本書基于油水相對滲透率曲線的冪函數表達式,將前緣含水飽和度方程和Welge方程的微分形式轉化為線性形式,引入了Welge系數的概念,完善了水驅油理論;提出了基于相對滲透率曲線為冪函數表達式的近似理論水驅曲線以及基于Welge方程的理論水驅曲線;根據Welge線性方程,完善了童氏圖版系數的計算公式,改進了童氏圖版;通過引入水驅前緣突破時的單位產液量下產量變化率即遞減率的概念,揭示了水驅油田含水上升規(guī)律和遞減規(guī)律兩大規(guī)律的內在聯(lián)系;探索了水驅油理論和新型水驅曲線在波及系數計算、提液增油效果評價以及產液結構優(yōu)化調整等方面的一些應用。
本著作從水驅油基礎理論入手,開展了系統(tǒng)的深入研究,將前緣含水飽和度微分方程和Welge微分方程簡化為線性方程,推進了基礎理論的發(fā)展;提出了理論水驅曲線和近似理論水驅曲線,并對童氏圖版等常用方法進行了拓展完善,論證了水驅曲線和Arps遞減曲線兩大基礎水驅預測方法之間的一致性,從而構建起統(tǒng)一的水驅油藏工程理論,為油田開發(fā)專業(yè)提供了全新的理論視角,有著較高的理論參考價值。
張金慶,男,教授級高級工程師,中海油總公司級專家,主要從事油氣田開發(fā)研究工作,F(xiàn)擔任中海油研究總院有限責任公司總師(開發(fā)),擁有30余年油氣行業(yè)經驗。其長期從事油氣田動態(tài)分析和水驅油藏基礎理論研究工作,特別是在水驅滲流規(guī)律、水驅特征曲線研究等方面,提出了許多基礎性理論,相關成果已在海上油田得到廣泛應用,在SCI、中文核心發(fā)表文章數十篇,多次受邀在油氣行業(yè)大會上作主題發(fā)言,在行業(yè)內具有較高知名度和一定影響力。
1 水驅油基礎理論 1
1.1達西定律 2
1.2相對滲透率曲線 4
1.3分流量方程 5
1.4 Buckley-Leverett驅替理論 10
1.5 Welge(威爾杰)方程 13
1.6 小結 23
2 水驅油驅替規(guī)律 25
2.1含水上升變化規(guī)律 26
2.2采油采液指數變化規(guī)律 31
2.3遞減率變化規(guī)律 40
2.4小結 45
3 水驅曲線研究 48
3.1累積產水量和累積產油量的函數關系 49
3.2基于油水相對滲透率比值為指數函數的甲型水驅曲線 55
3.3基于相對滲透率曲線冪函數表達式的近似理論水驅曲線 61
3.4基于Welge(威爾杰)方程的理論水驅曲線 68
3.5采收率預測模型研究 77
3.6小結 82
4 水驅曲線參數的解法 87
4.1甲乙型通式水驅曲線參數及可動油儲量求解方法 87
4.2近似理論水驅曲線參數及可動油儲量求解方法 94
4.3理論水驅曲線參數求解方法 102
4.4 三種水驅曲線的結果對比 105
4.5 小結 106
5 應用探索 110
5.1 使用Welge方程確定殘余油飽和度 110
5.2 利用含水率確定出口端含水飽和度 113
5.3 基于動態(tài)數據反求相對滲透率曲線參數 116
5.4利用生產動態(tài)數據判斷裂縫發(fā)育程度 118
5.5 提液增油效果評價 123
5.6 產液結構優(yōu)化調整 128
5.7 水驅曲線方法用于產氣井的遞減分析探討 137
5.8 垂向波及系數的顯式算法 142
5.9 小結 146
附錄 148
附錄1 ln(1 x)的近似函數 148
附錄2 (1 x)a的近似函數(0.5a1) 149
附錄3 近似反函數的構建 151
附錄4 甲乙型通式水驅曲線與甲型水驅曲線線性段對比 156
附錄5 近似理論水驅曲線可動油儲量解法結果驗證 157