4. 单井生产动态曲线绘制

单井生产动态曲线是油藏动态分析最基础、使用频率最高的图件。它把一口井从投产到当前的生产历史压缩在一张图上,让工程师能够直观判断产量递减是否正常、含水上升是否异常、气油比是否出现突变。本节要解决的核心问题不是“会不会画图”,而是“如何用模板把重复的绘图工作标准化、批量化”,做到换一口井、换一段时间,几分钟内就能得到规范、可直接用于汇报的曲线。

一、先明确曲线要表达什么

单井动态曲线通常以时间为横坐标,纵坐标根据指标不同而采用不同量纲。常见做法是采用“主纵轴+次纵轴”的组合:主纵轴放日产油、日产液(单位 m³/d 或 t/d),次纵轴放含水率(%)和气油比(m³/m³ 或 m³/t)。这样一张图可以同时呈现四个指标,但必须注意两点:一是含水率是百分数,与产量量纲差异大,必须放在次纵轴;二是气油比在含水上升、产油下降阶段往往数值变化剧烈,若与产量共用一轴会压扁产量曲线,因此也应放在次纵轴或单独成图。

从分析逻辑上看,这四个指标并非并列关系,而是存在明确的因果链:日产液由举升能力和地层供液共同决定,日产油=日产液×(1−含水率),气油比则反映地层压力与溶解气释放状态。因此曲线绘制时,建议把“液—油—含水”放在同一张图(产量与含水联动),把“气油比”单独作为一张子图或次纵轴,避免信息互相干扰。下面的图示给出了模板中四类指标的组织关系与推荐坐标轴分配。

单井动态曲线模板:指标组织与坐标轴分配 单井生产数据表 日期 / 日产液 / 日产油 含水率 / 气油比 井号 / 层位 / 工作制度 (示例字段,按实际数据源调整) 派生指标计算 含水率 = 1 − 日产油/日产液 气油比 = 日产气 / 日产油 月产油 = Σ 日产油 (单位统一后再计算) 图组一:产量—含水联动图 主纵轴:日产液、日产油(m³/d) 次纵轴:含水率(%) 横轴:时间(月/日) 用于判断递减与含水上升是否匹配 图组二:气油比曲线 纵轴:气油比(m³/m³) 横轴:时间(与图组一对齐) 用于识别脱气、注气见效或气窜 建议与图组一上下对齐、共享时间轴 曲线上的关键判读点 ① 投产初期:产量是否达到配产,含水是否稳定 ② 递减段:日产油下降斜率是否与含水上升对应 ③ 突变点:工作制度调整、堵水、补孔、关井 ④ 气油比异常:持续上升提示脱气或气窜 模板使用要点 · 时间轴统一为“日期”序列,缺失日期不跳空,避免曲线斜率失真; · 单位在数据源处统一(m³/d 与 t/d 不可混用),换算系数写入模板参数区; · 图组一与图组二共享同一时间轴,便于上下对照判读事件。

二、模板的数据组织方式

要让模板“换井即用”,关键在于把数据区与图表区分离。推荐在同一个工作簿中设置三张表:数据表、参数表、图表页。数据表按“一行一天”组织,字段至少包括:井号、日期、日产液、日产油、日产气、含水率、气油比、工作制度、备注。其中含水率和气油比既可以由数据源直接给出,也可以在模板中用公式计算,二者取其一,避免重复口径。

参数表用于存放换算系数和绘图控制项,例如原油密度(t/m³)、是否按月度聚合、时间轴起止日期、是否显示事件标注。图表页只放图,所有系列均通过名称引用数据表的列,这样新增一口井时只需在数据表中追加行、在图表页复制一份并修改系列引用范围,而不必重画图形。

一个常见的实操细节是日期格式。若数据表中的日期是文本(如“2024/3/1”被识别为字符串),图表横轴会退化为分类轴,导致时间间隔不等距,曲线斜率失真。正确做法是将日期列统一设为日期格式,并在图表横轴选项中选用“日期坐标轴”,这样即使某天关井缺数据,时间轴仍按真实间隔排布。

三、用公式把派生指标算准

假设数据表从第2行开始,A列为井号、B列为日期、C列为日产液、D列为日产油、E列为日产气,则含水率与气油比可写成:

F2(含水率): =IF(C2=0,"",1-D2/C2)
G2(气油比): =IF(D2=0,"",E2/D2)
H2(月产油): =SUMIFS(D:D,A:A,A2,B:B,">="&DATE(YEAR(B2),MONTH(B2),1),B:B,"<="&EOMONTH(B2,0))

这里用 IF 包裹是为了处理关井或停产日:当日产液为0时含水率无意义,返回空值而不是除零错误,图表上表现为断点,正好对应关井事件。气油比同理,产油为0时不应计算。需要提醒的是,上述公式中的列引用应按实际表格结构调整,示例仅说明计算逻辑。

如果数据源给的是“日产液、含水率”,需要反算日产油,则用 D2=C2*(1-F2);若给的是“日产油、含水率”,反算日产液用 C2=D2/(1-F2)。模板中应把这类换算集中放在参数表或辅助列,并在表头注明口径,避免不同人维护时口径漂移。

四、生成曲线的操作路径

以组合图为例,操作路径可以概括为:选中日期列与日产液、日产油两列,插入“折线图”;再右键图表“选择数据”,添加含水率系列,并将其设置为“次坐标轴”;随后把含水率系列改为带数据标记的折线或面积图,以区别于产量线。气油比则单独插入一张折线图,放在产量图正下方,两张图共用相同的横轴起止日期和宽度,形成上下对齐的图组。

格式上有几条经验值得固定下来:产量线用实线、较粗;含水率用带标记的细线或浅色面积;气油比用另一种颜色并加数据标签阈值线(例如设定 100 m³/m³ 为关注线)。图例放在图上方一行,避免遮挡曲线。标题采用“井号+指标+时间范围”的格式,例如“XX井 2023-01 至 2024-06 生产动态曲线”,这样图件脱离表格后仍可独立阅读。

五、结果如何判读

曲线画出来只是第一步,能否读出信息才是目的。以一张示例曲线为例(以下为教学假设数据,非实测):某井投产后日产液 45 m³/d、日产油 30 m³/d、含水率约 33%;生产 6 个月后日产液基本稳定在 46 m³/d,但日产油降至 22 m³/d,含水率升至 52%;同期气油比由 80 m³/m³ 缓升至 95 m³/m³。这组变化的判读逻辑是:产液稳定而产油下降,说明问题不在供液能力,而在含水上升;含水上升伴随气油比缓升,需结合层位判断是边水推进还是层间窜流,并核对是否发生过工作制度调整。若气油比出现台阶式跳升而非缓升,则更应怀疑套管漏失或气窜,需要安排验窜或找水测试。

反过来,如果日产液和日产油同步下降、含水率基本不变,则更可能是供液不足或举升效率下降,应检查泵况、动液面和注水对应关系,而不是急于做堵水。可见,同一张曲线图,指标之间的“相对变化关系”比单个指标的绝对值更有诊断价值,这也是模板要把四个指标组织在同一时间轴上的原因。

建议在模板中预留“事件标注”列:把压裂、补孔、换泵、堵水、关井等日期单独记录,绘图时用竖线或散点标注在时间轴上。这样曲线上的每一次拐点都能对应到具体作业,复盘时不必再翻生产日报。

六、可直接套用的模板字段清单

为便于落地,下面给出一份最小可用的数据表字段设计,字段名与用途一一对应,可直接作为建表依据:

字段示例值用途
井号XX-12多井共用一张表时的筛选键
日期2024-03-01横轴,须为日期格式
日产液(m³/d)45.0主纵轴系列
日产油(m³/d)30.0主纵轴系列
日产气(m³/d)2400计算气油比的输入
含水率(%)33.3次纵轴系列,可由公式生成
气油比(m³/m³)80.0独立图组系列
工作制度φ38 泵 / 冲程4m解释产量突变
事件标注换泵图上竖线标注

把这套字段固定下来后,模板的价值就体现在“一致性”上:同一口井不同时期、同一区块不同井,曲线口径完全一致,横向对比才有意义。下一步的井组分析,正是建立在这些单井曲线可比较的基础之上。