注水开发油藏动态监测
第三章
注水开发油藏动态监测 第一节
压力监测
一、压力监测的意义和监测系统的部署
目前油层压力是油藏某时期开发动态最敏感的参数之一，是注水保持能量状况和注采平衡关系的直接反映，也是选用合理的开采方式和进行配产配注的主要依据。
按一定的要求被选定为定期观测其井底压力的一批井(观察井、油井、注水井)及其监测制度，就构成了一个压力动态监测系统。
压力监测系统的部署要求：要考虑时空两方面的因素
1、测压井点的选择要有数量保证，有代表性、系统性
2、测压时间也有规定：采油井、注水井的定期监测数量及监测次数等。
二、测压方法
1．直接测压法 选用合适的测压仪器(主要为各种压力计)下入井底，直接测取关井恢复后的压力值。优点是较为准确，最大问题是需关井较长时间(2～3d，低渗油藏则更长)，影响油井产量。
（1）地面直读式电子压力计测试系统：必须选用合适的测压仪器 （2）抽油井环空测压法：偏心井口环套空间起下侧压仪器 （3）重复式地层测试器（简称 RFT）：可裸眼测试，可连续测得所有油层分层压力 2．间接计算法 （1）利用压力恢复数据求油井平均地层压力
实质就是对未达到完全稳定的压力恢复数据进行处理求地层压力的技术。在开发初期，求油层压力可用霍纳（Horner）法外推来获得。但油藏中有多口油井开采较长时间后，就不能这样外推。
油气井的平均地层压力，目前国外普遍采用压力恢复曲线计算求得，其方法有 MBH(Matthews-Brons- Hazebtoek)法、德兹(Dietz )法、雷米-可勃( Ramey- Cobb )法以及奥德(Odeh)法。就其计算公式的推导过程而言，后面几种方法均为 MBH法的派生形式。在计算地层压力时，均要求压力恢复曲线出现径向流直线段。因此,目前国内油井多采用 MBH 法或陈元千提出的典型曲线匹配法计算地层压力。
现场实用方法：
① 末期压力恢复速度推算法
② 经验公式法 （2）利用井筒液面计算法
Ps=0.01(Ho-Hs)ρ+Pg
Pf=0.01(Ho-Hf)ρ+Pg 关键：求准井筒内液面高度和混合液体密度 （3）油井生产资料计算法
三、压力监测结果的分析
1、油层压力的保持水平 目前油层压力保持的水平，直接反映了注采两方面的平衡状态和目前油层水驱油的能量状态，一般要求油层压力高于饱和压力。
油层压力的保持水平，应考虑多种因素，根据本油田的实际清况来决定。（裂缝、套管等）
一般认为，为使油层保持较高的能量状态，应使油层压力保持在原始压力附近。
2、单井及井组剖面压力监测结果分析 压力分析是分析油井生产动态的主要内容之一，同时也是区块、乃至全油田动态分析的基础。
实际分析中，要综合对比分析，随时掌握油层压力及其生产状况。
在多层合采油井中，还必须及时掌握各分层的压力状况。即掌握单井压力剖面特征 对已注水开发的油藏，还可以分析注采层位对应关系，注采平衡关系。
3．区块油层压力监测结果分析
掌握油层压力在某一时期各个部位的具体分布的最有效的方法就是编制油藏某一时期的油层平面等压图。
(1)分析油层地质特征。各区块的油层地质特征不同，反映在等压图上的特征也不同。（连通连续性）
(2)求区块平均地层压力：了解区块油层总体压力水平。（算术平均、面积权衡）
(3)分析地下流体动态。油层的压力分布特征直接控制着其中流体的运动状况。（压力梯度方向、高压舌）
第二节
吸水与产出剖面监测
一、吸水剖面的测量与分析
1、吸水剖面的测量方法 ①流量计法（适于笼统注水井）
②放射性同位素载体法（吸附量与滤积载体量及放射强度成正比；计算相对和绝对吸水量）
③井温法（注水与地层温度差别较大时；依据异常大小及趋近地温的快慢判断）
2、吸水剖面分析 （1）了解油层吸水状况，分析层间差异，提出改善措施。
吸水层数和吸水厚度百分数直接反映油层的吸水程度和注水效果。
（2）利用吸水剖面推测产出剖面。
即吸水与产出剖面有大体一致的对应关系。
3、影响油层吸水能力的因素分析
(1) 油层渗透率 ：影响吸水能力的基本因素
吸水强度：1m3/(d.m)
启动压力：油层开始吸水所需的最小注入压力 (2)注水压力和注采井距的影响
增大注水压差，可以有效地增加吸水层数和吸水量，提高水驱储量动用程度 ；注采井距越小，连通程度越高，吸水程度越高
(3) 注水时间和油层含水饱和度的影响
在由多个吸水层组成的注水层段内，随着注水时间的增长，主要吸水层的吸水能力越来越高，而吸水差的层吸水性能越来越差，造成吸水剖面愈来愈不均匀
(4)水质 二、产出剖面的测量与分析
产出剖面监测是指在生产井正常生产条件下，测量各生产层或层段的产出情
况，其结果一般用各层或层段的相对产液量或绝对产液量来表示。
经常进行产出剖面测量，可及时了解油井中各油层的出油和见水情况，可作为分析油井分层动态，采取分层调整措施，提高油井产能，进行油田调整挖潜的重要依据 1、产出剖面的测量方法 (1)找水流量计法：流量计和含水率计组合用，适用于油水两相流；三相流需使用放射性密度计 (2)分采井管柱测试法：自喷井测试法 (3)环空测试法：抽油井使用 (4)气举测试法：气举中测试
2、产出剖面的测试结果分析 (1) 分析各层产液、产油、含水状况，了解各油层动用差别，提出调整挖潜的对象和措施。具体统计产出层占射开层数、产出厚度占射开厚度（油层动用程度）百分数表示。
(2)对同一口油井进行定期或不定期多次产出剖面测试，了解产出状况的动态变化，检验和评价措施效果。
〃上述现象带有一定的普遍性，即 如果不及时采取合理的层间调整（平面调整也有作用）措施，采油井内的主要产液层的产液比例会越来越高，差的产层产出情况更差，层间矛盾不断加剧。
〃根据大庆油田的上万次产出剖面资料分析，可得出如下结论：高渗透、有效厚度大的油层产液量高，中低渗透层产液量低，由于层间干扰，有的差油层甚至不出油；厚油层中只有部分厚度产液，存在未动用厚度。
〃造成各层出油差异的原因是物性差异、原油性质差异、含水饱和度差异、油水井间连通程度及注水强度差异等。
〃注水开发的油田注水后，不是每个层都见效，更不是各个层的见效程度都一样。大庆油田的一些油区约有三分之一的油层动用较好，兰分之一的油层尚未动用。由此可见层间差别引起的层间干扰的严重性和调整挖潜任务的艰巨性 第三节
油水运动状况监测 一、监测的内容与方法
对于注水开发非均质油藏而言，了解和掌握注入水的运动方向和推进速度、不同油层或同一油层的不同部位的水淹特征，研究剩余油的分布规律，是提高注水开发水平的基本要求。
在注水开发过程中，油水的分布受油藏地质和开发两大因素的共同制约和影响，而且是处于随时随地不断变化着的运动状态。
对注水开发过程中油水运动状况的监测工作是较为复杂的。一般都是以检查井取心分析资料为基础，以测试和测井为主要手段，以矿场生产资料为验证，以数值模拟为预测方法，力图及时准确掌握地下油水运动特征，为实施各种注水调整方案服务。
1、检查井取心分析研究油层水淹状况
(1) 岩心的油水相对渗透性
油层如果被水淹，则岩心的含水饱和度会增大，水相渗透率也增大，油层亲水比会增强。
岩心滴水试验级别标准
滴水级别 水滴渗入状况 滴水级别 水滴渗入状况 1 级 水滴于油砂上，立即渗入 3 级 滴水后 2min 内水滴呈玻璃状
2 级 滴水后 2min 内渗入或留水痕 4 级 滴水后 2min 内水滴呈球状 (2) 岩心含油状况 ：含油程度、岩心颜色
濮城油田油层水淹程度判断标准 水淹级别 滴水试验（级别）
污手试验
颜色及含油水特征 氯化盐含量 与原始饱和度差值，% 目前驱油效率，% 未 3—4 染手性强—不染 深—浅 含有饱满—不饱颗粒表面不干净渗出油珠—水珠
油味强 | 油味淡无味 大—小 <5
弱 2—3 5—30 <35 中 1—2 30—45 35—55 强 1 >45 >55 (3) 含盐量变化
不同水淹层段氯化盐含量变化 分段 1 2 3 4 5 6 7 8 9 厚度，m 1.5 0.2 3.1 0.5 0.3 0.4 0.2 0.2 0.3 水淹程度 未淹 弱淹 弱淹 弱淹 中淹 强淹 强淹 强淹 强淹 氯化盐含量，mg/L 6363 3877 5005 5775 4175 1759 1681 2314 1829 (4) 含油(水)饱和度的变化
油层水淹后的本质特征就是所含油(水)饱和度发生了扫层受水淹程度越高，目前含油饱和度与原始含油饱和度的差值(即下降量)就越大，而未水淹油层的含油饱和度则无明显的变化。
目前驱油效率：
% 100 oio oieSS SR
大庆石油划分油层水淹级别标准表
水淹级别 指标
强水淹 中等水淹 弱水淹 原始含油饱和度下降程度 >35% 20%—35% <20% 试油含水 >80% 40%—80% <40% 氯化盐含量下降倍数 2—4 1—2 <1 2．示踪剂测试与水淹层测井法研究油水运动规律
在某注水井的注入水中加入某种指示剂，在见水油井中检测这种指示剂，就可根据油井与水井的方位关系，确定注入水的水流方向；根据油、水井之间的距离和从投入指示剂到检测到指示剂的时间，可推算注入水的推进速度，并以此检测结果可以绘制出研究目的层的水流方向图，直观反映地下注入水的运动规律。
3．油水井生产动态观测法分析油水运动与分布 这种方法是油田开发工作者通过实际观测诸如因水井的投注、增注、停注、注人强度的改变，油井的见效、见水、含水变化，产出水的矿化度变化等特征，来分析判断地下油水运动和分布特征的常用方法。它具有方便、经济、实用的特点，且有一定的可靠性，所以也常作为对其他方法研究结果的验证。
4．数值模拟法研究目前和预测未来某时刻的油层水淹状况 分小层不同水淹程度统计表（据愈启泰，9 1989 年）
水淹程度 层位 弱水淹 中水淹 弱水淹 面积 % 面积 % 面积 % 11 Ⅳ
1.29 17.5 3.34 45.3 2.74 37.2 21 Ⅳ
0.83 14.2 2.82 48.5 2.17 37.3
2 12 Ⅳ— 0.76 17.0 2.07 46.4 1.63 36.6 2 14 Ⅳ— 0.31 18.1 0.87 50.0 0.56 31.9 注：表中弱水淹指采出程度小于 11% ，中水淹 11% — 31% ，强水淹为大于 31%
5．开发地震监测注水前缘 近几年来，运用地震方法来监测注水前缘运动的研究已取得重要进展。
King , Dunlop( 1988 年）和 Seymour Marituold ( 1989 年）等人对陆上与海上油田运用地震测量直接监测井间注人水前缘运动状况作了深人的探讨，并得出了可以利用前后两次地震反射振幅比值和声阻抗等灵敏信息直接反映储层中油水运动，如舌状水进和含油饱和度的变化情况等重要成果。
二、监测结果分析与应用
1．油层水淹的一般规律
（1）井网控制不住的地区，水驱控制程度差，油层动用不好，多形成剩余油富集区。
(2)条带状砂体的主体带部位层厚，渗透率也大，往往是注入水优先推进和强水淹区，而砂体的边缘、边角、尖灭线附近往往是水淹不到的剩余油富集区。
(3)断层附近油层动用不好，存在“滞留区”；裂缝存在时，注入水沿裂缝水窜，使大量的原油仍饱含在孔隙或微裂缝中采不出来而形成“滞留区”。
(4)油层大面积连片分布地区，注入水控制强，剩余油低；油层零星分散分布地区剩余油含量高。
(5)油层微型构造中的正向构造，如小高点、小鼻状凸起、小构造阶地等多为水淹程度低的剩余油分布区；而负向构造，如小沟槽、小凹地等多为水淹程度较高的地区。
2 ．运用监测结果指导油田调整挖潜 对油水运动状况进行监测的结果，一般都反映在单油层平面水淹图、剩余油分布图上。这类图件是油层进行调整挖潜的主要依据。其调整挖潜的基本目的是：增大注水波及体积提高水驱动用程度．从注与采两方面人手，提高注水开发效率和水驱采收率。
. 第四节
产量与流体性质监测 一、产量与流体性质监测
以单井计量为基础，每天录取油气水产量；定期定点取样分析。
二、井下技术状况监测
主要依靠工程测井手段来完成，据监测结果及时采取措施。