油藏工程方法及应用.ppt

油藏工程方法及应用油藏工程方法及应用 一、物质平衡方法的应用一、物质平衡方法的应用二、产量预测方法二、产量预测方法三、采收率预测三、采收率预测四、水驱砂岩油藏合理压力水平确定四、水驱砂岩油藏合理压力水平确定五、合理井网密度确定方法五、合理井网密度确定方法 六、合理采油速度、合理注采比确定方法简介六、合理采油速度、合理注采比确定方法简介七、生产井流压界限及注水井合理注入压力确定七、生产井流压界限及注水井合理注入压力确定八、经济可采储量预测方法简介八、经济可采储量预测方法简介九、单井经济极限产量确定方法简介九、单井经济极限产量确定方法简介十、经济极限含水预测方法简介十、经济极限含水预测方法简介十一、关于分层开采及开发调整十一、关于分层开采及开发调整十二、关于注水方式、注水时机及注采井数比十二、关于注水方式、注水时机及注采井数比 主要内容主要内容 物物质质平平衡衡方方法法的的基基本本原原理理是是：将将油油藏藏视视为为储储集集油油气气的的地地下下容容器器，其其中中油油、气气、水水的的体体积积变变化化在在油油藏藏开开采采过过程程中中始始终终服从物质平衡原理。服从物质平衡原理。1 1、物质平衡的基本概念、物质平衡的基本概念 对对于于一一个个具具有有注注入入水水、边边水水、气气顶顶和和溶溶解解气气的的混混合合驱驱动动油油藏藏，在在开开发发过过程程中中随随着着地地层层压压力力的的下下降降，必必然然会会引引起起边边水水的的入入侵侵、气气顶顶的的膨膨胀胀、溶溶解解气气的的分分离离和和膨膨胀胀以以及及油油藏藏部部分分岩岩石石及及流流体体的的弹弹性性膨膨胀胀等等。在在此此情情况况下下，油油藏藏内内原原油油和和天天然然气气体体积积的的累累积积减减少少量量，应应当当等等于于油油藏藏内内水水的的体体积积的的增增加加量量加加上上油藏岩石及流体的弹性膨胀量。油藏岩石及流体的弹性膨胀量。一、物质平衡方法的应用一、物质平衡方法的应用 物质平衡表达式为：物质平衡表达式为：2 2、水侵量计算方法、水侵量计算方法 油藏的实际开发经验表明，很多油藏都与外部的天然油藏的实际开发经验表明，很多油藏都与外部的天然水域相连通，而且外部的天然水域水域相连通，而且外部的天然水域既可能是具有外缘供给既可能是具有外缘供给的敞开水域的敞开水域，也可能是封闭性的有限边、底水。也可能是封闭性的有限边、底水。另外，某另外，某些油藏的外部天然水域可能很大，具有充分的能量，会对些油藏的外部天然水域可能很大，具有充分的能量，会对油藏的开发动态产生显著影响。因而必须加以考虑。油藏的开发动态产生显著影响。因而必须加以考虑。在在油油藏藏开开发发过过程程中中，随随着着原原油油和和天天然然气气的的采采出出，油油藏藏内内部部的的地地层层压压力力下下降降，必必将将逐逐步步向向外外部部天天然然水水域域以以弹弹性性方方式式传传播播，并并引引起起天天然然水水域域内内的的地地层层水水和和储储层层岩岩石石的的弹弹性性膨膨胀胀作作用用。在在天天然然水水域域与与油油藏藏部部分分的的地地层层压压差差作作用用下下，即即会会造成天然水域对油藏的水侵。造成天然水域对油藏的水侵。油油藏藏天天然然水水侵侵的的强强弱弱，主主要要取取决决于于天天然然水水域域的的大大小小、几几何何形形状状、地地层层岩岩石石物物性性和和流流体体物物性性的的好好坏坏，以以及及天天然然水水域与油藏部分的地层压差等因素。域与油藏部分的地层压差等因素。水侵一般可分为：定态水侵、准定态水侵和非定态水侵一般可分为：定态水侵、准定态水侵和非定态水侵。水侵。（1 1）定态水侵）定态水侵 当油藏有充足的边水连续补给当油藏有充足的边水连续补给，或者因采油速度不高而，或者因采油速度不高而使使油区压降能够保持相对稳定时油区压降能够保持相对稳定时，此时，此时水侵速度与采出速度水侵速度与采出速度相等，水侵是定态水侵。相等，水侵是定态水侵。在地层压力相对稳定时，水侵量的在地层压力相对稳定时，水侵量的表达式为：表达式为：tC 综合压缩系数1/MPa；oiB 原油体积系数，（地下3m）/(地面3m)。eq 水侵速度，monm3 2K 水侵系数，monMPam3 上式中，除了tC 和oB 外都是生产数据，所以，各时刻的水侵量不难算出。该方法只能应用于地层压力高于饱和压力且无气顶的情况。该方法只能应用于地层压力高于饱和压力且无气顶的情况。（2 2）准定态水侵）准定态水侵 薛尔绍斯法又称为准定态水侵法。其薛尔绍斯法又称为准定态水侵法。其使用条件使用条件为：为：有充足有充足的边水供给，即供水区的压力比较稳定，但油藏压力还未达到的边水供给，即供水区的压力比较稳定，但油藏压力还未达到稳定状态。稳定状态。我们把这个压力变化阶段看作是无数稳定状态的连我们把这个压力变化阶段看作是无数稳定状态的连续变化。这时水侵速度为：续变化。这时水侵速度为：（3 3）非定态水侵）非定态水侵 如果按薛尔绍斯法不能得到令人满意的结果，则可用非定如果按薛尔绍斯法不能得到令人满意的结果，则可用非定态水侵计算。态水侵计算。非定态天然水侵量的计算是应用非定态天然水侵量的计算是应用LaplaceLaplace变换求解渗流问变换求解渗流问题的经典实例。题的经典实例。其思路如下：其思路如下：将油藏看成一口井，但该井的井将油藏看成一口井，但该井的井底压力（即油藏的平均压力）是不断变化的。因此，底压力（即油藏的平均压力）是不断变化的。因此，该问题是该问题是变压力条件下求产量的定解问题。变压力条件下求产量的定解问题。先求得定压力条件下的产量先求得定压力条件下的产量解解，然后由，然后由杜哈美原理杜哈美原理求得变压力条件下的产量或累计产量。求得变压力条件下的产量或累计产量。第一步：油藏边界第一步：油藏边界上压力为常数时的压降解上压力为常数时的压降解 设设油油藏藏边边界界上上压压力力为为常常数数时时的的解解（初初始始压压力力P Po o）为为P=PP=P(r(r，t)t)，其数学模型为：，其数学模型为：第二步：水侵量与压力差的关系第二步：水侵量与压力差的关系由达西定律：由达西定律：上式的上式的物理意义：物理意义：单位压差、单位厚度条件的水侵速度。单位压差、单位厚度条件的水侵速度。则累计水侵量：则累计水侵量：第三步：计算第三步：计算Q(tD)对上式进行对上式进行LaplaceLaplace变换：变换：对于无限大油藏，有：对于无限大油藏，有：(5)对于有限边水区域大油藏，有：对于有限边水区域大油藏，有：(6)对式（对式（5 5）和（）和（6 6）进行）进行Laplace数值反演，给定数值反演，给定r rD D，就可得，就可得到无因次到无因次Q(tD,rD)Stelfest反演公式为反演公式为:油藏各时刻的水侵量为：油藏各时刻的水侵量为：在在进进行行计计算算时时，很很多多参参数数难难以以确确定定，但但是是B B、R Re e、C Ct t为为某某个个常常数数值值，它它们们不不随随开开采采情情况况而而变变化化，这这三三个个参参数数可可以以用用物物质质平平衡方程求解。衡方程求解。例如，当油藏的驱动类型为纯弹性水驱时：例如，当油藏的驱动类型为纯弹性水驱时：绘出绘出Y YX X曲线，可以求出水侵系数曲线，可以求出水侵系数B B及地质储量及地质储量N N。一般计算步骤：一般计算步骤：1 1收集资料收集资料2 2求水侵系数求水侵系数B B3 3由水侵系数求出水侵量由水侵系数求出水侵量4 4预预测测未未来来油油藏藏动动态态，制制定定合合理理的的开开发发速速度度，控控制制含含水水率率的上升速度。的上升速度。一一般般来来说说，随随着着油油田田的的开开发发，地地层层压压力力都都不不断断变变化化，因因此此，在在实实际际计计算算中中，定定态态水水侵侵和和准准定定态态水水侵侵适适用用性性较较差差，多多用用不不定定态水侵进行计算。态水侵进行计算。3 3、动态预测方法、动态预测方法 完完成成第第n n阶阶段段计计算算后后，水水侵侵系系数数已已经经求求出出，故故可可预预测测第第n n1 1阶段。阶段。动态预测分两种情况：动态预测分两种情况：一一是是定定压压求求注注，即即给给定定第第n n1 1阶阶段段的的产产油油量量、产产水水量量以以及及第第n n1 1阶阶段段的的总总压压降降，可可以以预预测测第第n n1 1阶阶段段末末的的累累积积水水侵侵量、累积注水量以及阶段注水量和注采比等；量、累积注水量以及阶段注水量和注采比等；二二是是定定注注求求压压，即即给给定定第第n n1 1阶阶段段的的产产油油量量、产产水水量量、注注水水量量等等参参数数后后，用用试试算算法法预预测测第第n n1 1阶阶段段末末的的总总压压降降和和累累积水侵量。积水侵量。预预测测完完第第n n1 1阶阶段段后后，可可继继续续预预测测第第n n2 2阶阶段段，如如此此反反复可预测若干阶段。复可预测若干阶段。二、产量预测方法二、产量预测方法 1 1、流管概算法及开发效果评价、流管概算法及开发效果评价 以一维两相渗流理论为基础，并考虑油层渗透率的非均以一维两相渗流理论为基础，并考虑油层渗透率的非均质性和水驱油的非活塞特点，可反映油田的基本特征。根据质性和水驱油的非活塞特点，可反映油田的基本特征。根据岩心分析渗透率或电测解释渗透率统计其渗透率分布规律；岩心分析渗透率或电测解释渗透率统计其渗透率分布规律；并选择能代表油田特征的油水相对渗透率曲线，便可应用流并选择能代表油田特征的油水相对渗透率曲线，便可应用流管法进行开发指标计算并做出理论曲线。管法进行开发指标计算并做出理论曲线。应用理论曲线与实际曲线对比的方法可评价油应用理论曲线与实际曲线对比的方法可评价油田的开发效果。田的开发效果。（1 1）含水率的计算）含水率的计算 由一维两相流的达西定律可以写出含水率：由一维两相流的达西定律可以写出含水率：上式亦称为上式亦称为水相分流量方程水相分流量方程。式中，。式中，分别为油、水相对渗透率；分别为油、水相对渗透率；分别为油水的地下粘度分别为油水的地下粘度 ，mPasmPas。（2 2）采出程度的计算）采出程度的计算 流管出水前流管出水前的无因次产液量的计算公式为的无因次产液量的计算公式为：式中：式中：相应于油水前缘饱和度的分布函数。相应于油水前缘饱和度的分布函数。流管出水后流管出水后的无因次产液量计算公式为：的无因次产液量计算公式为：式中：式中：分别为束缚水饱和度出口端含水饱和度。分别为束缚水饱和度出口端含水饱和度。流管出水后的流管出水后的无因次产油量无因次产油量可为：可为：无因次产水量无因次产水量为：为：为了在计算中考虑油层非均质性的影响，首先就要研究油为了在计算中考虑油层非均质性的影响，首先就要研究油层渗透率分布的规律性，根据大量实际开发资料和理论分析验层渗透率分布的规律性，根据大量实际开发资料和理论分析验证，证，油层渗透率分布的规律，可以用概率论中的油层渗透率分布的规律，可以用概率论中的型分布规律型分布规律来描述。来描述。改变分布参数和自由度，就可以反映出不同油层渗透改变分布参数和自由度，就可以反映出不同油层渗透率非均质程度的差别。率非均质程度的差别。型分布规律密度分布函数为：型分布规律密度分布函数为：式中：式中：全伽玛函数。全伽玛函数。自由度，它决定分布规律的分散程度；自由度，它决定分布规律的分散程度；分布参数。分布参数。把油层渗透率分布规律代入产量计算公式，就得到考虑非把油层渗透率分布规律代入产量计算公式，就得到考虑非均质影响或进行了油层渗透率非均质性校正的产量计算公式。均质影响或进行了油层渗透率非均质性校正的产量计算公式。出水前的无因次产油量出水前的无因次产油量：出水后无因次产油量出水后无因次产油量：无因次产水量无因次产水量为：为：其中：其中：平均渗透率；平均渗透率；无因次注水时间；无因次注水时间；油藏初产油量；油藏初产油量；未出水流管的总产油量，已出水流管未出水流管的总产油量，已出水流管的总产油量和总产水量。的总产油量和总产水量。油藏孔隙体积。油藏孔隙体积。由以上可得由以上可得累积产油量累积产油量：采出程度采出程度：（3 3）存水率的计算）存水率的计算 由上述亦可得由上述亦可得累积产水量累积产水量：累积注入水量累积注入水量为：为：存水率为：存水率为：式中：式中：累积注采比。累积注采比。计计算算出出未未出出水水流流管管的的总总产产油油量量，已已出出水水流流管管的的总总产产油油量和总产水量后，便可计算油田的综合含水：量和总产水量后，便可计算油田的综合含水：（5 5）开发评价）开发评价 应用流管法可预测最终采收率，并做出含水率与采出应用流管法可预测最终采收率，并做出含水率与采出程度关系曲线，注水利用率与采出程度关系曲线，并与实程度关系曲线，注水利用率与采出程度关系曲线，并与实际曲线进行对比，以对油田开发效果进行定性的评价。际曲线进行对比，以对油田开发效果进行定性的评价。（开发评价的另一种方法是各种条件相近油田的类比法）（开发评价的另一种方法是各种条件相近油田的类比法）（4 4）综合含水的计算）综合含水的计算纯纯6 6断块含水率与采出程度关系曲线断块含水率与采出程度关系曲线纯纯6 6断块存水率与采出程度关系曲线断块存水率与采出程度关系曲线纯纯6 6断块由于初期井网不太完善，水驱控制程度较低，断块由于初期井网不太完善，水驱控制程度较低，开发效果较差。进入开发中期，经过综合调整和整体提液，开发效果较差。进入开发中期，经过综合调整和整体提液，使区块平面及纵向潜力得以充分发挥，开发效果趋于理想。使区块平面及纵向潜力得以充分发挥，开发效果趋于理想。孤岛中一区孤岛中一区Ng4Ng4含水率与采出程度关系曲线含水率与采出程度关系曲线 孤岛中一区孤岛中一区Ng4Ng4开发历程：常规水驱、聚合物驱（开发历程：常规水驱、聚合物驱（0.47PV)0.47PV)、注聚后水驱注聚后水驱（流管法预测聚合物驱可增加采收率（流管法预测聚合物驱可增加采收率8.88.8）2 2、定液求产法、定液求产法 原理原理：油田的产油量首先在产液量和含水上得以体现，油田的产油量首先在产液量和含水上得以体现，因此油田的产液量与产油量之间存在着必然的联系。定液求因此油田的产液量与产油量之间存在着必然的联系。定液求产法就是在确定油田年产液量的基础上，利用油田年产液量、产法就是在确定油田年产液量的基础上，利用油田年产液量、年均含水和产油量的相互制约关系来预测年产油量。年均含水和产油量的相互制约关系来预测年产油量。（1 1）油田最大产液量预测）油田最大产液量预测 1 1）单井最大产液量预测法）单井最大产液量预测法 外推法确定单井最大产液量外推法确定单井最大产液量 作作出出已已开开发发油油田田平平均均单单井井日日产产液液量量和和年年均均含含水水的的关关系系曲曲线线，将将曲曲线线外外推推至至含含水水90909595（低低渗渗油油田田选选9090，高高渗渗油油田选田选9595）时的单井液量作为全油田单井最大产液量。）时的单井液量作为全油田单井最大产液量。利用最大生产压差确定抽油井的单井最大产液量利用最大生产压差确定抽油井的单井最大产液量 各种泵径抽油井的最大产液量是指在实际可能达到的最各种泵径抽油井的最大产液量是指在实际可能达到的最大生产压差条件下的理论排量。它要求：泵效较高，应是实大生产压差条件下的理论排量。它要求：泵效较高，应是实际可能达到的最高泵效；泵下入到最大深度；依照实际情况际可能达到的最高泵效；泵下入到最大深度；依照实际情况选用可能达到的较大的工作参数。其计算公式如下：选用可能达到的较大的工作参数。其计算公式如下：式中：式中：qmax单井最大平均日产液量，单井最大平均日产液量，t/dt/d；目前地层压力下的最大生产压差，目前地层压力下的最大生产压差，MPaMPa；Jl、Jo分别为采液、采油指数，分别为采液、采油指数，t/(dMPa)t/(dMPa)；Jl、Jo无因次采液、采油指数，小数；无因次采液、采油指数，小数；Jopm无水期每米采油指数，无水期每米采油指数，t/(dMPam)t/(dMPam)；a、b系数；系数；P、Pmin目前地层压力、井底最小流压，目前地层压力、井底最小流压，MPa；Lm、Lpmax油藏中深、最大下泵深度，油藏中深、最大下泵深度，m；dl、fw 井筒混合液相对密度、含水率，小数；井筒混合液相对密度、含水率，小数；PP 泵口压力，泵口压力，MPa；Rpi 油井原始气油比，油井原始气油比，m3/t；平均开井数预测平均开井数预测 作出已开发油田的平均开井数和年均含水的关系曲线，作出已开发油田的平均开井数和年均含水的关系曲线，将其外推至含水将其外推至含水90909595（低渗油田选（低渗油田选9090，高渗油田选，高渗油田选9595）时的年均开井数作为全油田计算最大产液量的年均）时的年均开井数作为全油田计算最大产液量的年均开井数。开井数。由油田最大单井液量乘以年均开井数即为油田的由油田最大单井液量乘以年均开井数即为油田的最大产液量。最大产液量。2 2）最大采液速度预测法）最大采液速度预测法 作出已开发油藏采液速度与年均含水的关系曲线，外作出已开发油藏采液速度与年均含水的关系曲线，外推至含水推至含水90909595（低渗油田选（低渗油田选9090，高渗油田选，高渗油田选9595）时的采液速度作为最大采液速度，乘以油田地质储量即为时的采液速度作为最大采液速度，乘以油田地质储量即为最大产液量。最大产液量。（2 2）定液求产法）定液求产法1 1：年产油量迭代法：年产油量迭代法油田开发过程中，由于含水不断上升，要保持一定的产油田开发过程中，由于含水不断上升，要保持一定的产油量，则必须保证液量持续增长，直至达到油田的最大产液油量，则必须保证液量持续增长，直至达到油田的最大产液量。若给定了年产液量，并找出含水变化规律，利用年产液量。若给定了年产液量，并找出含水变化规律，利用年产液量、年均含水和年产油量的相互制约关系即可确定油田该产量、年均含水和年产油量的相互制约关系即可确定油田该产液量水平下的产油量。液量水平下的产油量。对于地下原油粘度不同的油田，可分别采用以下四种驱对于地下原油粘度不同的油田，可分别采用以下四种驱替特征曲线确定其含水变化规律：替特征曲线确定其含水变化规律：型：型：lgWpABNp 粘度介于粘度介于330mPas的中粘的中粘层状砂岩油藏；层状砂岩油藏；型：型：Wp/NpABLp粘度介于粘度介于330mPas的的中粘层状砂岩油藏；中粘层状砂岩油藏；型：型：Lp/NpABWp粘度小于粘度小于3mPas的低粘的低粘层状砂岩油藏；层状砂岩油藏；型：型：lgLpABNp 粘度大于粘度大于30mPas的高粘的高粘层状砂岩油藏；层状砂岩油藏；例如由例如由型水驱曲线：型水驱曲线：建立迭代式：建立迭代式：qoql（1fw）求解时：求解时：a)确定线性关系，回归得到确定线性关系，回归得到A、B值；值；b)给定油田年产液量；给定油田年产液量；c)含水率计算式中的含水率计算式中的R用上一年的累积产油量和当年的用上一年的累积产油量和当年的年产油量表示；年产油量表示；d)由迭代格式，通过迭代得到年产油量。由迭代格式，通过迭代得到年产油量。（3 3）定液求产法）定液求产法2 2：累积水油比与累液关系统计法：累积水油比与累液关系统计法由由型水驱曲线：型水驱曲线：Wp/NpABLp可得累积产油量：可得累积产油量：NpLp/(1ABLp)由上式可在上年累油、累液的基础上，通过给定年产液由上式可在上年累油、累液的基础上，通过给定年产液量确定年产油量。量确定年产油量。（4）定液求产法）定液求产法3：LpNp与与Lp关系统计法关系统计法前苏联专家研究表明，前苏联专家研究表明，Np与与Lp之间存在如下关系：之间存在如下关系：NpBA/Lp即：即：LpNpBLpA由上述线性关系可通过回归得到由上述线性关系可通过回归得到A和和B，然后可在上年累，然后可在上年累油、累液的基础上，通过给定年产液量确定年产油量。油、累液的基础上，通过给定年产液量确定年产油量。（5）定液求产法）定液求产法4：Lp与与Np关系统计法关系统计法由由型水驱曲线：型水驱曲线：lgLpABNp可得：可得：Np（lgLpA）/B由上式可在上年累油、累液的基础上，通过给定年产由上式可在上年累油、累液的基础上，通过给定年产液量确定年产油量。液量确定年产油量。油田开发时间与累积产液量存在如下关系：油田开发时间与累积产液量存在如下关系：lg（Lp t）AB lgt可得：可得：Lp10A(B1)lgt通观上述定液求产方法，其通观上述定液求产方法，其关键是产液量的确定。关键是产液量的确定。可用以下关系确定之。可用以下关系确定之。3 3、递减分析法、递减分析法（1）递减类型及对比）递减类型及对比 Arps将油田产量递减分为三种类型，即：指数递减、将油田产量递减分为三种类型，即：指数递减、双曲递减和调和递减。双曲递减和调和递减。递减率递减率定义为：定义为：递减系数递减系数：式中：式中：D瞬时递减率，又称为名义递减率；瞬时递减率，又称为名义递减率；Q油田递减阶段对应于油田递减阶段对应于t时刻的产量；时刻的产量；t递减阶段的生产时间，月或年递减阶段的生产时间，月或年 dQ/dt产量随时间的变化率。产量随时间的变化率。对于对于Arps提出的三种递减规律，可写出产量与递减率的提出的三种递减规律，可写出产量与递减率的如下关系式：如下关系式：Q/Qi(D/Di)n式中：式中：Qi、Di递减期的初始产量和相应初始递减率；递减期的初始产量和相应初始递减率；n递减指数。递减指数。当当1n时为双曲递减时为双曲递减，其表达式为：，其表达式为：QQi/(1+Di t/n)n当当n1时为调和递减时为调和递减：QQi/(1+Di t)当当n且且DDiconst时为指数递减时为指数递减：QQieDt通过推导，可得一系列公式。通过推导，可得一系列公式。递减类型递减类型指数递减指数递减双曲递减双曲递减调和递减调和递减递减率递减率DDiconstDDi(1Dit/n)1DDi(1Dit)1递减指数递减指数n1n=0上式表明，上式表明，事物事物Q在随自变量时间在随自变量时间t 的变化过程中，正比的变化过程中，正比于于t n 兴起，又随着兴起，又随着et 衰减。衰减。该函数具有以下性质：该函数具有以下性质：dQt/dtQt(n/t1)当当t 0当当tn 时：时：dQt /dt0当当t n 时：时：dQt /dt A时，上式可作为时，上式可作为Poisson旋回的近似；旋回的近似；k离散时间，离散时间，k0；j0产油前一年的年份；产油前一年的年份；j待预测的采油年份；待预测的采油年份；A、B、n待估参数，时变或非时变；待估参数，时变或非时变；c常数；常数；V(k)白噪声。白噪声。（3）产水量多功能预测模型）产水量多功能预测模型产水量的变化与产油量不同，正常情况下不会出现下降产水量的变化与产油量不同，正常情况下不会出现下降的变化阶段，油田见水后，随着含水的升高，产水量将随之的变化阶段，油田见水后，随着含水的升高，产水量将随之增加，可描述为：增加，可描述为：Qw(k)a(k)b(k)k c(k)V(k)式中：式中：Qw(k)第第k时刻的产水量；时刻的产水量；k离散的时间；离散的时间；a(k)、b(k)、c(k)待估的时变参数；待估的时变参数；V(k)均值为均值为0的白噪声。的白噪声。上式之所以称为多功能模型，是因其上式之所以称为多功能模型，是因其不但可预测产水不但可预测产水量，还可预测递减阶段的产油量。量，还可预测递减阶段的产油量。模型中的参数估计采用模型中的参数估计采用推广的递推梯度算法。推广的递推梯度算法。（4）T模型模型T模型适合于单调递减或递增的非线性随机系统。具体模型适合于单调递减或递增的非线性随机系统。具体对油田这一动态系统来讲，对油田这一动态系统来讲，产水量、累积产油量、随时间而产水量、累积产油量、随时间而递增；递增；日产油量在中后期是单调递减的；日产油量在中后期是单调递减的；采出程度、含水率采出程度、含水率等都随时间等都随时间t 单调变化。单调变化。假设油田动态系统的某一状态变化量为假设油田动态系统的某一状态变化量为y，其随时间，其随时间t变变化的相对变化率为化的相对变化率为D，则：，则：D1/ydy/dt由于油田动态的非线性，由于油田动态的非线性，D并非一常数，而是随时间并非一常数，而是随时间t而而变化。其等效方程可用下式表示：变化。其等效方程可用下式表示：D1/ydy/dtk t n式中：式中：k比例常数；比例常数；n递增或递减指数。递增或递减指数。对上式分离变量并积分得：对上式分离变量并积分得：y(t)y(0)expk t n+1/(n1)式中：式中：y(0)、y(t)分别为分别为0和和t 时刻状态变量的值。时刻状态变量的值。令令ay(0)，bk/(n1)、cn1，则，则y(t)a exp(b t c)依据实际情况，为使上式具有更为广泛的适应性，改成依据实际情况，为使上式具有更为广泛的适应性，改成以下通式：以下通式：y(t)a exp(b t c)d上式即为上式即为T模型的数学表达通式。式中模型的数学表达通式。式中a、b、c、d 均为均为常数，其中常数，其中a 是变量是变量y的初值，的初值，b 是变化系数，是变化系数，c 是变化类型是变化类型控制系数，控制系数，d 是修正常数项。常数是修正常数项。常数a、d 与与y 的绝对值有关，的绝对值有关，而而b、c 反映了油田地质及开发特点，是油田动态系统的特征反映了油田地质及开发特点，是油田动态系统的特征参数。参数。对对T模型的待估参数模型的待估参数a、b、c、d 的确定，可根据具体情的确定，可根据具体情况采用不同的参数估计方法。况采用不同的参数估计方法。（5）产量构成预测模型）产量构成预测模型油田注水动态系统可看成一个多输入和多输出的动油田注水动态系统可看成一个多输入和多输出的动态系统。人为的措施如注水、压裂、酸化等改造措施是态系统。人为的措施如注水、压裂、酸化等改造措施是油田动态系统的确定性输入，其产油量和产水量是油田油田动态系统的确定性输入，其产油量和产水量是油田动态系统的两个输出变量。从产量构成方面来考虑，各动态系统的两个输出变量。从产量构成方面来考虑，各种产量增产措施对产油量和产水量的影响可用产量构成种产量增产措施对产油量和产水量的影响可用产量构成预测模型来描述：预测模型来描述：式中：式中：A(q1)Z(k)B(q1)U(k)D(q1)Y(k)V(k)三、采收率预测三、采收率预测 1 1、采收率影响因素分析、采收率影响因素分析 最终采收率是油田地下资源利用程度的标志，是油田开最终采收率是油田地下资源利用程度的标志，是油田开发决策的重要依据，采收率的高低也是油田开发水平的重要发决策的重要依据，采收率的高低也是油田开发水平的重要体现。体现。影响采收率的因素主要有三个方面：影响采收率的因素主要有三个方面：油田的地质条件、油田的地质条件、开采方法与开采技术、投入产出的经济效益。开采方法与开采技术、投入产出的经济效益。其中地质条件其中地质条件是是基础基础，开采方法与开采技术是，开采方法与开采技术是手段手段，经济效益是，经济效益是前提前提。一。一般来说，上述三方面因素的组合和相互制约决定了油田的采般来说，上述三方面因素的组合和相互制约决定了油田的采收率。收率。分析研究油田采收率的影响因素是进行采收率预测的分析研究油田采收率的影响因素是进行采收率预测的前提，是进行油田挖潜调整决策的基础，也是认识剩余油前提，是进行油田挖潜调整决策的基础，也是认识剩余油潜力、最大限度的开发油藏不可缺少的关键一步。潜力、最大限度的开发油藏不可缺少的关键一步。以下将结合胜利油田中高渗透整装油藏、高渗透断块以下将结合胜利油田中高渗透整装油藏、高渗透断块油藏和低渗透油藏三大类主要的油藏类型，从地质条件和油藏和低渗透油藏三大类主要的油藏类型，从地质条件和开发特点出发，分析研究影响油藏采收率的因素。开发特点出发，分析研究影响油藏采收率的因素。（1）油藏驱动方式对采收率的影响）油藏驱动方式对采收率的影响实践表明，油藏的原油采收率首先和油层能量以及驱实践表明，油藏的原油采收率首先和油层能量以及驱动方式有关，不同的驱动方式其采收率不同。动方式有关，不同的驱动方式其采收率不同。在天然油藏中可能具有的能量主要有：在天然油藏中可能具有的能量主要有：1)含油区岩石和液体的弹性能含油区岩石和液体的弹性能油藏投入开发后，随着地层压力的下降，一方面岩石油藏投入开发后，随着地层压力的下降，一方面岩石骨架受岩柱的挤压而变形，另一方面含油区内液体产生弹骨架受岩柱的挤压而变形，另一方面含油区内液体产生弹性膨胀。在孔隙缩小和液体膨胀的共同影响下，将油驱到性膨胀。在孔隙缩小和液体膨胀的共同影响下，将油驱到井底。井底。弹性能的大小，取决于岩石和流体的弹性压缩系数、弹性能的大小，取决于岩石和流体的弹性压缩系数、油藏的超压程度（即地饱压差的大小）和压降的大小以及油藏的超压程度（即地饱压差的大小）和压降的大小以及油藏的体积大小，油藏的体积大小，这种能量主要在油藏压力高于饱和压力这种能量主要在油藏压力高于饱和压力时发挥作用。时发挥作用。2)含水区的弹性能和露头水柱压能含水区的弹性能和露头水柱压能如果油层有供水区，而油藏内部压力降落的影响范围如果油层有供水区，而油藏内部压力降落的影响范围又扩展到含油区以外时，辽阔的含水区岩石和水的弹性能又扩展到含油区以外时，辽阔的含水区岩石和水的弹性能释放的结果，迫使边水进入油区，驱油入井，而含油区将释放的结果，迫使边水进入油区，驱油入井，而含油区将不断缩小。此即不断缩小。此即天然水压驱动天然水压驱动，其能量的大小与露头和油其能量的大小与露头和油层埋藏深度的水柱高差有关，与露头距离，供水区的渗透层埋藏深度的水柱高差有关，与露头距离，供水区的渗透率高低都有关系。率高低都有关系。3)含油区溶解气的弹性能含油区溶解气的弹性能当当含含油油区区压压力力降降至至饱饱和和压压力力以以下下时时，岩岩石石和和液液体体的的弹弹性性能能仍仍在在释释放放和和驱驱油油，但但油油藏藏中中的的溶溶解解气气也也将将分分出出。从从油油中中分分出出的的气气泡泡分分散散在在油油中中，当当压压力力降降低低时时气气泡泡便便发发生生弹弹性性膨膨胀胀，将将油油驱驱向向井井底底。油油藏藏压压力力降降低低的的越越多多，分分出出的的气气量量也也越越多多，而而分分出出的的气气体体其其弹弹性性膨膨胀胀也也会会越越剧剧烈烈。从从而而油油藏藏的的含含油油饱饱和和度度不不断断下下降降，含含气气饱饱和和度度不不断断升升高高。溶溶解解气气的的弹弹性性膨膨胀胀能能将将起起主主要要作作用用，即即溶溶解解气气驱驱。溶溶解解气气弹弹性性能能的的大大小小和和气气体体在在原原油油中中的的溶溶解解度度、溶溶解解系系数数和和气气体体组组成成、以以及油层温度和压力有关系。及油层温度和压力有关系。4)气顶区的弹性膨胀能气顶区的弹性膨胀能对有原生气顶的油藏，如果气顶足够大，气顶的膨胀能对有原生气顶的油藏，如果气顶足够大，气顶的膨胀能就将是驱油的主力，即形成所谓的就将是驱油的主力，即形成所谓的气顶驱气顶驱。5)油流本身的位能油流本身的位能在倾角较大或油层很厚时，油藏内高于井底位置的原油，在倾角较大或油层很厚时，油藏内高于井底位置的原油，将因本身高差产生的位能将因本身高差产生的位能重力，迫使油流向井底，即所重力，迫使油流向井底，即所谓谓重力驱动重力驱动方式。这种类型的能量方式。这种类型的能量只有在油层倾角大、厚度只有在油层倾角大、厚度大、或者其它能量已经耗尽时才能起主要作用大、或者其它能量已经耗尽时才能起主要作用。不不同同驱驱动动能能量量和和驱驱动动机机理理类类型型的的油油藏藏其其采采收收率率不不同同，其其采收率范围如表所示：采收率范围如表所示：驱动机理类型驱动机理类型采收率范围（）采收率范围（）液体和岩石弹性液体和岩石弹性2 25 5溶解气驱溶解气驱12122525油环气顶驱油环气顶驱20204040重力驱重力驱50507070边水驱边水驱35356060底水驱底水驱20206060注水驱注水驱25256060 不同驱动类型油藏采收率范围表不同驱动类型油藏采收率范围表由上表可见，水驱油藏采收率较高，因此我国具有注由上表可见，水驱油藏采收率较高，因此我国具有注水条件的油藏，一般采用水驱开发，以下将重点分析水驱水条件的油藏，一般采用水驱开发，以下将重点分析水驱油藏采收率的影响因素。油藏采收率的影响因素。（2）水驱油田采收率的影响因素分析）水驱油田采收率的影响因素分析水驱开发油藏的最终采收率为驱油效率与水驱波及体积水驱开发油藏的最终采收率为驱油效率与水驱波及体积系数的乘积。影响水驱油效率和水驱波及系数的因素即为影系数的乘积。影响水驱油效率和水驱波及系数的因素即为影响水驱采收率的因素。其中水驱油效率主要取决于地质因素响水驱采收率的因素。其中水驱油效率主要取决于地质因素和流体性质和流体性质油藏类型、储层的非均质性、连通性和岩石油藏类型、储层的非均质性、连通性和岩石润湿性、原油粘度和密度；水驱波及系数则主要与各项开发润湿性、原油粘度和密度；水驱波及系数则主要与各项开发措施措施注水方式、层系组合、井网形式与井网密度、调整注水方式、层系组合、井网形式与井网密度、调整措施及开采工艺等密切相关。措施及开采工艺等密切相关。1）油藏地质因素对水驱采收率的影响）油藏地质因素对水驱采收率的影响通过室内水驱油实验和数值模拟研究的单因素的地质条通过室内水驱油实验和数值模拟研究的单因素的地质条件对采收率的影响程度见表（表中数值越大，影响越显著）。件对采收率的影响程度见表（表中数值越大，影响越显著）。水驱效率影响因素表水驱效率影响因素表影响因素影响因素显著程度显著程度油水粘度比油水粘度比125.36125.36油层非均质性油层非均质性79.1879.18油层润湿性油层润湿性88.8288.82渗透率渗透率12.8612.86油水界面张力油水界面张力14.0414.04孔隙度孔隙度4.334.33重率差重率差18.5818.58 由上表可见，由上表可见，油水粘度比的影响最大，油水粘度比的影响最大，其次是润湿性、其次是润湿性、油层非均质性，油层非均质性，再次是渗透率，油水重率差等。再次是渗透率，油水重率差等。由胜利油由胜利油区区281281个开发单元的分级平均采收率及相应地下原油粘度个开发单元的分级平均采收率及相应地下原油粘度的实际资料研究表明，采收率随原油粘度的增大而减小。的实际资料研究表明，采收率随原油粘度的增大而减小。这是因为油水粘度比越大，水驱油过程中越易形成粘滞指这是因为油水粘度比越大，水驱油过程中越易形成粘滞指进，水驱油效率和波及系数就越低，因而使采收率降低。进，水驱油效率和波及系数就越低，因而使采收率降低。对天然岩心的实验结果也同样证明了这一点。但油水粘度对天然岩心的实验结果也同样证明了这一点。但油水粘度比在不同范围内变化时，对采收率的影响是不同的。比在不同范围内变化时，对采收率的影响是不同的。对于均质天然岩心对于均质天然岩心，油水粘度比对开发效果影响很大，油水粘度比对开发效果影响很大，特别是油水粘度比在特别是油水粘度比在10105050区间内变化时，无水采收率下降区间内变化时，无水采收率下降明显，明显，但油水粘度比超过但油水粘度比超过5050以后，由于油水粘度比的影响基以后，由于油水粘度比的影响基本上已经达到最大范围，影响反而不明显；本上已经达到最大范围，影响反而不明显；对于层内非均质对于层内非均质比较严重的油藏比较严重的油藏，油水粘度比的影响更为明显，层内非均质，油水粘度比的影响更为明显，层内非均质越严重，对层内非均质水驱油效率的影响更为明显，其驱油越严重，对层内非均质水驱油效率的影响更为明显，其驱油效果更差。试验结果表明，油水粘度比越大，油流动性越差，效果更差。试验结果表明，油水粘度比越大，油流动性越差，造成更严重的粘性指进，形成越宽的油水过渡带。造成更严重的粘性指进，形成越宽的油水过渡带。油层润湿性、韵律性也是影响采收率的重要因素。根油层润湿性、韵律性也是影响采收率的重要因素。根据胜坨油田据胜坨油田29