出的复合递减曲线分析方法等等,。最近几年还有很多学者在对产量递减方法进行研究35，而且工作更加细致。对于已开发多年、进入稳定递减期的油田， 美国的 D & G 公司和 Intera 公司常用 Arps 递减曲线预测产量和可采储量等开发指标 6。但由于缺乏地质物理解释，能3作短期的产量预测。虽然 Arps 递减规律具有些局限性 7，但是大多
9、数情况下人们还是使用 Arps 递减为基础多种方法联用的方法进行分析和预测工作。1.2.2 含水规律研究现状如今，描述油井含水规律方法很多，据文献 8 描述，现存水驱特征曲线大致有50 种之多。自 1959 年前苏联马克西莫夫提出甲型水驱曲线后，国内外专家已经进行了全方位深入的研究，苏联和俄罗斯对水驱曲线研究的贡献都非常巨大，但是迄今为止并没有一个统一的推荐公式。在我国，根据 1999 年 10 月开始实施的石油可采储量计算方法行业标准（SY/T5367 1998）的 5.4.2 中的规定，马克西莫夫童宪章水驱曲线（甲型水驱曲线法） 、 沙卓诺夫水驱曲线（乙型水驱曲线） 、西帕切夫水驱曲线（丙
10、型水驱曲线法） 、纳扎洛夫水驱曲线（丁型水驱曲线） 、张金庆水驱曲线和俞启泰型水驱特征曲线被列为分析计算的标准方法 9。人们普遍认为含水率上升规律受两种因素影响：一是油藏的自然条件原油的粘度、储层的非均质性等，二是开发方案的合理性，包括采油速度、压差、井网分布等参数的设计是否合理。1.3 主要研究内容1.3.1 产量特征分析油井产量特征的分析又分为三个部分进行研究：上产期、稳产期、递减期，当然应该以递减期的产量变化特征研究为主体和重点。关于上产期和稳产期，只需要确定他们各自的时间段即可，也是为确定递减期开始时刻做准备。根据 LC105 井的产量数据，绘出产量时间曲线，即 Q-t 图，然后根据指
11、数递减规律分析，确定递减率（D）与时间（t）的关系式，通过这些关系式和递减指数便可以对油气产量进行动态的预测和可采储量的计算了。1.3.2 含水特征分析根据油井的生产资料计算出含水率的数据绘制可采储量的采出程度（R r）和含水率（f w）的曲线图形，并判断此井是属于凸型曲线、凹形曲线还是 S 型曲线 1。判断油井见水早迟，从而判断开发方案的好坏。绘制出含水率和时间的图像，即 fwt 图4像，标出各含水阶段。通过计算分析，绘制出甲型水驱曲线，并对其进行分析和预测。1.3.3 其他生产特征研究除了对产量和含水特征的分析和研究，还要对油压、泵深、油嘴尺寸等参数的变化规律进行定性的研究，从而进行定性的
12、判断地层能量的变化对产量的影响。1.4 采用的研究方法和技术路线画出研究思路的路线图如下所示：按计算需要分类统计数据产量变化特征分析，包括绘图和制表含水率特征分析，包括绘图和制表其他生产特征研究（次要）结论52 产量递减分析的方法2.1 产量递减简介自 1908 年产量递减的概念被美国学者 R.Arnold 和 R.Anderson 首次提出来之后，人们对于产量递减规律的研究就特别重视。掌握油气田产量递减的规律对于油气田开发方案的制定、调整，以及后期的增产措施的实施、产量的预测等等都是极其重要的。对于递减规律的研究有很多，方法各异，而且每种方法都有各自的优缺点。所以递减分析方法的优选就要求我们
13、必须要回顾一下这近百年来人们对于递减规律研究的各种方法。对于递减规律研究的具体方法一般都是经验性的方法。但是也有比较先进的方法是数值模拟的方法，因为它比较全面地考虑了油田动态因素和油田静态的因素，而且用计算机模拟的数据量大，模型比较接近于真实的油田开发情况，所以，它最准确、最先进。但是由于经验分析方法简便、实用，所以它是现在应用最广泛，最常用的一种方法。它是系统地收集和分析油田生产动态资料；发现其中规律，给出表达这些规律的经验公式，然后运用已经总结出来的经验规律预测未来的生产动态。由于经验分析方法成本低，效果好，它也是被世界很多油田公司广泛利用的方法。经验分析方法的关键就是找出产量的递减规律。
14、所谓产量递减规律就是指产量随着时间变化的数学表达式。常用的递减分析曲线方法如下：（1）卡彼托夫曲线（2）Matthews&Leflcovits 递减曲线（3）Joshi 递减曲线（4）Logistic 递减曲线（5）Gompertz 递减曲线（6）Weibull 递减曲线（7）拉尔基递减曲线（L 递减曲线）（8）胡允栋递减曲线（H 递减曲线）（9）俞启泰递减曲线（Y1 递减曲线）（10）Arps 递减曲线其中，因为 Arps 递减曲线既有产量递减公式，又有累计产量解析式，因此使用6方便，递减类型清楚，得到广泛应用。有学者认为 Arps 递减方法可以包括衰减曲线，各种衰减曲线都只是 Arps 递
15、减的一种特例 2，同时也有学者反对这种观点 10。但是无论如何，Arps 递减方法确实是现在应用最广的分析预测方法。2.2 产量递减曲线介绍(1) 卡比托夫曲线原式为：(2-1)tbaNp如果考虑端点的值，那么可以将其改写为：(2-2)tbp由此可以看出当 t时，最大的可采储量应该为：(2-3)aNmx(2) Matthews&Leflcovits 递减曲线原式为：(2-4)tQa1pp当 t时，最大的可采储量为：(2-5)aNmx(3) Joshi 递减曲线原式为：(2-5)1(ptaQ当 t时，最大的可采储量为：(2-6)Nmax(4) 拉尔基递减曲线和胡允栋递减曲线1999 年发表的文献
16、总结了一种新型的递减曲线表达式如下：(2-7)qptbaQ)(t其中 p 和 q 都是参数，其中当 p=1 且 q=1 时，就是拉尔基递减曲线，上式可以7写作：(2-8)(ttbaQ当 p=2 并且 q=1 时，便是胡允栋递减曲线，式 (2-7)可以写成：(2-9)(2tt(5) 俞启泰递减曲线1995 年俞启泰提出了一种新型的递减曲线，其表达式如下：(2-10)abQt1t当 Arps 递减指数在 n1 的范围内时，都可以使用俞启泰递减曲线。(6) Logistic 递减曲线Logistic 递减曲线是一种属于增长类型的模型，它是由美国著名地质学家哈伯特（Hubbert）于 1962 年首次
17、提出来的产量递减分析方法。因此这种方法也被成为哈伯特模型。1984 年，我国石油工业杰出科学家翁文波院士在他的专著里首次提出将Logistic 模型表示采出程度和油水比的关系，标志着 Logistic 模型在中国应用的开始。Logistic 函数的形式为：(2-11)ctbaNe1p其中的 a、b、c 是大于 0 的常数，通过生产数据拟合而得。当 t时，最大的可采储量：N PN R（可采储量） ，因此 NR =a，那么式（2-11）就可以写成：(2-12)ctbe1p两边求导得产量计算公式：(2-13)2RPo)e(dctNtQLogistic 函数所描述的油田产量变化可以用下图表示：8图 2-1 Logistic 油田累计产量变化曲线图(2-12)和(2-13)联立可得到下面方程：(2-14)ctpoe1bNQ(2-12)和(2-14)联立可以得到如下方程：(2-15)pRpoc上式可以看出在直角坐标系上绘出 Qo/Np 和 Np 之间的关系为一条直线，用直线的截距确定参数 c，用斜率求出可采储量 NR，然后通过 (2-12)确定参数 b。油田产量变化图如下所示：图 2-2 Logistic 油田产量变换规律确定图NptQo/NpNp
