多油层合采时油井产液及含水特征分析

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1、多油层合采时油井产液及含水特征分析唐仁选(华东石油局试采大队)摘要：多油层合采时，由于层间压力及物性差异，各层对油井的产量及含水率的贡献不同。本文从简单常见的油水两层模型入手，假定各油层地饱压差较大，油层为刚性水驱，基于达西定律，结合分层和全井的IPR曲线，推导出全井的含水率与井底流压的关系，含水率与产液量的关系，含水率与产油量的关系，产油量与产液量的关系，并对这些关系式进行了分析讨论。本文虽以油水两层为例，其研究思路方法和所得结论可推广到含油气两相流条件下的多层油藏。关键词：多油层合采流压产液含水众所周知，无论是单

2、层开采还是多层合采，油井的产油量随着开采时间的增长渐渐减小，而含水率随着时间的增长而逐渐升高，这是油井生产的必然规律。然而，在某一开发阶段，由于措施不同，其产油量和含水率可能不同，在实际开发中，有些井提液导致含水率升高，有些井含水率反而降低，其原因就是各层的压力水平和产液指数不同所致。虽然许多文献对这一现象进行了探讨，但不够详细，因此有必要对这一现象进行分析研究，这对油井科学合理的开采具有一定的参考和指导意义。一、公式的推导及特征分析图1多油层合采模型（以油水两层为例）图1是常见多油层合采时的模型（以油水两层为例），

3、设油层的平均压力为Po,采油指数为Jo,水层的平均压力为Pw,采水指数为Jw,井底流压为Pwf（忽略油水层之间的流压差）,又设油水层均为刚性驱动，则据达西定律有：产油公式：（1）产水公式：（2）产液公式：（3）其中：（4）（5）[1]含水率与井底流压的关系（6）（6）式即油层合采时含水率与井底流压的关系式，又在一定的时间内，油层的采油指数、采水指数和采液指数可看为常数，对（6）求导得：（7）（7）式说明：①当(水层压力>油层压力)时，有，则降低井底流压生产时(提液)，则全井含水率下降，反之，增大井底流压生产，含水率反

4、而上升。②当时，有，则降低井底流压生产时，则全井含水率上升，反之，增大井底流压生产，含水率反而下降。③当时（包刮油水同层），则全井含水率不随流压的改变而改变。[1]含水率与采液量的关系（8）（8）即为含水率与采液率的关系式，对（8）式求导得：（9）（9）式说明：①当时，有：，说明增大全井采液量，含水率降低，减小采液量，含水率反而升高。②当时，有：，说明增大全井采液量，含水率升高，减小采液量，含水率反而降低。③当时，有，说明含水率不随采液量的变化而变化。[2]含水量与产油量的关系（10）（10）式即含水率与产油量的关系

5、，对（10）求导得：（11）（11）式说明：①当时，，说明含水率随产油量的增大而降低，随产油量的减小而增大②当时，，说明含水率随产油量的增大而增大，随产油量的饿降低而降低。③当时，，说明含水率不随产油量的变化而变化。[1]产油量与产液量的关系（12）（12）式说明，产油量随产液量的增大而增大，随产液量的减小而降低，在（12）式中，令(油井表现为不出液,关井)，则：说明：①当时，，油层的产量全部回流到水层，而全井不出液。②当时，,水层的产量全部回流到油层，全井不出液。③当时，，此时油水层均不出液，全井自然不出液。现将以

6、上产液及含水特征总结如下表1：表1油水两层合采时产液及含水变化特征Po>PwPo

7、d)产油量Qo(m3/d)井底流压Pwf(MPa)7.47856.361.118.9614.31608.575.726.3419.87489.5410.344.3425.764511.6114.152.14将表2中数据绘制成该井的IPR曲线（见图2），从曲线可求得该井油水层的系列参数如下：Pw=17.4MPa，Jw=0.75m3/(d·MPa)，Po=9.46MPa，Jo=1.95m3/(d·MPa)，Pt=11.71MPa，Jt=2.7m3/(d·MPa)，该井水层压力明显高于油层。该井的产液及含水特征可分为三个区

8、间讨论，即：①当井底流压Pwf属于区间11.71MPa