第四章 水驱理论基础.ppt

第四章水驱油理论基础 §4.1 饱和度分布 §4.2 平面一维流动的产量公式 §4.3 面积波及系数 §4.4 油层纵向非均质性 §4.5 体积波及系数 §4.6 各种井网的注水量 二、两相区渗流阻力对产量的影响 井排见水前，产量公式为： 在水驱油过程中，水驱前缘不断向前推进，则产量或井排压力也将随时间而变化。 §4.2 平面一维流动的产量公式 ⊙总阻力中， ⊙可求两相区压力分布，两相区任一截面上的压力为： 其中： §4.3 面积波及系数 一、油水接触面的移动距离和水淹角 图4-9 直线含油边界向一口井收缩 §4.3 面积波及系数 二、不同井网的面积波及系数 井网类型 流度比 含水率 图4-10 各种井网的油水接触面 (a) 五点系统；(b)七点系统； (c)行列注水系统 * * 油藏工程基础 主要内容 ●实际水驱油田中，油水性质（粘度、密度、润湿性等）的差别是存在的，其中油水粘度的差别尤为明显，因此，在分析水驱油问题时必须考虑油水间性质的差别。这样实际水驱油田中，油水共存、同时渗流是更普遍的问题，单相渗流只在局部区域内出现。 ●本章主要研究油水两相渗流时饱和度的分布、产量公式、波及系数、地层非均质性等。 §4.1 饱和度分布 一、水驱油方式 供给边界 排液道 单向活塞式水驱油 ◆活塞式水驱油：认为水驱油时，油水接触面始终垂直于流线，并均匀地向生产井排推进，水渗入油区后，将孔隙中可以流动的油全部驱走。这种驱油方式称为活塞式水驱油。 （以单向流为例） ﹡均质、水平、等厚地层； ﹡流体为不可压缩流体； ﹡不考虑油水密度差别； ﹡考虑油水粘度差别。 供给边缘到生产井排之间分为两个渗流区域：纯水区和纯油区。 油 供给边界 排液道 单向非活塞式水驱油 ◆非活塞式水驱油：在实际油田中，由于岩层微观非均质性、油水性质的差异以及毛管力现象，水渗入油区后，不可能把能流动的油全部驱走，出现了一个油水两相同时混合流动的两相渗流区。这种驱油方式称为非活塞式水驱油。 供给边缘到生产井排之间分为三个渗流区域：纯水区、油水两相渗流区和纯油区。 水 油 水+油 §4.1 饱和度分布 二、分流量方程（任一过流断面上的含水率方程） 1.分流量方程的推导 ◆地层中任一过流断面上的含水率定义为： 供给边界 排液道 单向渗流模型 ●考虑重力和毛管力，单向流时的油相运动方程为： §4.1 饱和度分布 而： 所以： 即： 同理得水相的运动方程为： ●将油水相运动方程变形为： 两式相减得： 即： 其中： ① ●又： 代入①式得： 或： 也可写为： 其中： 考虑重力和毛管力影响的分相流量方程 ⊙可用来计算储层中水饱和度已知的过流断面含水率。 ⊙ ＊忽略毛管力和重力影响的分流方程： 2.分流量方程的讨论 ①如果水驱油在等温下进行，那么油和水的粘度具有固定的值，含水率的变化主要受相对渗透率的影响，而相对渗透率是含水饱和度的函数，所以，含水率是通过相对渗透率联系的含水饱和度的函数。即： ②对于某一地层（相对渗透率曲线一定），过流断面上含水率的大小取决于油水粘度比 ，粘度比越小，含水率越高，所以提高水的粘度（注稠化水）或降低油的粘度可以改善开发效果。 图4-1 不同油水粘度比下含水与饱和度的关系 ＊重力对含水率的影响： 油 水 水驱油方向 ① 重力作用减小含水率； ② 重力作用增大含水率； ＊毛管力的影响： 毛管力曲线 饱和度分布曲线 三、两相渗流区中含水饱和度的分布 供给边界 排液道 单向非活塞式水驱油 水 油 水+油 含水饱和度分布曲线 实验表明：两相区含水饱和度分布曲线如图所示，其中： §4.1 饱和度分布 ⊙两相区含水饱和度分布特点： 供给边界 排液道 ①在两相区前缘处，含水饱和度曲线突然降落，含水饱和度曲线的这种变化称为“跃变”； ②随着水进一步渗入油区，两相区逐步扩大，两相区任一过流断面上含水饱和度逐渐增加； ③两相区前缘含水饱和度不随时间而变，基本保持为定值； ④对同一岩层，油水粘度比越大，油水前缘含水饱和度越小，在进入油区的累积水量一定的条件下，油水粘度比越大，形成两相区的范围越大。 1.等饱和度面移动方程（贝克莱-列维尔特方程） 单向流微元体 而： 所以有： 即： 又对某一含水饱和度取全微分： ① 则有 代入① 式得： 等饱和度面