2016年9月18日流線模擬及其在油氣田開發(fā)中的應(yīng)用2016年9月18日流線模擬及其在油氣田開發(fā)中的應(yīng)用1匯報提綱一、流線模擬及其基本原理二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用匯報提綱一、流線模擬及其基本原理2一、流線模擬及其基本原理（1）流線數(shù)值模擬原理流線數(shù)值模擬以流線理論為基礎(chǔ)，流線是瞬時的，在任一時間點，可以沿速度方向追蹤出一條確定的流線軌跡。流線模擬法相比于傳統(tǒng)的有限差分方法，具有計算速度快、網(wǎng)格容量大的優(yōu)點，在處理大型油田精細模型歷史擬合方面具有獨特的優(yōu)勢。有限差分法流體流動路徑流線法流體流動路徑在有限差分法模擬中，流體沿網(wǎng)格流動，而在流線模擬中流體沿壓力降方向流動，因此流線能形象的顯示任一時刻下流體的運動軌跡，進而為研究非均質(zhì)油藏條件下，流體的滲流與分布規(guī)律提供依據(jù)。流線模擬的基本思路：一、流線模擬及其基本原理（1）流線數(shù)值模擬原理流線數(shù)值模擬以3一、流線模擬及其基本原理（2）流線數(shù)值模擬的特點較快的計算速度能直觀形象的表征流線在質(zhì)點間的流動易于應(yīng)用于較復(fù)雜的地質(zhì)模型易于描述整個區(qū)域模型有助于實現(xiàn)自動歷史擬合能得到較精確的解（3）流線數(shù)值模擬的優(yōu)勢流線模擬技術(shù)的顯著優(yōu)勢是易于直觀顯示泄油面積、配產(chǎn)系數(shù)和注水井采油井關(guān)系，易于定量表示注入收益。這種直觀圖對優(yōu)化水驅(qū)與氣驅(qū)特別有用。流線是從注水井到采油井，根據(jù)油井總產(chǎn)量分配，總結(jié)一個具有采油井、注水井井對的流動圖和流量，計算分配系數(shù)。一、流線模擬及其基本原理（2）流線數(shù)值模擬的特點較快的計算速4一、流線模擬及其基本原理（4）流線數(shù)值模擬成果模擬三維優(yōu)勢流場分布圖：流場是通過流線體現(xiàn)出來的，流線越密，表明流場越強。從流線波及區(qū)域可識別流體運動所經(jīng)過的區(qū)域。優(yōu)勢流場是局部多孔介質(zhì)體內(nèi)流場的強度明顯優(yōu)于與之體積相當?shù)泥徑橘|(zhì)體內(nèi)的流場強度。模擬三維剩余油飽和度：用三維流線模型模擬剩余油飽和度分布圖，在眾多時間飛片的一維傳導(dǎo)下，以一定時間步長動態(tài)演變含油飽和度的變化過程，能充分體現(xiàn)精細地質(zhì)模型對流體動態(tài)和流體特征的影響，達到精細描述注水開發(fā)過程中油藏高含水期剩余油在三維空間分布的目的。模擬注水效率圖：注水效率反映了注入水量與其驅(qū)出油量的關(guān)系，從另一側(cè)面反映出低效無效循環(huán)驅(qū)的嚴重程度，在注水效果圖上，越是靠近X軸，遠離Y軸的注水井，其注水效果越差，可以分析出注水效果較差的注水井。模擬注采分配因子圖：注采量化關(guān)系是通過油水井分配因子圖來顯示，它給出了水井注入水分配到周圍油井的量化關(guān)系，通過注采分配因子量化表反映注入井與采出井之間的分配量。注水效率圖注采分配因子圖一、流線模擬及其基本原理（4）流線數(shù)值模擬成果模擬三維優(yōu)勢流5二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（1）井組注采關(guān)系定量研究流線模擬再現(xiàn)了地下流體的歷史動態(tài)，流線顯示了流體從注水井流向采油井的方向和流量，準確地確定了注水井和采油井之間的注采分配情況。注水井I流向油井P的水量注水井的總注入量分配系數(shù)：分配系數(shù)是描述油井、水井以及邊界之間相互關(guān)系的重要參數(shù)，包括水井對油井的分配系數(shù)與油井對水井的分配系數(shù)。水井對油井的分配系數(shù)是指水井注入水量劈分到周邊各油井的多少：若水井I對某油井的分配系數(shù)越大，則說明水井I流入該油井方向的水量越多，若后期不采取措施，可能導(dǎo)致該油井過早水淹。以機理模型中注水井I6井為例，從圖中可以看出，I6井有大量的注入水流向P4、P5井，導(dǎo)致在P1、P2井方向上驅(qū)替效果較差，由含油飽和度分布圖也可以看出，I6井與P1、P2井之間還存有大量的剩余油。二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（1）井組注采關(guān)系定量6二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（1）井組注采關(guān)系定量研究流線模擬再現(xiàn)了地下流體的歷史動態(tài)，流線顯示了流體從注水井流向采油井的方向和流量，準確地確定了注水井和采油井之間的注采分配情況。同樣可以定義油井P對水井I的分配系數(shù)：若油井P對某水井分配系數(shù)越大，則說明油井P在該水井方向上驅(qū)替效果越好。注水井I對生產(chǎn)井P的產(chǎn)量貢獻值油井的總產(chǎn)量以油井P1為例，流線分布及分配系數(shù)餅狀圖如右圖所示?？梢钥闯?，注水井I1為P1油井貢獻了51%的產(chǎn)量，而注水井I6僅為P1井貢獻了8%的產(chǎn)量，導(dǎo)致剩余油在P1與I6井間較富集。二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（1）井組注采關(guān)系定量7二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（2）注水效率評價注水效率是指注水井注入水貢獻的產(chǎn)油量與注水量的比值，注入水貢獻的產(chǎn)油量由模擬器提供的分配系數(shù)與油井的日產(chǎn)油量計算得出。與m口油井相關(guān)聯(lián)的注水井I的注水效率如下：注水效率可以間接的反映出注水井目前的生產(chǎn)狀況，注水效率越大，說明注水井生產(chǎn)狀況越好，反之，越差。注水井I注入水驅(qū)替的產(chǎn)油量注水井I的注水量以注水井I6井為例，計算注水效率，P1、P2、P4、P5井對I6的分配系數(shù)如表所示。對于注水井I6，注水效率表明每注入100方水，約30方水留在地下對原油具有驅(qū)替作用，而其余70方水，從與其相連通的生產(chǎn)井產(chǎn)出，造成注入水的無效循環(huán)。二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（2）注水效率評價注水8二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（3）優(yōu)勢通道評價在模擬區(qū)內(nèi)，尋找優(yōu)勢層位和優(yōu)勢層位上的水流優(yōu)勢方向是模擬研究的一項重點工作。由于實際生產(chǎn)開發(fā)過程中，優(yōu)勢流場、優(yōu)勢層位、層位優(yōu)勢方向有著較強的關(guān)聯(lián)繼承性，所以對于模擬研究井數(shù)較多的油田，一般先選出優(yōu)勢流場區(qū)域，然后再從中選出優(yōu)勢層位，最后再確定優(yōu)勢層位上水流優(yōu)勢方向。應(yīng)用流線法數(shù)值模擬判斷地下流體的流動方向和區(qū)域。E2-2井是水驅(qū)注水井，從井間流場分布圖看：E2-2與E2-3井之間流線比較密集，是流體主要流動方向，兩井之間形成主要注采關(guān)系。

與油藏工程方法識別出的優(yōu)勢通道一致。油藏工程方法識別出的優(yōu)勢通道流線法識別出的優(yōu)勢通道二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（3）優(yōu)勢通道評價9二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（4）評價注水（氣）波及效果流線模擬法計算波及體積的原理與實際油藏生產(chǎn)過程中向油藏中注入示蹤劑，通過生產(chǎn)井產(chǎn)出示蹤劑的時間、濃度等特征計算注入流體波及體積的方法類似，該方法計算的是注入油藏中的蒸汽沿著流線的飛行時間（timeofflight），飛行時間的計算公式如下：

孔隙度，小數(shù)達西流速，m/ss為流動距離，m飛行時間越大，說明流體流過相同的孔隙體積，達西流速越小，即波及效果越差。注入井→采油井的飛行時間，間接的反映了注入流體波及體積的大小。采油井→注入的飛行時間，間接的反映了生產(chǎn)井泄油體積的大小。二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（4）評價注水（氣）波10三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用油田特高含水開發(fā)階段地下剩余油分布零散、油田開發(fā)矛盾突出三次采油精細水驅(qū)精細地質(zhì)模型流線數(shù)值模擬模擬結(jié)果分析分配系數(shù)注水效率=流線分布注入水貢獻的產(chǎn)油量注水量單井注水效率平均注水效率單井注水效率>平均值，增加注水量；單井注水效率<平均值，減小注水量；模擬一定時間該方法適用于油田開發(fā)初期的注水量調(diào)整，對于特高含水期，計算出的注水效率很小，不適合相互之間的比較。瞬時存水率=注水量-注水井貢獻的產(chǎn)水量注水量三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用油田特高含水開發(fā)階段地下11三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用★★★礦場應(yīng)用實例——以鄯善油田東II區(qū)為例

（1）通過歷史擬合得到目前開發(fā)條件下的流線分布；

（2）計算油水井分配系數(shù)；水井S5-19井流線分布及分配系數(shù)圖對于水井S5-19，除了1.1%的水量流向邊界，共有8口油井與S5-19井相連通，從餅狀圖上可以看出，油井S4-201、S5-181、S3-211為主要的受效井，其中S4-201受效程度最高，約占S5-19總注水量的三分之一。對于油井S4-201，從分配系數(shù)餅狀圖中可以看出，其產(chǎn)水量主要來自三口水井：S5-20、S5-19與S4-20，其中43.7%的產(chǎn)水量來自水井S4-20，分析可能是由于長期的水流沖刷，導(dǎo)致S4-20與S4-201之間形成了水流優(yōu)勢通道。油井S4-201井流線分布及分配系數(shù)圖三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用★★★礦場應(yīng)用實例—12三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用（2）計算油水井分配系數(shù)；東II區(qū)目前生產(chǎn)狀況下水井分配系數(shù)圖東II區(qū)目前生產(chǎn)狀況下油井分配系數(shù)圖（3）計算瞬時存水率——以S5-19井組為例；水井S5-19目前注水量為55.3m3/d，瞬時存水率為：★★★礦場應(yīng)用實例——以鄯善油田東II區(qū)為例三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用（2）計算油13三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用對于水井S5-19，瞬時存水率的意義為：每注入100m3水，大約有51m3的水留在地下，而另外49m3的水從與其相連通的油井產(chǎn)出。隨著時間的推移，注入水的突進速度越來越快，最終導(dǎo)致存水率下降，油井嚴重水淹。

計算了相同時刻下其它注水井的瞬時存水率，每個點代表一個注水井，四條實線將散點區(qū)分割為四個部分，斜率由大到小分別代表瞬時存水率為100%、75%、50%以及25%，并計算出全區(qū)的平均瞬時存水率為44.46%，如圖中虛線所示?！铩铩锏V場應(yīng)用實例——以鄯善油田東II區(qū)為例（3）計算瞬時存水率——以S5-19井組為例；三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用對于水井S5-19，瞬時14三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用（4）注水量精細調(diào)整；以全區(qū)平均瞬時存水率為界，增加高存水率井的注水量，同時降低低存水率井的注水量，從而實現(xiàn)區(qū)塊平均存水率的提高，改善地下無效水循環(huán)狀況。調(diào)整后的水井配注量計算公式如下：

考慮到實際生產(chǎn)條件的限制，對注水量調(diào)整的幅度進行約束，設(shè)置權(quán)重系數(shù)Wmin=-0.5，Wmax=0.5，主要為了使注水量的調(diào)整幅度不超過原始注水量的50%。目前工區(qū)注水井的瞬時存水率最大為Rmax=87.45%，最小為Rmin=10.86%，α為優(yōu)化指數(shù)。不同優(yōu)化指數(shù)下的權(quán)重系數(shù)采取α=2對權(quán)重系數(shù)進行計算，從而實現(xiàn)對靠近平均瞬時存水率的井進行注水量的小幅度調(diào)整，而對遠離平均瞬時存水率的井進行注水量的較大幅度調(diào)整。約束系數(shù)——為了保證優(yōu)化前后的區(qū)塊總注水量一致★★★礦場應(yīng)用實例——以鄯善油田東II區(qū)為例三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用（4）注水量15三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用（5）開發(fā)效果對比；部分水井優(yōu)化前后注水量對比優(yōu)化前后產(chǎn)量對比曲線累積增油1.1×10tt優(yōu)化前優(yōu)化后

優(yōu)化前，由于S4-20與S4-201之間可能存在優(yōu)勢通道，導(dǎo)致注入水大量流向S4-201井；優(yōu)化后，使得S4-20井的注入水在S4-201井與S4-21井的分配量變得均勻。流線分布也表明，注水量優(yōu)化后，注入水相比于優(yōu)化前具有更大的波及體積?！铩铩锏V場應(yīng)用實例——以鄯善油田東II區(qū)為例三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用（5）開發(fā)效16四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用優(yōu)化注水效率的技術(shù)思路②注水效率精細地質(zhì)模型流線數(shù)值模擬模擬結(jié)果分析分配系數(shù)注水效率=流線分布注入水貢獻的產(chǎn)油量注水量單井注水效率平均注水效率單井注水效率>平均值，增加注水量；單井注水效率<平均值，減小注水量；

模擬一定時間注水井以生產(chǎn)井為中心，分別計算與該生產(chǎn)井相關(guān)聯(lián)注水井對其的分配系數(shù)，將分配系數(shù)與注水量的調(diào)整量作積，累加求和后作為油井產(chǎn)液量的調(diào)整量。產(chǎn)油井四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用優(yōu)化注水效率的技術(shù)思路②注17四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用礦場應(yīng)用實例①區(qū)塊概況：H3區(qū)塊為一斷塊構(gòu)造油藏，目前擁有油井7口，水井6口。目前區(qū)塊日產(chǎn)液492方，日注水504方，累積注采比1.06，采出程度28.4%，而綜合含水已達68.3%。數(shù)值模擬結(jié)果表明，由于地下無效水循環(huán)比較嚴重，導(dǎo)致主流線方向上水洗程度較高，而非主流線上還有大量剩余油分布，迅速增長的含水率，使得注水效率較低。②目前流線分布：四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用礦場應(yīng)用實例①區(qū)塊概況：H18四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用礦場應(yīng)用實例③計算目前生產(chǎn)狀況下注水井的注水效率：注水井注水量（m3/d）貢獻產(chǎn)油量（m3/d）注水效率（%）HI18718.2520.98HI212030.5425.45HI36523.2835.82HI49427.1328.86HI54829.8462.17HI69029.1232.36區(qū)塊50415831.35平均注水效率：④注水井注水量優(yōu)化：本文采取α=2對權(quán)重系數(shù)進行計算，主要是為了對靠近平均注水效率的井進行注水量的小幅度調(diào)整，而對遠離平均注水效率的井進行注水量的較大幅度調(diào)整。注水井e（%）（m3/d）（m3/d）HI120.98-0.50008743.50HI225.45-0.1619120100.58HI335.820.01056565.68HI428.86-0.02889491.29HI562.170.50004872.00HI632.360.00059090.05合計--504463.1四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用礦場應(yīng)用實例③計算目前生產(chǎn)19四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用⑤產(chǎn)油井產(chǎn)液量優(yōu)化：在注水井注水量優(yōu)化結(jié)果的基礎(chǔ)上，對生產(chǎn)井產(chǎn)液量進行優(yōu)化生產(chǎn)井（m3/d）與生產(chǎn)井相關(guān)聯(lián)的注水井（m3/d）（m3/d）（m3/d）HP1105HI10.532-43.5-23.1472.77HI20.468-19.42-9.09HP254HI20.358-19.42-6.9547.48HI30.6420.680.44HP360HI10.417-43.5-18.1435.69HI20.275-19.42-5.34HI40.308-2.71-0.83HP4100HI20.379-19.42-7.3691.54HI30.1720.680.12HI40.449-2.71-1.22HP542HI30.320.680.2243.71HI40.555-2.71-1.50HI50.125243.00HP684HI40.349-2.71-0.9587.97HI50.204244.90HI60.4470.050.02HP747HI50.278246.6753.71HI60.7220.050.04合計492----432.87礦場應(yīng)用實例四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用⑤產(chǎn)油井產(chǎn)液量優(yōu)化：生產(chǎn)井20四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用礦場應(yīng)用實例⑥開發(fā)效果對比：為了對比優(yōu)化注采量前后的開發(fā)效果，須保證優(yōu)化前后總注水量與總產(chǎn)液量一定，因此，分別定義注水井約束系數(shù)、生產(chǎn)井約束系數(shù)，約束后的新注水量與新產(chǎn)液量如下：新注水量新產(chǎn)液量使用約束后的新注水量與新產(chǎn)液量模擬生產(chǎn)1年，預(yù)測開發(fā)效果的變化，并計算1年后各注水井的注水效率與全區(qū)平均注水效率，重復(fù)以上步驟，對注水量及產(chǎn)液量進行不斷優(yōu)化。以H3區(qū)塊為例，設(shè)置優(yōu)化周期為1年，注水量及產(chǎn)液量的優(yōu)化結(jié)果柱狀圖。新注水量新產(chǎn)液量四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用礦場應(yīng)用實例⑥開發(fā)效果對比21四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用礦場應(yīng)用實例⑥開發(fā)效果對比：可以看出，每優(yōu)化一次，日產(chǎn)油量均有不同幅度的增加，對應(yīng)含水率曲線有所下降。模擬結(jié)果表明，優(yōu)化3年后，累積增油1.24×104m3，優(yōu)化注采量后的注水效率比為未進行注采量優(yōu)化的注水效率高3.2%。說明以上方法通過優(yōu)化注水量與產(chǎn)液量，可以提高注水效率，改善開發(fā)效果。四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用礦場應(yīng)用實例⑥開發(fā)效果對比222016年9月18日流線模擬及其在油氣田開發(fā)中的應(yīng)用2016年9月18日流線模擬及其在油氣田開發(fā)中的應(yīng)用23匯報提綱一、流線模擬及其基本原理二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用匯報提綱一、流線模擬及其基本原理24一、流線模擬及其基本原理（1）流線數(shù)值模擬原理流線數(shù)值模擬以流線理論為基礎(chǔ)，流線是瞬時的，在任一時間點，可以沿速度方向追蹤出一條確定的流線軌跡。流線模擬法相比于傳統(tǒng)的有限差分方法，具有計算速度快、網(wǎng)格容量大的優(yōu)點，在處理大型油田精細模型歷史擬合方面具有獨特的優(yōu)勢。有限差分法流體流動路徑流線法流體流動路徑在有限差分法模擬中，流體沿網(wǎng)格流動，而在流線模擬中流體沿壓力降方向流動，因此流線能形象的顯示任一時刻下流體的運動軌跡，進而為研究非均質(zhì)油藏條件下，流體的滲流與分布規(guī)律提供依據(jù)。流線模擬的基本思路：一、流線模擬及其基本原理（1）流線數(shù)值模擬原理流線數(shù)值模擬以25一、流線模擬及其基本原理（2）流線數(shù)值模擬的特點較快的計算速度能直觀形象的表征流線在質(zhì)點間的流動易于應(yīng)用于較復(fù)雜的地質(zhì)模型易于描述整個區(qū)域模型有助于實現(xiàn)自動歷史擬合能得到較精確的解（3）流線數(shù)值模擬的優(yōu)勢流線模擬技術(shù)的顯著優(yōu)勢是易于直觀顯示泄油面積、配產(chǎn)系數(shù)和注水井采油井關(guān)系，易于定量表示注入收益。這種直觀圖對優(yōu)化水驅(qū)與氣驅(qū)特別有用。流線是從注水井到采油井，根據(jù)油井總產(chǎn)量分配，總結(jié)一個具有采油井、注水井井對的流動圖和流量，計算分配系數(shù)。一、流線模擬及其基本原理（2）流線數(shù)值模擬的特點較快的計算速26一、流線模擬及其基本原理（4）流線數(shù)值模擬成果模擬三維優(yōu)勢流場分布圖：流場是通過流線體現(xiàn)出來的，流線越密，表明流場越強。從流線波及區(qū)域可識別流體運動所經(jīng)過的區(qū)域。優(yōu)勢流場是局部多孔介質(zhì)體內(nèi)流場的強度明顯優(yōu)于與之體積相當?shù)泥徑橘|(zhì)體內(nèi)的流場強度。模擬三維剩余油飽和度：用三維流線模型模擬剩余油飽和度分布圖，在眾多時間飛片的一維傳導(dǎo)下，以一定時間步長動態(tài)演變含油飽和度的變化過程，能充分體現(xiàn)精細地質(zhì)模型對流體動態(tài)和流體特征的影響，達到精細描述注水開發(fā)過程中油藏高含水期剩余油在三維空間分布的目的。模擬注水效率圖：注水效率反映了注入水量與其驅(qū)出油量的關(guān)系，從另一側(cè)面反映出低效無效循環(huán)驅(qū)的嚴重程度，在注水效果圖上，越是靠近X軸，遠離Y軸的注水井，其注水效果越差，可以分析出注水效果較差的注水井。模擬注采分配因子圖：注采量化關(guān)系是通過油水井分配因子圖來顯示，它給出了水井注入水分配到周圍油井的量化關(guān)系，通過注采分配因子量化表反映注入井與采出井之間的分配量。注水效率圖注采分配因子圖一、流線模擬及其基本原理（4）流線數(shù)值模擬成果模擬三維優(yōu)勢流27二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（1）井組注采關(guān)系定量研究流線模擬再現(xiàn)了地下流體的歷史動態(tài)，流線顯示了流體從注水井流向采油井的方向和流量，準確地確定了注水井和采油井之間的注采分配情況。注水井I流向油井P的水量注水井的總注入量分配系數(shù)：分配系數(shù)是描述油井、水井以及邊界之間相互關(guān)系的重要參數(shù)，包括水井對油井的分配系數(shù)與油井對水井的分配系數(shù)。水井對油井的分配系數(shù)是指水井注入水量劈分到周邊各油井的多少：若水井I對某油井的分配系數(shù)越大，則說明水井I流入該油井方向的水量越多，若后期不采取措施，可能導(dǎo)致該油井過早水淹。以機理模型中注水井I6井為例，從圖中可以看出，I6井有大量的注入水流向P4、P5井，導(dǎo)致在P1、P2井方向上驅(qū)替效果較差，由含油飽和度分布圖也可以看出，I6井與P1、P2井之間還存有大量的剩余油。二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（1）井組注采關(guān)系定量28二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（1）井組注采關(guān)系定量研究流線模擬再現(xiàn)了地下流體的歷史動態(tài)，流線顯示了流體從注水井流向采油井的方向和流量，準確地確定了注水井和采油井之間的注采分配情況。同樣可以定義油井P對水井I的分配系數(shù)：若油井P對某水井分配系數(shù)越大，則說明油井P在該水井方向上驅(qū)替效果越好。注水井I對生產(chǎn)井P的產(chǎn)量貢獻值油井的總產(chǎn)量以油井P1為例，流線分布及分配系數(shù)餅狀圖如右圖所示。可以看出，注水井I1為P1油井貢獻了51%的產(chǎn)量，而注水井I6僅為P1井貢獻了8%的產(chǎn)量，導(dǎo)致剩余油在P1與I6井間較富集。二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（1）井組注采關(guān)系定量29二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（2）注水效率評價注水效率是指注水井注入水貢獻的產(chǎn)油量與注水量的比值，注入水貢獻的產(chǎn)油量由模擬器提供的分配系數(shù)與油井的日產(chǎn)油量計算得出。與m口油井相關(guān)聯(lián)的注水井I的注水效率如下：注水效率可以間接的反映出注水井目前的生產(chǎn)狀況，注水效率越大，說明注水井生產(chǎn)狀況越好，反之，越差。注水井I注入水驅(qū)替的產(chǎn)油量注水井I的注水量以注水井I6井為例，計算注水效率，P1、P2、P4、P5井對I6的分配系數(shù)如表所示。對于注水井I6，注水效率表明每注入100方水，約30方水留在地下對原油具有驅(qū)替作用，而其余70方水，從與其相連通的生產(chǎn)井產(chǎn)出，造成注入水的無效循環(huán)。二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（2）注水效率評價注水30二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（3）優(yōu)勢通道評價在模擬區(qū)內(nèi)，尋找優(yōu)勢層位和優(yōu)勢層位上的水流優(yōu)勢方向是模擬研究的一項重點工作。由于實際生產(chǎn)開發(fā)過程中，優(yōu)勢流場、優(yōu)勢層位、層位優(yōu)勢方向有著較強的關(guān)聯(lián)繼承性，所以對于模擬研究井數(shù)較多的油田，一般先選出優(yōu)勢流場區(qū)域，然后再從中選出優(yōu)勢層位，最后再確定優(yōu)勢層位上水流優(yōu)勢方向。應(yīng)用流線法數(shù)值模擬判斷地下流體的流動方向和區(qū)域。E2-2井是水驅(qū)注水井，從井間流場分布圖看：E2-2與E2-3井之間流線比較密集，是流體主要流動方向，兩井之間形成主要注采關(guān)系。

與油藏工程方法識別出的優(yōu)勢通道一致。油藏工程方法識別出的優(yōu)勢通道流線法識別出的優(yōu)勢通道二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（3）優(yōu)勢通道評價31二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（4）評價注水（氣）波及效果流線模擬法計算波及體積的原理與實際油藏生產(chǎn)過程中向油藏中注入示蹤劑，通過生產(chǎn)井產(chǎn)出示蹤劑的時間、濃度等特征計算注入流體波及體積的方法類似，該方法計算的是注入油藏中的蒸汽沿著流線的飛行時間（timeofflight），飛行時間的計算公式如下：

孔隙度，小數(shù)達西流速，m/ss為流動距離，m飛行時間越大，說明流體流過相同的孔隙體積，達西流速越小，即波及效果越差。注入井→采油井的飛行時間，間接的反映了注入流體波及體積的大小。采油井→注入的飛行時間，間接的反映了生產(chǎn)井泄油體積的大小。二、流線模擬在注水開發(fā)效果評價中的應(yīng)用（4）評價注水（氣）波32三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用油田特高含水開發(fā)階段地下剩余油分布零散、油田開發(fā)矛盾突出三次采油精細水驅(qū)精細地質(zhì)模型流線數(shù)值模擬模擬結(jié)果分析分配系數(shù)注水效率=流線分布注入水貢獻的產(chǎn)油量注水量單井注水效率平均注水效率單井注水效率>平均值，增加注水量；單井注水效率<平均值，減小注水量；模擬一定時間該方法適用于油田開發(fā)初期的注水量調(diào)整，對于特高含水期，計算出的注水效率很小，不適合相互之間的比較。瞬時存水率=注水量-注水井貢獻的產(chǎn)水量注水量三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用油田特高含水開發(fā)階段地下33三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用★★★礦場應(yīng)用實例——以鄯善油田東II區(qū)為例

（1）通過歷史擬合得到目前開發(fā)條件下的流線分布；

（2）計算油水井分配系數(shù)；水井S5-19井流線分布及分配系數(shù)圖對于水井S5-19，除了1.1%的水量流向邊界，共有8口油井與S5-19井相連通，從餅狀圖上可以看出，油井S4-201、S5-181、S3-211為主要的受效井，其中S4-201受效程度最高，約占S5-19總注水量的三分之一。對于油井S4-201，從分配系數(shù)餅狀圖中可以看出，其產(chǎn)水量主要來自三口水井：S5-20、S5-19與S4-20，其中43.7%的產(chǎn)水量來自水井S4-20，分析可能是由于長期的水流沖刷，導(dǎo)致S4-20與S4-201之間形成了水流優(yōu)勢通道。油井S4-201井流線分布及分配系數(shù)圖三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用★★★礦場應(yīng)用實例—34三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用（2）計算油水井分配系數(shù)；東II區(qū)目前生產(chǎn)狀況下水井分配系數(shù)圖東II區(qū)目前生產(chǎn)狀況下油井分配系數(shù)圖（3）計算瞬時存水率——以S5-19井組為例；水井S5-19目前注水量為55.3m3/d，瞬時存水率為：★★★礦場應(yīng)用實例——以鄯善油田東II區(qū)為例三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用（2）計算油35三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用對于水井S5-19，瞬時存水率的意義為：每注入100m3水，大約有51m3的水留在地下，而另外49m3的水從與其相連通的油井產(chǎn)出。隨著時間的推移，注入水的突進速度越來越快，最終導(dǎo)致存水率下降，油井嚴重水淹。

計算了相同時刻下其它注水井的瞬時存水率，每個點代表一個注水井，四條實線將散點區(qū)分割為四個部分，斜率由大到小分別代表瞬時存水率為100%、75%、50%以及25%，并計算出全區(qū)的平均瞬時存水率為44.46%，如圖中虛線所示?！铩铩锏V場應(yīng)用實例——以鄯善油田東II區(qū)為例（3）計算瞬時存水率——以S5-19井組為例；三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用對于水井S5-19，瞬時36三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用（4）注水量精細調(diào)整；以全區(qū)平均瞬時存水率為界，增加高存水率井的注水量，同時降低低存水率井的注水量，從而實現(xiàn)區(qū)塊平均存水率的提高，改善地下無效水循環(huán)狀況。調(diào)整后的水井配注量計算公式如下：

考慮到實際生產(chǎn)條件的限制，對注水量調(diào)整的幅度進行約束，設(shè)置權(quán)重系數(shù)Wmin=-0.5，Wmax=0.5，主要為了使注水量的調(diào)整幅度不超過原始注水量的50%。目前工區(qū)注水井的瞬時存水率最大為Rmax=87.45%，最小為Rmin=10.86%，α為優(yōu)化指數(shù)。不同優(yōu)化指數(shù)下的權(quán)重系數(shù)采取α=2對權(quán)重系數(shù)進行計算，從而實現(xiàn)對靠近平均瞬時存水率的井進行注水量的小幅度調(diào)整，而對遠離平均瞬時存水率的井進行注水量的較大幅度調(diào)整。約束系數(shù)——為了保證優(yōu)化前后的區(qū)塊總注水量一致★★★礦場應(yīng)用實例——以鄯善油田東II區(qū)為例三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用（4）注水量37三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用（5）開發(fā)效果對比；部分水井優(yōu)化前后注水量對比優(yōu)化前后產(chǎn)量對比曲線累積增油1.1×10tt優(yōu)化前優(yōu)化后

優(yōu)化前，由于S4-20與S4-201之間可能存在優(yōu)勢通道，導(dǎo)致注入水大量流向S4-201井；優(yōu)化后，使得S4-20井的注入水在S4-201井與S4-21井的分配量變得均勻。流線分布也表明，注水量優(yōu)化后，注入水相比于優(yōu)化前具有更大的波及體積?！铩铩锏V場應(yīng)用實例——以鄯善油田東II區(qū)為例三、流線模擬在注水井精細配注中的應(yīng)用（5）開發(fā)效38四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用優(yōu)化注水效率的技術(shù)思路②注水效率精細地質(zhì)模型流線數(shù)值模擬模擬結(jié)果分析分配系數(shù)注水效率=流線分布注入水貢獻的產(chǎn)油量注水量單井注水效率平均注水效率單井注水效率>平均值，增加注水量；單井注水效率<平均值，減小注水量；

模擬一定時間注水井以生產(chǎn)井為中心，分別計算與該生產(chǎn)井相關(guān)聯(lián)注水井對其的分配系數(shù)，將分配系數(shù)與注水量的調(diào)整量作積，累加求和后作為油井產(chǎn)液量的調(diào)整量。產(chǎn)油井四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用優(yōu)化注水效率的技術(shù)思路②注39四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用礦場應(yīng)用實例①區(qū)塊概況：H3區(qū)塊為一斷塊構(gòu)造油藏，目前擁有油井7口，水井6口。目前區(qū)塊日產(chǎn)液492方，日注水504方，累積注采比1.06，采出程度28.4%，而綜合含水已達68.3%。數(shù)值模擬結(jié)果表明，由于地下無效水循環(huán)比較嚴重，導(dǎo)致主流線方向上水洗程度較高，而非主流線上還有大量剩余油分布，迅速增長的含水率，使得注水效率較低。②目前流線分布：四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用礦場應(yīng)用實例①區(qū)塊概況：H40四、流線模擬在注水效率優(yōu)化中的應(yīng)用礦場應(yīng)用實例③計算目前生產(chǎn)狀況下注水井的注水效率：注水井注水量（m3/d）貢獻產(chǎn)油量（m3/d）注水效率（%）HI18718.2520.98HI212030.5425.45HI36523.2835.82HI49427.1328.86HI54829.8462.17HI69029.1232.36區(qū)塊50415831.35平均注水效率：④注水井注水量優(yōu)化：本文采取α=2對權(quán)重系數(shù)進行計算，主要是為了對靠近平均注水