水侵

石油鑽井名詞。鑽進高壓水層時,高壓水侵入井筒,造成泥漿稀釋的現象。水侵嚴重,能引起井塌或噴水事故。

基本介紹

• 中文名：水侵
• 外文名：water cut
• 學科：石油地質學

基本介紹

含水岩層稱為含水層，幾乎包圍在所有油氣藏的周圍。這些含水層可能比與其相鄰的油藏或氣藏大很多，近於無限大。也可能非常小以至於它們對油藏動態的影響可以忽略。

當油藏流體被開採出來，油藏壓力下降，在油藏和周圍的含水層之間產生壓差。遵循孔隙介質中流體流動的基本規律，含水層通過原始油水界面侵入。在某些情況下，水侵的發生是由於水動力條件和露頭處地面水對地層的補給。在許多情況下，含水層的孔隙體積比油藏本身的孔隙體積小。因此，相對於整個能量系統和油藏體積動態，含水層水的膨脹可以忽略。在這種情況下，水侵的影響可以忽略。另外一種情況，含水層的滲透率非常低以至於水侵入油藏需要很大的壓力差，在這種情況下，水侵的影響也可以忽略。

分類

許多油氣藏都是水驅開發。為了區分於人工水驅，通常把這類水驅稱為天然水驅。油藏的油氣開發以及隨之產生的壓力降促使含水層回響以補償壓力遞減。回響的形式是水侵，這歸因於：(1)含水層中水的膨脹；(2)含水層岩石的壓縮性；(3)構造上含水層露頭高於油氣層時的自流。

油層一含水層系統的劃分基於下面的基本描述。

壓力的保持程度

根據含水層使油藏壓力保持的程度，天然水驅通常定性地描述為：(1)活躍水驅；(2)部分水驅；(3)有限水驅。

活躍水驅是指水侵量等於油藏的總開採量的水侵機理。活躍水驅油藏的基本特點是油藏壓力遞減緩慢。如果在任意長的時間間隔內產量和油藏壓力保持合理的恆定，油藏的消耗量一定等於水侵量：

【水侵量】=【油流量】+【自由氣流量】+[水的產量】

外邊界條件

含水層可分為無限邊界或有限邊界。在地質學上，所有地層都是有限的，但如果油水接觸面的壓力變化影響不到含水層邊界，那么含水層可看做無限。一些含水層露頭，由於地表補充而表現為無邊界作用。一般情況下，外邊界控制含水層的動態，劃分如下。

無限體系是指油水界面壓力的變化影響不到外邊界。外邊界壓力恆定且等於原始油藏壓力。

有限體系是指含水層的外邊界受水侵入油層的影響，且外邊界的壓力隨時間變化。

流動形態

水侵入油藏有三種基本流動形態。如第l章所描述的，這些流動形態是：(1)穩定

流；(2)擬穩定流；(3)不穩定流。

流動的幾何形態

根據流動的幾何形態，油層一含水層體系可劃分為：(1)邊水驅動；(2)底水驅動；(3)線性水驅。

邊水驅動，由於油氣開發和油層一含水層邊界壓力降低，水流入油藏的側翼。該流動基本是徑向的且垂直方向的流動可以忽略。邊水驅動底水驅動線性水驅。

識別

通常，在油藏的勘探和開發期間，關於含水層的出現和特點的信息很少能夠得到，而該含水層在衰竭期能夠為水侵提供來源。天然水驅可以根據附近正在開發的油藏類推得到，早期的油藏動態也能夠提供線索。隨著累計采出量的增加油藏壓力遞減速度比較低且逐漸減小表明有流體侵入。油藏壓力每變化1psi的地面采出量的連續計算能夠補充動態曲線。如果油藏界限沒有根據開發乾井界定出來，水侵有可能來自油藏的未開發區域。如果油藏壓力低於油的飽和壓力，生產氣油比GOR增加速度緩慢也表示有水侵。

邊井早期產水表示有水侵。該結論必須排除早期產水是由於地層裂縫、高滲透薄夾層、有限含水層錐進引起的可能性。產水可能由於套管漏失。

根據油藏壓力連續測量值，利用物質平衡法並假設沒有水侵，計算的原始石油地質儲量是不斷增加的，也表明有水侵。

模型

對於油藏工程，這一部分與其他部分相比有更多的不確定。這主要是因為人們很少把井鑽在水層來獲得有關孔隙度、滲透率、厚度以及流體特性等必需的信息。而這些特性通常根據油藏中已經掌握的信息推斷而來。更加不確定的是含水層自身的幾何形態和面積的連續性。

已經建立了許多計算水侵的模型，這些模型以描述含水層特性的假設為基礎。由於含水層自身特性的不確定性，所有模型都需要用油藏歷史動態數據計算代表含水層特性參數的常數，因為這些參數很少能從勘探和開發鑽井中得到，而且精確度不高不能直接套用。物質平衡方程可用於確定歷史水侵，假設原始石油地質儲量可根據孔隙體積推算。據此可計算水侵方程中的常數，並可以預測未來水侵速度。