油田采油和注水对油井动态的影响分析

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[摘要]当代社会，各方面工作对石油的需求量都比较大。油田采油施工过中存在许多技术难点，处理方式如果不得当，会影响施工进程以及采油工作的质量。本文使用弹性理论以及地下流体的动力学理论，假设出理想水平层状的含油层模型，对油田采油及注水对油井的动态影响进行简要分析。

[关键词]油井采油 油井注水 油井动态影响

[中图分类号] TE35 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-8-8-2

近年来，在实际观测过程中我们发现，油田采油以及注水工作会对油井动态产生一定的影响。想要从油井动态的观测资料中选取出地震的信息，就必须要全方位排除掉其余问题的干扰。本文通过建立数学的模拟表达式，根据表达式自身的简化解，对采油以及注水工作对油井动态变化定性及定量之间的关系进行了简要分析。

1油层介质受边界应力的影响

假设沿着Z轴的方向，存在一个集中的作用力，标记为Q，作用点位于坐标的原点上，并且弹性半空间的介质当中存在一个坐标系，当中含有

我们根据公式叠加原理，便可以求出，如果处于正方形的区域内部，荷载情况在笛卡尔坐标系中的标记就应为：

从这一系列方程式中我们可以发现，应力的传递衰减速度和荷载自身面积有着明显的联系，并且与自身距离地面的深度相关联。当深度增大时，应力则会对应衰减。在极特殊情况下，荷载的面积会与应力成正比，荷载面积如果无线增大，则应力自身衰减系数为0。

2油田采油及注水对油井动态影响在数学表达式方面的分析

注水的本质就是为了让油田可以长期采用并且达到一个增产的目的。但是在注水的过程中会引起油层应力的变化，从而影响到油井动态，所以注水属于油井动态观测当中比较重要的一种干扰因素。因为油田所在地区的地质结构比较复杂，所以含油层及含水层二者的分布状况也比较复杂。本文将一切基于理想的基础上，假设含油层以及隔离层都是可以向四周无限延伸水平层。并且每层都是比较理想的同性均匀介质。封闭含油层当中存在一个完整井。当研究中仅考虑垂直向压缩的时候，水平坐标可以视为常量，含油层自身的孔隙以及流体可以视为变量，方程可简化为：

我们可以假设含油层的固体骨架完全满足虎克定律，对含油层单位面积当中的体积变化进行分析，含油层在受到外力作用的时候，体积会发生变化，并且骨架的固体颗粒可以忽略不计，所以公式可以简化为：

之后假设含油层当中流体是可以压缩的，并且在压缩过后可以满足虎克定律，那么流体密度计承受压强之间的关系就可以定为dp=pβdp，当中β可以视为流体压缩系数，总结公式我们可以发现

之后按照Terzaghi以及Skempton理论，在单位面积之上油层覆盖底层总压力与流体压力之间存在一定关系，表达式中，单位面积之内的固体颗粒之间接触面积和单位面积的内流体之和颗粒的接触面积存在相关性，而且实际工作中，m数值较小，通过流体力学的理论我们可以发现，水头和动力压强之间存在

的联系，因为流体自身压力系数比较小，并且单位质量动能小，所以我们可以忽略水流速带动的动能效应，所以可以将方程简化为

这一方程中，左二要比左一小很多，所以可以忽略，分析各项之间的同性符合达西定律我们可以发现 。

之后便可以对这部分方程进行求解计算，经最终计算得出异层应力影响油井压力的公式为：

3油田采油及注水对油井动态的影响分析

（1）通过分析上述公式我们可以发现，在油层内部压力受到注水以及采油工作的影响而发生变化的时候，含油层和含水层二者之间隔离层中的这种压力将会有所衰减，衰减掉的一部分将会转换成水平分力，并且其余部分将会直接传输到含水层和隔离层之间接触面上。因为内接触面上方的压力属于含油层的固体骨架和含油层内部流体二者一起承担的一种压力，整体压力中的小部分压力会由于骨架的弹性形变而消散，但是大部分的压力还是要由孔隙压力承受。当孔隙压力发生变化的时候，油井动态便会发生变化。同时，压力的变化直接导致含油层当中压力没有了应有的平衡，所以想要做到新一轮的平衡，必须要控制含油层当中的流体渗流程度，并且这种渗流现象将会随着erf的平方值发生一定变化，而且与液面降和时间成正比。

（2）异层采油以及注水工作将会对异层的应力产生较大的影响，影响程度的大小与采油工作以及注水工作产生的压力具有直接的联系，当压力逐渐增大时，对异层的影响也会增大，当其余的条件不发生改变的时候，这二者之间的关系是成正比的。异层采油以及注水工作对于封闭的含油层当中应力影响和含油层本身介质参数存在一定关系，笔者经研究对比发展，这种关系并不是一种简单的现行关系，而是一种相对来来说比较复杂的非线性关系。

4结束语

随着时展节奏的加快，人们对石油的需求量不断增大。并且近年来我国受到地震的影响比较严重，经研究表明，油井动态与地震预测之间存在着明显的联系，所以对油井动态进行研究十分重要。笔者通过总结自身工作经验，使用公式计算的方式，假设一切为理想状态，从对油田采油和注水工作对油井动态的影响进行了简要分析。计算出的数值与实际工作中的相关数值之间必定会存在一定的差距，但是总体结论方面不会发生较大的偏差，希望推算出的表达式可以为我国油井观测工作提供一份工作参考。

参考文献

[1]刘元生，张昭栋，李继训，尹志清，周 斌.油田采油和注水对油井动态的影响[J].西北地震学报，2012，22（04）：111-113.

[2]代燕.试论油田采油和注水对油井动态的影响[J].中国石油和化工标准与质量，2011，11（22）：222-224.

[3]张昭栋，刘元生.油田注水和采油的压力变化对承压水位的影响[J].华北地震科学，2012，3（57）：62-63.

[4]黄文煌.水力学[M].北京：人民教育出版社，2011.