关于科学进行油田开发动态分析预测的辩证思考

摘要：油田开发动态分析预测是油田开发过程中最重要的认识活动，它是油田地质特征和开发动态的重新认识；也是油田开发过程中最重要的实践活动，它是油田后期采取相应措施提高采收率的先期实践。因此，在油田开发艰巨、严密而且长期的建造过程中，对动态分析预测所作的辩证思考将具有更加具体和现实的意义。本文首先从研究内容、时空属性、哲学体现三个方面对动态分析预测形成了基本认识，进而对动态分析预测的规律、矛盾和方法进行了重点的辩证思考，这些辩证的认识将在一定程度上对动态分析预测的发展起到积极的理论指导作用。

关键词：油田开发；动态分析；预测；辩证；规律；矛盾；方法

DIALECTICAL CONSIDERATION OF DYNAMIC ANALYSIS

AND PREDICTION ON OILFIELD DEVELOPMENT

Qin Fei ，Ma Wei-jun，Zhang Lei，Li Wei-cai (Facuty of resources，University of Geology，Wuhan 430074，China )

Abstract：Dynamic analysis and prediction is the most important activity of cognition in the process of oilfield development, because it’s rediscovery to geologic characteristic and exploitation performance; and the most important activity of practice as well, because it’s pre-practice to enhance oil recovery later,relevant steps provided. In one word, philosophical consideration from dynamic analysis and prediction will have more idiographic and practical significance in the arduous and strict and secular process of construction on oilfield development.This paper first put forward to basic cognition of dynamic analysis and prediction from research content, spatio-temporal attribute, to philosophical instantiation,then put a dialectical sight to law,contradiction, means of that ,which willl provide a positive theoretical direction for dynamic analysis and prediction to a certain extent .

Key words：Oilfield development; dynamic analysis; prediction; philosophy; law; contradiction; means

1 动态分析预测的基本认识 1.1动态分析预测的研究内容

油田的开发动态分析预测调整一般是油田在投产后，出现了极不正常的生产情况（如注不进水、采不出油、含水飙升等），或目前生产状况与前期预测相差甚远，或地下地质情况得到了新的重大认识后重新估计油田潜力，也就是开发方案必须进行适当调整时，对目前油田整体开发情况的全面分析和后期油田在措施影响下的开发前景的初步预测。油田在正常生产情况下也进行动态分析预测，只是此时侧重于目前生产条件下对开发前景的初步估计。在这一工程活动中，工程人员须遵循历史、现状、原因、潜力、对策的主线，一步步落实好每一环节。透过这条主线可知，油田开发动态分析预测整体上其实是一个现象与本质相互关联、理论与实践紧密结合的过程。其基本内容包括生产历史的整体把握、开发现状的全面评价、各种原因的详细分析、产油潜力的重点挖掘、增产对策的特别提出。生产历史是认识基础，力求继承的发展；开发现状是观察现象，力求调查的全面；原因分析是探索本质，力求内外的兼顾；产油潜力是建立理论，力求理论的完备；增产对策是具体实践，力求措施的可行。具体到每一小的环节，都蕴含了非常重大的哲学命题，即“认识来源于实践”、“透过现象看本质”、“理论指导实践”。 1.2动态分析预测的时空属性

认识和实践是油田开发过程中的两条主线。对于动态分析及预测，认识和实践又具有独特的时空属性。从时间属性而言：当前阶段，动态分析是对生产历史的再认识和生产现状的全面评价认识过程；动态预测是相关措施的提出制定和对应生产前景的初步估计的实践过程。整体阶段，动态分析是在前期生产动态监测及评价上的进一步探索的实践过程；动态预

测是对油田后期无措施状态下的纯潜力和有措施状态下的准潜力的综合认识过程。 从空间属性而言，整个油田开发的过程中必然存在一个地面情况、地下情况以及地面地下生产力的相互转换问题。地面的生产资料、措施以及上产的主观期望等是已知的，地下的油水关系、地质状况和剩余油分布是未知的。这里反映了认识的可知性和不可知性问题。油水井的工作制度、职工的工作热情、高效的服务管理体系等是地面的可控生产力；地层压力的保持水平、注入水驱替波及程度等都是地下不可控生产力。这里反映了实践的可行性和不可行性问题。如何通过已知去推导和预测不可知，或者通过已知解决掉相对不可知；如何将可控生产力和不可控生产力转化为油田的直接生产力，或者将不可控生产力转化为可控生产力，将是油田开发工程中的关键问题，也是油田动态分析预测的主要任务。 1.3动态分析预测的哲学体现 （1）“三元论”的直接体现

“三元论”体现了在“工程哲学”层面从科学、技术、工程“三元”结合的角度来界定工程。其中，科学以发现为核心，技术以发明为核心，工程以建造为核心。油田开发工程哲学是‘工程哲学’的一个子系统，凡工程哲学研究的概念、范畴、定义、原理等等同样适用于指导油田开发工程哲学的研究[2]。动态分析预测作为油田开发的重要内容，同样也是“三元论”直接体现。动态分析预测要充分考虑阶段前后的地质情况，这里涉及到“地下地质学”和“开发地质学”等与开发结合紧密的地质科学；动态分析预测要处理大量数据资料、绘制大量图件、利用数学方法建立模型，因此计算机技术和数学预测思想是其主要工具；动态分析预测要作好已实施工程措施的相关评价和待实施措施的相关论证，因此必须充分考虑到工程实施的可行性、安全性和工程效果的可预见性。 （2）天然自然与人工自然的结合

油田属于天然自然，有自己的实际情况。人类要生存和发展，必然怀着高效开发油田的目的，对油田进行改造和加工，此时油田又属于人工自然。因此油田开发是天然自然与人工自然相互作用的过程，更是一个人的主观能动性极限发挥的复杂过程。动态分析预测的目标是先找到天然自然与人工自然的结合点，再找到发挥人的主观能动性的不同的人工自然阶段的结合点。比如动态分析预测的最初阶段，要确定人工注水时间的早晚；到了后面每一个阶段，动态分析预测都要重新对可采储量和采收率进行标定，但油田很少按照现阶段标定的可采储量和采收率开发到油田废弃，而是会探索新技术突破提高采收率的极限。这说明了人工自然的可塑性很大程度上受到人的主观能动性的影响。

2 动态分析预测的基本规律

物质世界的任何运动都有一定的规律，而这种规律是可以被认识的。油田发现和认识客观规律的手段除了一般的矿场实践外，还要利用物理模拟、数学模拟和专门性的小型矿场试验3种重要手段[3]。探索油田开发过程的客观自然规律，归根结底就是探索油藏范围内流体在储层里的流动规律。这个规律取决于三个方面，一是储层本身的性质，二是流体本身的性质，三是储层性质和流体性质在油藏范围内的相互作用。

储层是油藏的框架，体现了油藏的静态特征。储层作为地下一种富含孔隙的介质，其形成和演化有其自身的构造、沉积和成岩作用背景，因而不同时间空间的储层特征表现出很大的差异性。宏观方面，构造作用形成的断层、裂缝，沉积作用形成的隔夹层，都会对储层进行相当程度的改造。微观方面，沉积作用和成岩作用又会造成储层物理结构上的较大不同。 流体是油藏中的活动元素，体现了油藏的动态特征。流体在储层条件下，表现出其特有的高压物性特征、相态特征和流变性特征等，而且这些特征还会随着储层的温压条件变化而变化，因而流体的流动有其自身的复杂性。

在油藏范围内，储层性质和流体性质的相互作用有其积极的一面，也有其消极的一面。首先，储层是油气水等流体的载体，同时又是流体的运动场所，那么较好的储层条件有利于

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流体的流动。流体由于自身的化学特性，其运动又能一定程度上改善储层的条件，使储层更适合流体的运动。其次，由于储层的非均质性，使流体的流动仅仅表现在几个物性好的优势方向。例如水驱油过程中，水的指进、舌近等现象，使水驱油不能彻底，增大了后期开发的难度。同时由于流体本身的化学特性，使得流体通过储层时对储层造成损害。例如粘度大的稠油，在开发过程中就极容易堵塞孔隙和喉道，使储层丧失导油能力。

动态分析预测虽然是直接从生产动态入手，但它离不开对地质客观规律尤其是储层级别规律的重新认识，仅仅立足于产量的动态分析预测是站不住脚的。动态分析预测作为油田开发过程中的一项重要认识和实践活动，只有在明确油田开发过程的客观自然规律的基础上进行，才能更好地指导油田的科学、合理、高效开发。油田开发过程的客观自然规律主要体现在地质条件和生产动态两个方面，但地质条件所反映的规律是占主导的，一方面因为地质条件作用于油田开发始终，另一方面因为地质条件对生产动态起决定性作用。石油开发活动的主体即人在认识到整体与局部的辩证关系之后，从不同角度去探索和认识规律，因此无论是地质客观规律还是生产动态规律，都又涉及到储层、流体、油藏三个级别（图1）。各个级别的规律具有对立统一的辩证关系。

油田开发过程的客观自然规律地质客观规律储层流体油藏储层生产动态规律流体油藏不同压力油层物性参数变化规律孔隙结构特征规律两相渗流规律油层与注入剂配伍性规律油水地下驱替规律油气水地下渗流规律剩余油分布规律油层流体变化规律油藏能量变化规律厚油层水淹规律油层压力传播规律流体流量变化规律井网影响流体运动的规律产量变化规律生产压差和产量变化规律渗透率和油层压力关系曲线毛管压力曲线相渗曲线水敏速敏盐敏碱敏酸敏压敏热敏莱水弗驱里油特注分水流倍方数程和、前驱韦缘油尔推效杰进率方方关程程系曲线图1 油田开发过程的客观自然规律框图（据文献[2][3][4]编制）

Buckley-Leverett达非西达定西律启动压力梯度和渗透率关系曲线国大韩外庆大剩油匡余田划油划分分分模布模式划式、分、俞模胜启式利泰油划田分划模分式模式原油高压物性及相态变化曲线物质平衡方程先后是是扩提大高水驱淹油厚效度率为为主主的的水水驱洗油油阶阶段段压压力力降恢落复曲曲线线水驱特征曲线谢尔卡乔夫井网密度和采收率关系曲线递衰减减曲曲线线流入动态曲线3动态分析预测的主要矛盾

事物发展的过程，就是矛盾双方相互对立、相互依存、相互转化、相互统一的过程，就是人们不断地认识矛盾、分析矛盾、解决矛盾的过程[5]。油田开发过程必然也充斥着矛盾，任凭矛盾自然发展，必然会影响到油田开发的全局。因此只能通过发挥人的主观能动性，一定程度上使矛盾的影响降到最低。动态分析时就是要找到某个或某些主要矛盾，即决定开发现状的主控因素。对于其他次要因素，可以适当考虑消除或抑制。只有在明确如何克服油层和井筒的流动阻力，是油田开采的主要矛盾[2]的前提下，正确处理好认识油藏和合理开发油藏之间的相互关系、油田开发高产和稳产的关系、驱替剂驱替倍数和驱替效果的关系、油田

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地下位置和地面自然地理现状的关系、开发油田和管理油田的关系，才能使油田开发的全局把握在主体人的可控范围内。为了进行更为合理和有效的动态分析及预测，还必须处理好下面几组具体的矛盾。

（1）资料的确定性与不确定性的矛盾

动态分析的资料主要包括地质资料和开发资料。地质资料按数据表示尺度可分为宏观油藏属性和微观储层参数（孔隙度、渗透率、饱和度等），按资料来源分为现场资料（钻井、射等孔）、仪器测试分析资料（测井、地震、动液面、生产剖面与注水剖面、试井、录井等）、与室内岩性实验资料（水驱油试验、压汞试验、相渗曲线）等；开发资料主要有开发井史资料、井网资料（井距）、动态监测资料(产量、含水率、注水量、油藏压力、流体性质、流体界面、开发层系波及程度)等。资料类别繁多、数据量大，在传递、选择、处理过程中，因人为因素干扰，数据的完整度、规范度、可信度都会受到影响，从而降低了资料的代表性。要解决这一矛盾，必须提高动态分析人员对各种数据的重视程度，取全取准各种资料信息；同时提高生产数据的规范性和统一性，须有专人存档管理。

（2）静态与动态不能结合的矛盾

油田是一个静态与动态结合紧密的整体。油田的地下地质背景如构造特征、沉积特征、储层的岩石物理参数等都是客观存在，在油田开发较长时期内是静态的，不变的。而油田开发后的地下流体性质、产液量、含水率、地层压力等都是动态的，是时刻变化的，且这种变化一直持续到油田开发结束。因此在油田开发的全过程，只有做到动静结合，才能作出最适合油田实际的决策。然而目前的动态分析及预测较多地依赖于生产数据，而缺乏对静态地质资料的准确把握。甚至只重视区块乃至油田的整体数据，忽视单井资料的应用处理，都是动态分析及预测的通病。要解决这一矛盾，必须在广大动态分析人员心目中牢固树立动静结合、点面结合的思想，把工作做到井组或单井，同时把动态分析预测放在精细油藏描述之后进行。 （3）唯心主义与客观实际的矛盾

油田开发是一个社会生产过程，其生产力一方面来自油田本身，另一方面来自人的主观能动性的发挥。地质条件部分或完全不同，使油田的生产状况具有很大差异性，那么动态分析预测也将有很大区别。如果动态分析人员笃信经验数据和经验公式，忽视从学科理论上找到佐证，往往导致作出错误判断。产量上报仅仅凭借一条水驱曲线绝对是片面的，生产数据有时只是一种假象，不能反映真正的油水运动特征。同时，动态分析人员怀着有产量、保产量、增产量、高产量的主观愿望，在对实际考虑过少的基础上实施措施，提前消耗了油田潜力，给剩余油挖潜带来了极大影响。要解决这一矛盾，须提高动态分析人员的理论素养，严格对产量进行规范核实。

（4）开发人员素质不满足油田开发多学科并举的矛盾

在油田开发这一重要的工程活动中，人是主体，油田是客体，主体的人对客体的油田发生作用。要保证油田开发活动顺利进行，须从两方面着手：一是改善客体，通过全面改善油田开采条件降低开采难度；一是改善主体，通过提高个人整体素质和团队合作质量提升开采准确度和成功率。不管怎样，都必须充分发挥人的主观能动性，构建一种新型的生产关系，

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把生产力要素中最活跃的“人”的积极性进一步调动起来、潜能更有效地激发出来。工程技术是生产力中最活跃的部分,工程涉及科学、技术、经济、政治、文化等各种因素。作为一名现代工程师,应该具备的能力结构,包括信息获取能力、研究开发能力、工程规划与决策能力、工程设计能力、工程实施能力、组织管理能力、交往合作能力、表达沟通能力、国际交流能力、终身学习能力等[8]。反映在油田动态分析预测，要解决这一矛盾，就必须立足动态分析及预测的人本导向：动态分析人员也需要学地质、哲学、管理及其他人文社科。 4动态分析预测的主要方法

在油气田开发活动中，进行动态分析预测的开发人员有着不同的知识教育及经验背景，这使他们在面对同一工程活动时有着自己独特的理解，但是他们都要用到一些特定的经验、公式、图版和模拟语言。从经验、公式、图版到模拟，语言由低级向高级不断发展，方法也由简易、精度低向复杂、精度较高发展。语言的不断升级和方法的不断完善使得动态分析预测不断发展。经过长期的开发实践，人们学会了以油藏工程理论为基础，以系统工程、模糊数学、灰色系统、自组织理论及多元统计等为手段来研究油藏开发动态规律，并加以理想化、模型化、公式化[9]。下表是在文献[9]和文献[10]的基础上，按照语言形式的不同对油藏动态分析预测方法的重新划分（表1）。对目前动态分析预测方法的辩证审视主要体现在以下几点：

表1 油藏动态分析预测方法的语言形式划分

语言类型 经 验 类 比 法 经 验 型 公 式 统 计 型 涉及参数及方法 涉及到储集层岩性、物性(尤其是渗透率)、流体性质、埋藏深度、油藏规模、原始气油比、压力系统、驱动类型以及非均质程度等相似因素 涉及到渗透率(空气的或有效的)、孔隙度、含油饱和度、原油粘度(地面的或地下的)、地层水粘度、有效厚度、变异系数、油层温度、井网密度、原始地层压力、饱和压力等及其组合参数。 水驱曲线法（常规、广义）、递减曲线法、衰减曲线法、HCZ预测法、罗基斯特或哈伯特模型增长曲线、广义翁氏预测模型法、威布尔模型法、F分布预测模型、对数正态分布预测法、贝塔旋回预测模型、泊松分布预测模型、伽马分布预测模型、二项分布预测模型„„ 图 版 实 验 机 模 拟 软件 系统 功能 模拟 理 模 拟 水动力学法 微分模拟预测法 神经网络预测法 灰色系统法 支持向量机预测法 油水粘度比与采收率关系图版（均质油藏、非均质油藏及碳酸盐岩油藏）、采出程度与含水率关系图版 求原始与残余油饱和度法 水驱油实验法 油水相对渗透率曲线法 物质平衡方程法 油藏数值模拟法 有一定经验性，定量程度不高 精确度高；密闭取心，“代表”样品非客观性强 “代表”曲线非客观性强 计算简单；非均质预测不精细 机理明确；不能用于整体预测 机理较明确，数据要求低；需资料基础 拟合精度高；只适合短期预测 精度极高；不考虑历史趋势 较适用；不追求机理 从整体考虑；有概率性 实用性强，预测结果可靠，容易掌握和使用；方法优选困难 备注 方法简单；只考虑到静态因素，方法最粗糙 一般偏高，溶解气驱1个，水驱砂岩9个，碳酸盐岩3个，水驱砾岩1个 [7]

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（1）油田是一个不断运动的复杂系统，类比法和经验公式只具有静止的“眼光”，因此仅仅

只能作为开发初期的粗略预测。在开发过程中对油藏认识的不断深入，要求所有方法都必须不断修正和完善，才能实现认识论和方的统一。文献在多层递接预报的基础上对常规趋势性模型进行改造，提出的时变结构预测模型，考虑了时间因素，反映了系统的变化趋势和随机性因素的影响，就是一个经典的例证。 （2）以统计学手段为主的方法几乎都没有考虑动态参数的物理属性及其与静态参数的关系。不同的统计方法，拟合程度的高低不同。这种现象背后必然有一个内部的规律在支配，而支配这种规律的可能就是油藏本身。俞启泰先生用油水粘度比选择水驱曲线[13]的考虑和陈元千先生在渗流物理的意义上对丙型、丁型水驱曲线进行的理论推导都是值得提倡的。

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（3）水驱曲线已形成70多种，递减曲线1998年统计就有52种单独方法，还有越来越多的数学、生化模型引入动态分析预测。量的极大发展必然引起质的重大提高，现阶段系统开展方法的比较和优选工作已是当务之急，部分学者已经开始投入了这项工作。 （4） 非均质性加大了油田或油藏整体与局部的差异，因此是动态分析预测的主要影响因素。考虑到油藏整体具有较高的稳定性，多数研究者选择油藏作为研究对象。如果针对油藏各部分的具体特征,分成若干部位或单元如物性单元、岩性单元等去预测,然后再综合,也将提高预测的可靠性[10]。

（5）动态分析预测方法是对立统一的。一种方法单独使用时，必须辩证思考其优缺点；组合使用时，又必须充分把握各自的相对性，不能简单机械地合并。但在考虑参数、适用范围、使用条件等的前提下，各种方法有机结合后再运用，可以极大提高预测的效率。 结论

1 油田开发过程中，要进行科学合理有效的动态分析预测，必须在全面掌握动态分析预测的规律、矛盾和方法的基础上不断实践。

2油田开发过程的客观自然规律取决于三个方面，一是储层本身的性质，二是流体本身的性质，三是储层性质和流体性质在油藏范围内的相互作用。

3动态分析预测的主要矛盾是：资料的确定性与不确定性的矛盾，静态与动态不能结合的矛盾，唯心主义与理论实际的矛盾，开发人员素质不满足油田科学发展的矛盾。

4从经验、公式、图版到模拟，语言的不断升级推动着方法的不断完善。在未来一个相当长的时期内，动态分析预测的模拟方法都将是不可取代的。 参考文献

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