油藏工程-第四章out

1、The Fundament and Practice of Reservoir Engineering油藏工程原理與方法（第四章）鍵第四章油藏動態(tài)分析方法規(guī)律油藏的動態(tài)分析？生產(chǎn)動態(tài)分析、評價趨勢第章油藏動態(tài)分析方法為什么進行油藏的動態(tài)分析？4、通過油藏動態(tài)分析，可以促進認識和研究，研究水平的不斷提高。3、油藏動態(tài)分析是及時發(fā)現(xiàn)問題，實現(xiàn)油藏最佳的有效。2、油藏動態(tài)分析是改造油藏，實現(xiàn)油藏科學(xué)有效開發(fā)的基礎(chǔ)和前提。必要性1、油藏動態(tài)分析是認識油藏開發(fā)狀況和開采規(guī)律的唯一途徑。四第章油藏動態(tài)分析方法油藏的動態(tài)分析目的？油藏深埋，黑箱-灰箱問題，只能根據(jù)數(shù)據(jù)來間接把握，靜（、測井、取心）動態(tài)（測試

2、、日報）結(jié)合來認識油藏對油藏的認識不可能短時間完成，而且開發(fā)中各種壓力、流體分布、相態(tài)）繼續(xù)變化（儲量、目的：認識油藏滲流規(guī)律，開發(fā)趨勢抓住影響規(guī)律的主要油藏未來，制定有效的開發(fā)決策改善開發(fā)效果，提高油藏采收率四第四章油藏動態(tài)分析方法理論方法：重點應(yīng)用資料滲流力學(xué)：單相滲流為主的試井理論，適用于油田開發(fā)早期物質(zhì)平衡：O維模型，計算油藏的平均指標(biāo)數(shù)值模擬：考慮最全，但需要的參數(shù)也最多經(jīng)驗公式：計算油藏平均指標(biāo)，精度依賴于回歸的數(shù)據(jù)點產(chǎn)量遞減分析：適用于遞減階段開發(fā)分析水驅(qū)特征曲線分析：適用于宏觀開發(fā)特征分析類比分析：考慮最少，實用，方便校正完善動態(tài)對比 歷史擬合第四章油藏動態(tài)分析方法第四章油藏動

3、態(tài)分析方法主要內(nèi)容物質(zhì)平衡方法水驅(qū)特征曲線產(chǎn)量遞減規(guī)律物質(zhì)平衡方法第一節(jié)、物質(zhì)平衡方程概述歸納法第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動第三節(jié)、未飽和油藏水壓驅(qū)動第節(jié)、物質(zhì)平衡方程通式的建立演繹法第五節(jié)、物質(zhì)平衡方程式簡化第六節(jié)、物質(zhì)平衡方程的應(yīng)用四第一節(jié)、物質(zhì)平衡方程概述物質(zhì)平衡方程的發(fā)展簡介自R. J. Schilthuis（ (1936)“Active Oil and Reservoir Energy”利用物質(zhì)守恒原理，首先建立了油藏的物質(zhì)平衡方程式以來，它在油藏工程得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。H. Hurst (1943)水侵不穩(wěn)態(tài)計算J. Tarner(1944)物質(zhì)平衡方程一種迭代解法M. Mu

4、skat (1945) & M. R. Talor數(shù)值飽和度方程Van Everdingen (1952)水侵擬穩(wěn)態(tài)計算G. W. Tracy(1955)物質(zhì)平衡方程一種迭代解法D. Havlena & A. S. Odeh(1963)物質(zhì)平衡方程直線形式(1998)高溫高壓氣藏物質(zhì)平衡方程第一節(jié)、物質(zhì)平衡方程概述基本原理：將油藏看成體積不變的容器，油藏開發(fā)到某一時刻，采出的流體量加上量，等于流體的原始儲量。剩余的主要用途：根據(jù)開發(fā)過程中的實際生產(chǎn)動態(tài)資料和必要的油氣水分析資料，各種驅(qū)動類型油氣田的地質(zhì)儲量、驅(qū)動類型、天然能量大小、油氣開采速度、油藏壓力變化、天然水侵量和油氣采收率等。第一節(jié)、

5、物質(zhì)平衡方程概述油藏物質(zhì)平衡：質(zhì)量守恒定律在油藏工程中的應(yīng)用。它研究的是油藏原始地質(zhì)儲量、剩余地質(zhì)儲量和采出油量之間的關(guān)系。由于該理論不需要高深的數(shù)學(xué)知識，也不考慮復(fù)雜的油藏結(jié)構(gòu)，描述的物理過程清晰，因此，受到礦場研究的普遍歡迎。油藏物質(zhì)平衡方程只對比油藏初始狀態(tài)和某一開發(fā)狀態(tài)的參數(shù)，而對參數(shù)的變化過程不予考慮，因此，方法本身顯得特別簡單。第一節(jié)、物質(zhì)平衡方程概述新發(fā)現(xiàn)的油藏，原始地層壓力、飽和壓力探井測壓、高壓物性的分析Pi和的大小Pi ( Unsaturated、under-saturated、not saturated )帶氣頂( with gas-cap)Pi 沒有氣頂( satura

6、ted)飽和油藏:原始條件的油藏未飽和油藏或欠飽和油藏:第一節(jié)、物質(zhì)平衡方程概述溶解氣驅(qū)Pi 飽和油藏溶解氣驅(qū)天然水驅(qū)溶解氣驅(qū)氣頂驅(qū)動油藏類型溶解氣驅(qū)氣頂驅(qū)動天然水驅(qū)Pi 封閉彈性驅(qū)動未飽和油藏彈性驅(qū)動彈性水壓驅(qū)動需根據(jù)驅(qū)動類型，建立和選擇不同驅(qū)動方式的物質(zhì)平衡方程式物質(zhì)平衡方法第一節(jié)、物質(zhì)平衡方程概述第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動第三節(jié)、未飽和油藏水壓驅(qū)動第四節(jié)、物質(zhì)平衡方程通式的建立第五節(jié)、物質(zhì)平衡方程式簡化第六節(jié)、物質(zhì)平衡方程的應(yīng)用第七節(jié)、氣藏物質(zhì)平衡方程（）第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動封閉油藏?zé)o相連水體的油藏。未飽和油藏原油沒有被氣體飽和即沒有氣頂?shù)挠筒亍Ｖ搁_采原油的驅(qū)動能量，全部來

7、自于油藏自身的彈性膨脹能。彈性驅(qū)動第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動平衡原理 (體積平衡)：視油藏為一個容器（封閉或者不封閉），如果不考慮壓力變化時油藏孔隙體積的變化，其容積為定值?？梢酝瞥鲆韵碌慕Y(jié)論：任一時刻：采出流體的體積剩余在積原始條件下油藏的流體體積。的流體體任一時刻：油藏中的流體體積原始條件下油藏的流體體積。任一時刻：油氣水三相流體體積變化代數(shù)和為零第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動平衡：在原始狀態(tài)下，油藏內(nèi)所含流體體積之和等于開發(fā)過程中任意時刻所含流體之和。（狀態(tài)不同體積相同-孔隙體積不變）累積平衡：油藏在開發(fā)前（原始狀態(tài)下）油藏流體總體積=開發(fā)過程中任意時刻采出的流體體積+積。剩余體體積

8、平衡：開發(fā)任意時刻，油藏內(nèi)所含流體油氣水的體積變化代數(shù)和為0。根據(jù)三大平衡，物質(zhì)平衡方程可表述為： 累積產(chǎn)出（油|氣|水）=（油氣膨脹）+（邊底水侵入）+（水|巖石膨脹）+（注入水|氣）。第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動假設(shè)條件：油藏內(nèi)的儲層物性和流體物性均質(zhì)任意時刻油藏壓力處于平衡，壓力變化在瞬間達到全油藏的平衡各個部位的采出量注入量均衡，且在瞬間達到平衡，即開發(fā)指標(biāo)是油藏空間的平均值不考慮油藏的溫度變化第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動所用到的數(shù)據(jù)資料：高壓物性數(shù)據(jù)Bo、Bg、Bw、Rs、Ct、Co、Cw等生產(chǎn)數(shù)據(jù)Np、Wp、Wi、Rp、fw等壓力數(shù)據(jù)P、Pi物質(zhì)平衡方程的作用：確定油藏地質(zhì)儲量

9、驅(qū)油能量機理分析計算油藏動態(tài)測算水侵量的大小第節(jié)物質(zhì)平衡方程通式油藏物質(zhì)平衡基本形式pppi已知：原油儲量N初始含油飽和度1-Swc原始體積系數(shù)Boi目前體積系數(shù)Bo巖石壓縮系數(shù)Cf地層水壓縮系數(shù)Cwp求：地層壓力下降到p時累積產(chǎn)油量Np 累積產(chǎn)出（油）=（油膨脹）+（水|巖石膨脹）BANBoi()四第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動累積產(chǎn)油量=地層原油體積膨脹量+水膨脹及孔隙含烴體積變化量孔隙體積減小Vp Vp cp PN p Bo累積產(chǎn)油量=水膨脹 V wc V w c c w PN (B oB oi )地層原油體積膨脹量=NBoiV NBpVS1 Soi wcwc1 Swcwc第二節(jié)、封閉未

10、飽和油藏彈性驅(qū)動3. 物質(zhì)平衡方程N (Bo Boi ) V p PC fV p P SwcC wNpBo累積產(chǎn)油量=地層原油體積膨脹量+水膨脹及孔隙含烴體積變化量cp s wccw( B o B oiN B NB)Pp ooiP1 sBoiwc Bo BoicoB Poiswccw cpco soiB NBPNpooi1 swc 第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動根據(jù)地層油壓縮系數(shù)的定義：隨壓力的變化地層油體積的變化率，寫成公式就是：C 1dVooVdPoVoCo原始壓力時地層油的體積；原油壓縮系數(shù)，1/兆帕。NBoi NBoNBo NBoiC 1dVo11 oPPVdPNBNBooioiBo

11、Boi Co Boi P第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動swccwcpco soiB NBPNpooi1 swc swccwcp co soic令：eff1 s油藏有效壓縮系數(shù)wc N p B o N B oi ceff P采出的體積體積的膨脹量或：B N NBoiBit彈性驅(qū)動油藏的生產(chǎn)指示曲線y NopBoit yNx第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動油藏壓降的采出油量 Np NBoiCtEEIpBoN ，油藏的彈就越多油藏壓降的采出程度/EII Ropoit BoppEII 消除了油藏儲量的影響，因而更能反映油藏彈性驅(qū)動能量的強弱。實際上， EII 主要反映了油藏有效壓縮系數(shù)的數(shù)值。彈性強度指

12、數(shù)彈指數(shù)第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動到某階段累積采出的油量與地質(zhì)儲量的比值 Npt BoiRt oiNBoo為了提高油藏采出程度，需以地層壓力的下降為代價地層壓力下降到飽和壓力時的油藏采出程度Eob油藏的采出程度原油的地飽壓差，油藏的彈性采收率油藏的彈性采收率第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動油藏的剩余油飽和度 (N Np )Bo Nres BoSorA hA hooNB C pN oitBoBoAo h(1 S(1 S) B C Ah)A hpowiowioitBoBBBoioioAo h (1 Swi ) (1 Swi )物質(zhì)平衡方法第一節(jié)、物質(zhì)平衡方程概述第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動第三

13、節(jié)、未飽和油藏水壓驅(qū)動第四節(jié)、物質(zhì)平衡方程通式的建立第五節(jié)、物質(zhì)平衡方程式簡化第六節(jié)、物質(zhì)平衡方程的應(yīng)用第三節(jié)、未飽和油藏水壓驅(qū)動水壓驅(qū)動通過水侵或注水驅(qū)替原油的方式。根據(jù)驅(qū)替原油的能量形式，有人工水驅(qū)和天然水驅(qū)之分；根據(jù)能量強弱，又有彈性和剛性水壓驅(qū)動之分。剛性水驅(qū)彈性水驅(qū)P123彈性驅(qū)動t 累積產(chǎn)出（油|水）=（油膨脹）+（邊底水侵入）+（水|巖石膨脹）+（注入水）。第三節(jié)、未飽和油藏水壓驅(qū)動PVp Vp cp P V wc V w c c w P孔隙體積減小V水膨脹pW W eW in j B wW p B w油藏存水量V bV c V ci V p V wc WP 時油藏容積swccw

14、V V (1 cp)P Wcci1 swc V sVcWVwc VwcVs第三節(jié)、未飽和油藏水壓驅(qū)動 NBoiVcicp swccwVWN N p (1 P) ciBo1 swc Bocp sw ccw( Bo BoiB NB )P WNpooiBoi P1 swc N p Bo NB oi ceff P WN p Bo NB oi c第三節(jié)、未飽和油藏水壓驅(qū)動Np Bo NBoiceff PNp Bo NBoiceff P W不注水時，偏離直線段時油藏采出程度：初期：開采一段時間后:N Bpo10%，水體不活躍物質(zhì)平衡方法第一節(jié)、物質(zhì)平衡方程概述第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動第三節(jié)、未飽和油

15、藏水壓驅(qū)動第四節(jié)、物質(zhì)平衡方程通式的建立第五節(jié)、物質(zhì)平衡方程式簡化第六節(jié)、物質(zhì)平衡方程的應(yīng)用第四節(jié)物質(zhì)平衡方程通式帶有氣頂和相連水體的油藏。其物質(zhì)平衡方程稱為物質(zhì)平衡方程通式。綜合驅(qū)動油藏飽和油藏帶有氣頂?shù)挠筒?。封閉未飽和彈性驅(qū)動油藏水體未飽和水壓驅(qū)動油藏氣頂綜合驅(qū)動油藏第四節(jié)物質(zhì)平衡方程通式驅(qū)油的能量有多種考慮開采油區(qū)，不直接開采氣頂氣頂膨脹溶解氣分離油區(qū)采油油區(qū)壓力降低邊底水gasGOCoilWOCwater第四節(jié)物質(zhì)平衡方程通式已知：在油藏原始條件下，即在原始地層壓力 pi 和地層溫度條件下，（地面標(biāo)準條件，0.101MPa 和 20），它所占有的GBgi ；（地面標(biāo)準條件）N ，它所占

16、有的體積為 NBoi ；氣頂區(qū)的天然氣體積與含油區(qū)的原油體積之比為m，即m GBgiNBoi ；氣頂?shù)目紫扼w積為。t 時間的開采后，地層壓力下降到 p，從油藏中累積產(chǎn)經(jīng)過出的油量為Np ，氣量為 Gp，水量為 Wp。第節(jié)物質(zhì)平衡方程通式ppipA：含油區(qū)地層原油（含溶解氣）體積膨脹量；B：氣頂天然氣體積膨脹量 ；累積產(chǎn)量C：水膨脹及孔隙含烴體積變化量；D：天然水侵量和人工注水量。BCAD氣頂氣mNBoi()油原始的溶解氣NBoi()四用文字表述（平衡、累積平衡、體積平衡）為：1累積產(chǎn)油量+2累積產(chǎn)氣量+3累積產(chǎn)水量層=4氣頂?shù)睦鄯e體積膨脹量+5氣頂區(qū)內(nèi)地水和巖石的累積彈性體積膨脹量+6含油區(qū)內(nèi)

17、地層原油的累積體積膨脹量+7含油區(qū)地層水和巖石的累積彈性體積膨脹量+8累積天然水侵體積量+9人工累積注水體積量+10人工累積注氣體積量123Bg ) Gp Bg Wp BwNGBgi(氣頂區(qū))GBgPi4510Pt(含油區(qū))6789(水區(qū))第四節(jié)物質(zhì)平衡方程通式原油（含天然氣）累積產(chǎn)量表達：1累積產(chǎn)油量：No2累積產(chǎn)氣量：根據(jù)定義，地面累積產(chǎn)氣量（逸出氣和氣頂氣）Gp=NpRp ，如何折算到：在P壓力下，地面累積產(chǎn)油量Np的溶解氣量為NpRs，當(dāng)產(chǎn)出這些氣量拿到壓力為P的油藏時，將有NpRs溶解到Np 的油中，其余的氣量（逸出氣和氣頂氣）Np(Rp-Rs)Bg被采出。因此，地層壓力由Pi下降到

18、P時，由油藏中多產(chǎn)出的天然氣體積量為：Np(Rp-Rs)Bg。(其實就是將溶解氣減去)3累積產(chǎn)水量：Ww第四節(jié)物質(zhì)平衡方程通式原始條件 NBoi mVoi m NB oiVoiVgciVbVgcimNBoiG氣頂?shù)臍饬浚篻cBgiBgiVoi Vgci (1 m ) NB oi 油氣總體積：VwcVs第四節(jié)物質(zhì)平衡方程通式 Voi Vgci (1 m) NBoiV油藏孔隙體積：p1 s1 swc wc (1 m) NBoi swc V sV油藏水體積：wc pwc 1 swc Voi NB oi Vci油藏儲油容積：第節(jié)物質(zhì)平衡方程通式A：含油區(qū)地層原油（含溶解氣）體積膨脹量、液體油的膨脹量體

19、積之差液體油的膨脹量 ()NBoNBoiN (oBoi)壓力下降至 P 時：原油在油藏中占據(jù)的體積為：NBo原始壓力下(Pi)：原油在油藏中占據(jù)的體積為：NBoi四第節(jié)物質(zhì)平衡方程通式A：含油區(qū)地層原油（含溶解氣）體積膨脹量、溶解氣的膨脹量體積之差液體油的逸出氣量：N（sis ）（）壓力下降至P時：地表溶解氣油比s ：溶解氣總量為：Ns（地面條件）原始條件下(Pi)，地表溶解氣油比si ：溶解氣總量為：Nsi（地面條件）四第四節(jié)物質(zhì)平衡方程通式B：氣頂天然氣體積膨脹量B氣頂氣的膨脹量 mNB (g 1)oiBgi壓力降至?xí)r，氣頂氣的總體積為： GB ()，條件為：G B mNBoi BgBgg

20、i原始氣頂氣的總體積為：mNBoi()，地表條件為：G mNBoiBgi第四節(jié)物質(zhì)平衡方程通式C：水膨脹及孔隙含烴體積變化量孔隙體積減小量：(1 m) NB c PV V c P oipppp1 swc V水膨脹量：p(1 m) NBoi swccw PVwc Vwccw P 1 swc V bVwc VwcWV sVs第四節(jié)物質(zhì)平衡方程通式D：天然水侵量和人工注水量油藏開發(fā)是一個消耗能量的過程，具有底水或邊水的油藏，壓降漏斗至水區(qū)，供水區(qū)的流體和巖石的彈性膨脹，形成水體侵入油藏。 侵入油藏的水體油藏的產(chǎn)水量:m3WeBw()若油藏有注水井進行人工注水開發(fā)，則注水量為：WiBwWinjBw(m

21、3)W We第節(jié)物質(zhì)平衡方程通式累積采出油、氣、水的 Np B體積:( si R )BBom( Bg NBoi1)oiBBoigi CwWif(mWBw1 Swi 四第四節(jié)物質(zhì)平衡方程通式(RpRsi )Bg We Bw(Wi Wp )BWN p BtN C fCw SWiB B (1 m)Bm BtiB Bpttiggiti1 SBgiwi如果該油藏還實施人工注氣，設(shè)累積注氣量為Gi，在壓力p下注入氣的體積系數(shù)為Big ，則可在方程式的右邊加上一項GiBig。這樣就物質(zhì)平衡通式到注水和注氣情況下帶氣頂和邊底水油藏的第四節(jié)物質(zhì)平衡方程通式mNBoi NBoi ( N N )B po1 mNBo

22、i(We WiWp ) (C SC )P1 Sfwcwwc另外一種推導(dǎo)思路-2mNB NRoi N R ( N N )R B siBppps ggi原始條件下：壓力為P時：氣積油區(qū)體積氣頂氣體積油區(qū)體積邊底水量氣頂、油區(qū)體積變化和水體積變化第節(jié)物質(zhì)平衡方程通式不涉及流體的方向問題,被稱作零維模型；大部分變量是壓力的隱函數(shù)，產(chǎn)量具有壓力依賴性；只對比原始地層壓力和某個地層壓力狀態(tài)的情況，研究思路簡單，也給結(jié)果的誤差帶來了理論上的依據(jù)；缺乏時間依賴性，時間尺度隱含在壓力的變化中；方程的求解十分。物質(zhì)平衡方程的特點：四第節(jié)物質(zhì)平衡方程通式 Bo (R ) BN B NBRoisioi psgBP s

23、wc ggi m ( mBW Binwpw1 sBwc RBBsi 原油兩相體積壓縮系數(shù) BoiBti 四第節(jié)物質(zhì)平衡方程通式氣體壓縮系數(shù)： swc c油藏容積壓縮系數(shù)：c1 swc BR RBg NB oi co m c ( mcc P Nn j BWBgeceffVogW Vog NB oi eff W該方程形式上與水壓驅(qū)動未飽和油藏物質(zhì)平衡方程完全一樣。四附：地層流體物性隨地層壓力的變化關(guān)系地層原油兩相體積系數(shù)：Bt=BoiRsiBgi0PPi=BtBg(Rsi- Rs).BgBoRs第節(jié)物質(zhì)平衡方程通式物質(zhì)平衡方程所需要的基礎(chǔ)資料和物性參數(shù)一、物性參數(shù) Vo 1VCT（1）地層油的壓縮

24、系數(shù) Copoo Vw 1（2）地層水的壓縮系數(shù)CCTwpwVw Vf1（3）地層巖石的壓縮系數(shù) CTCffpVf Sw（4）綜合壓縮系數(shù)Ce1CCoewpSSoo（5）地層油的溶解油氣比RSV（6）地層油體積系數(shù)fBBooVS四第節(jié)物質(zhì)平衡方程通式（7）地層油兩相體積系數(shù) BtBRBSiBg（8）天然氣的體積系數(shù)273 tpg0273 pBw（9）地層水體積系數(shù)（10）含水飽和度Sw二、礦場統(tǒng)計數(shù)據(jù)和測壓數(shù)據(jù)地層壓力P、Pi、累積產(chǎn)油量NP、累積產(chǎn)水量WP、累積生產(chǎn)油氣比RP、累積注水量Wi（或累積注氣量Gi）。為高壓物性參數(shù)都是壓力的函數(shù)，所以壓力P必須取準。三、可求解參數(shù)氣頂與油儲量比m

25、、儲量N和水侵量。區(qū)因四物質(zhì)平衡方程通式特點（1）它是零維的，就是說它是按油藏中一點來計算的，而這一點代表油藏的平均性質(zhì)。（2）雖然它一般與時間無關(guān)，但是天然水侵量W的大小是與時間有關(guān)的，這可由后續(xù)知識來證實。（3）雖然壓力只在水和孔隙壓縮系數(shù)項中明顯出現(xiàn)，其形式為pi-p，但它也隱含在所有其他項中，因為函數(shù)，水侵量也與壓力有關(guān)。T參數(shù)Bo、Rs和Bg都是壓力的（4）物質(zhì)平衡方程通式總是按推導(dǎo)它時使用的方法計算的，也就是說把壓力降至p時的當(dāng)時體積拿來同原始壓力Pi下的體積進行比較，它不是使用逐段方法來計算的。第節(jié)物質(zhì)平衡方程通式未考慮油藏巖石和流體的空間變化規(guī)律；未考慮油藏的空間幾何形態(tài)；未考

26、慮油水井在油藏范圍內(nèi)的位置；未考慮油藏流體的移動距離；方向，無法確定流體界面的物質(zhì)平衡方程的局限和缺陷：四第四節(jié)物質(zhì)平衡方程通式對于水體非?；钴S的水驅(qū)油藏，用物質(zhì)平衡方法確定的N是無效的。因為在非?；钴S的水驅(qū)條件下， (Pi-P)將很小，隨著流體的采出沒有足夠大的壓降，利用(6.3.31)式計算的N是無意義的。在油藏初期彈性開采階段(如采出可采儲量5%以前)，物質(zhì)平衡方程計算的結(jié)果不確定性大。因為此時(6.3.31)式中的值非常小，B oi c o mc g (1 m ) c c P它的任何誤差都將被擴大，所以由此計算的儲量偏差將會很大。物質(zhì)平衡方法第一節(jié)、物質(zhì)平衡方程概述第二節(jié)、封閉未飽和油

27、藏彈性驅(qū)動第三節(jié)、未飽和油藏水壓驅(qū)動第四節(jié)、物質(zhì)平衡方程通式的建立第五節(jié)、物質(zhì)平衡方程式簡化第六節(jié)、物質(zhì)平衡方程的應(yīng)用第五節(jié)、物質(zhì)平衡方程式簡化溶解氣驅(qū)溶解氣驅(qū)天然水驅(qū)飽和油藏溶解氣驅(qū)氣頂驅(qū)動溶解氣驅(qū)氣頂驅(qū)動天然水驅(qū)封閉彈性驅(qū)動未飽和油藏彈性驅(qū)動彈性水壓驅(qū)動封閉彈性驅(qū)動形成條件：無邊底水注水，無氣頂，Pi We 0 ;Wi 0 ;Wp 0; m 0 ; Rp Rs RsiN p (BT (Rsi Rp )Bg ) (We Wi W p)N BgiBg(1 m) (C(B B) mBBCS)PTTiTiTi1 SfwwcBgiwc64N N p Bo(B B ) Boi(C C S)Pooi1

28、SfwwcwcN p BoN Boi1 S(B B) CS)P(CooifwwcwcN p BoN Boi1 SB C P CS)P(Coiofwwcwc體積的地層原油，當(dāng)下降地層壓力時，依靠原油、下油量。水、巖石孔隙體積的彈性能采出的地65N N p BoBoiCt PN N p BoC C SB (C fwwc )Poio1 Swc封閉彈性驅(qū)動Boi NP BoiNPKC NNC1ttooK1地層壓降下的產(chǎn)量，米3/ 兆帕。為彈性產(chǎn)率，它表示彈性產(chǎn)率可以用來衡量油田彈的大小。一般說來，一個封閉彈性驅(qū)油藏的彈性產(chǎn)率是不變的，即不隨油藏生產(chǎn)時間和油井工作制度的變化而變化，因此這類油藏的總壓降與

29、累積產(chǎn)量的關(guān)系通常是一直線。某封閉彈性驅(qū)油藏，地質(zhì)儲量為526104t，原始地層壓力為38.5 MPa，飽和壓力為17.5MPa.，求彈性產(chǎn)率和彈性采收率。67封閉彈性驅(qū)替例題形成條件：無注水，有邊底水，無氣頂， Pi m 0 ; Rp Rs Rsi;Wi 0N p (BT (Rsi Rp )Bg ) (We Wi W p)N BgiBg(1 m) (C(B B) mBBC)PSTTiTiTi1 SfwwcBgiwc68N N p Bo (We W p)BoiCt P彈性驅(qū)動彈性水壓驅(qū)動 形成條件：無邊底水注水，無氣頂， Pi 0; m 0Rp Rs Rsi 0W;N p (BT (Rsi R

30、p )Bg ) (We Wi W p)N BgiBg(1 m) (C(B B) mBBC)PSTTiTiTi1 SfwwcBgiwc69N N p (BT (Rsi Rp )Bg )(B B) BC f Cw Swc PTTiTi1 Swc溶解氣驅(qū)動 Wi Wp 0; m 0; Rp Rs Rsi 0WeN p (BT (Rsi Rp )Bg ) (We Wi W p)N BgiBg(1 m) (CB) mBBCS)P(BTTiTiTi1 SfwwcBgiwc根據(jù)簡化條件可以得到各種驅(qū)動形式的物質(zhì)平衡方程。要掌握根據(jù)綜合形式簡化其他形式。N N p (BT (Rsi Rp )Bg )(B B)

31、 mBBg Bgi B(1 m) (C C S)PTTiTiBTi 1 Sfwwcgiwc形成條件：無邊底水注水， Pi 氣頂驅(qū)動物質(zhì)平衡方法第一節(jié)、物質(zhì)平衡方程概述第二節(jié)、封閉未飽和油藏彈性驅(qū)動第三節(jié)、未飽和油藏水壓驅(qū)動第四節(jié)、物質(zhì)平衡方程通式的建立第五節(jié)、物質(zhì)平衡方程式簡化第六節(jié)、物質(zhì)平衡方程的應(yīng)用第六節(jié)、物質(zhì)平衡方程的應(yīng)用評價天然能量大小驅(qū)油能量機理分析核實油藏地質(zhì)儲量計算油藏動態(tài)測算水侵量的大小72N p BoNprNB C PoitbP每采出1%地質(zhì)儲量，油藏的壓力變化值R73評價天然能量大小指標(biāo)充足較充足有一定P/R2.5MPaNpr3010302102%1.52%1-1.5%1%

32、驅(qū)動指數(shù)：某種驅(qū)油能量占總驅(qū)油能量的百分數(shù)。F NP Bo NP (RP Rs )Bg WP Bw天然水驅(qū)動指數(shù)人工注水驅(qū)動指數(shù)氣頂驅(qū)動指數(shù)彈性驅(qū)動指數(shù)溶解氣驅(qū)動指數(shù)Bg Bgi(1 m) (CmNBN (B B ) NBC S)PN (R R )BTiooiTifwwcB1 SWW1 sisggiwceiFFFFF74判斷驅(qū)油機理NP Bo NP (RP Rs )Bg (WP We Wi )Bw N (Bo Boi ) N (Rsi Rs )BgNmBoiBg Bgi(1 m) (CmNBN (B B ) NBC S)PTiN (R R )BBooiTi1 SfwwcWWsisggi1 wc

33、eiFFFFF說明：1從油藏中采出的流體是各項能量共同作用的結(jié)果2所有的驅(qū)動指數(shù)之和等于1，哪種能量為主稱為某種驅(qū)動油藏，某種驅(qū)動指數(shù)減小，必然引起其他驅(qū)動指數(shù)的增加3在開發(fā)過程中，驅(qū)動指數(shù)在不斷的發(fā)生變化，應(yīng)該及時的調(diào)節(jié)開發(fā)方式，向驅(qū)動效率高的方式轉(zhuǎn)化。75第六節(jié)、物質(zhì)平衡方程的應(yīng)用評價天然能量大小驅(qū)油能量機理分析核實油藏地質(zhì)儲量計算油藏動態(tài)測算水侵量的大小76第六節(jié)、物質(zhì)平衡方程的應(yīng)用Np Bo Np (Rp Rs )BgW p(We Wi )N Bg Bgi(1 m) (C(B B) mBBCS)PTTiTiTifwwc1 SBgiwc確定核實地質(zhì)儲量的大小77高壓物性數(shù)據(jù)生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)N

34、 p BoB N C BP N XN NpotoiC B PtoiY N p BoX Ct BoiP直線斜率地質(zhì)儲量78封閉彈性驅(qū)替NP Bok NXN N p Bo (We Wi W p)BoiCt PN p Bo Wi WWp N B W W NB C P WeNBoiCt PBoiCt PpoipoiteN p Bo Wi W N BPQtD pBoiCt PBoiCt PN p Bo Wi WpY BoiCt PX PQtD BoiCt P截距地質(zhì)儲量79彈性水驅(qū)NP Bo Wi Wpk BPQtD BoiCt PBoiCt PNN p (BT (Rsi Rp )Bg )N C f C

35、w Swc(B B) BPTTiTi1 SwcN N p (BT (Rsi Rp )Bg )(B (R R )B ) N (BBN)(B BpTsipgTTi)TTiY Np (BT (Rsi Rp )Bg )X BT BTi直線斜率地質(zhì)儲量溶解氣驅(qū)Np (BT (Rsi Rp )Bg )k N80BT BTi第六節(jié)、物質(zhì)平衡方程的應(yīng)用評價天然能量大小驅(qū)油能量機理分析核實油藏地質(zhì)儲量計算油藏動態(tài)測算水侵量的大小81以溶解氣驅(qū)動為例進行說明：N N p (BT (Rsi Rp )Bg )(BT BTi )(N Np )Bo N Np Vo) Bo(1 SSowc/(1 SVNB)NBpoiwco

36、iRso(S ) QBBqkBBR ggo R g RrgooooBk(S ) ssBqogogroo82gBo瞬時氣油比方程飽和度方程物質(zhì)平衡方程溶解氣驅(qū)油藏動態(tài)內(nèi)容：一油藏的原始地層壓力等于飽和壓力，沒有氣頂，要求一系列壓力下的油藏累積產(chǎn)量，瞬時氣油比，采出程度等參數(shù)1、選某時刻t的油藏壓力P1，在該壓力下設(shè)累積產(chǎn)油量為Np1，利用物質(zhì)平衡方程可以求出Np1Rp12利用假設(shè)的累積產(chǎn)油量為Np1，用飽和度方程求解So1，進而利用油氣相對滲透率曲線求解該飽和度下的krg/kro，在利用該值和瞬時氣油比方程求解P1時的瞬時生產(chǎn)氣油比R13利用飽和度方程和瞬時氣油比方程計算出的R1計算從初始階段到

37、P1下的累積產(chǎn)氣量。R1RsiNp12S N N p1 (1 S) Bo o1NwcBoiR R Bok1 ) o1sBk(S) groo1g4比較用物質(zhì)平衡方程計算出的產(chǎn)氣量和利用瞬時氣油比計算出的產(chǎn)氣量是否相同，如果相同，證明假設(shè)的Np1正確，否則不正確，重新假設(shè)Np1算，直到兩者相等。，重新計5假設(shè)壓力P2下的累積產(chǎn)油量為Np2，利用物質(zhì)平衡方程計算總的產(chǎn)氣量，進而求出從上一壓力時刻到此時的階段采氣量。N (B B) N(B R B )NRTTip1Tsigp1gN Rsi R1p126利用假設(shè)的累積產(chǎn)油量為Np2，用飽和度方程求解So2，進而利用油氣相對滲透率曲線求解該飽和度下的krg

38、/kro，再利用該值和瞬時氣油比方程求解P2時的瞬時生產(chǎn)氣油比R27利用飽和度方程和瞬時氣油比方程計算出的R2計算從P1到P2下的累積產(chǎn)氣量( N N) R1 R2p2p12R R Bok2 ) o2sBk(S) groo2gS N N p2 (1 S) Bo o2NwcBoi8比較用物質(zhì)平衡方程計算出的產(chǎn)氣量和利用瞬時氣油比計算出的產(chǎn)氣量是否相同，如果相同，證明假設(shè)的Np2正確，否則不正確，重新假設(shè)Np2算，直到兩者相等。，重新計9重復(fù)計算6-8步驟，即可以得到一系列壓力下的累積產(chǎn)油量，以及每個壓力下的瞬時生產(chǎn)氣油比，采出程度。計算到廢棄壓力為最終的時刻。10整理計算的結(jié)果，繪制相應(yīng)的圖表和

39、曲線。實例分析確定油藏的地質(zhì)儲量和采出程度某溶解氣驅(qū)油藏，原始地層壓力等于飽和壓力為24.5MPa，經(jīng)過一段時間開采后，地層壓力下降到19.0MPa，此時的累積產(chǎn)油量Np為236.2104 m3，平均生產(chǎn)氣油比為587.7 m3/m3。已知參數(shù)Boi=1.572 ；Bo=1.52； Bg=0.00572；Rsi=196m3/m3； Rs=160 m3/m3。核實地質(zhì)儲量和計算采出程度。NP Bo NP (RP Rs )BgN B B (R R )Booisisg236.3 1.52 236.2 (587.7 160) 0.00572 6088 104 t1.52 1.572 (196 160)

40、 0.00572N P 236.3 3.88%R N6088第六節(jié)、物質(zhì)平衡方程的應(yīng)用評價天然能量大小驅(qū)油能量機理分析核實油藏地質(zhì)儲量計算油藏動態(tài)測算水侵量的大小非定（穩(wěn)）態(tài)水侵準定（穩(wěn)）態(tài)水侵定（穩(wěn)）態(tài)水侵與時間無關(guān)的水侵當(dāng)水區(qū)的范圍比較小，油藏的壓降能迅速的傳播到整個水區(qū)范圍，需要的時間比較短，可以近似的認為水侵量的大小與時間無關(guān)。水侵量的大小即水區(qū)彈的發(fā)揮。90W e V pw (與時間無關(guān)的水侵油水接觸面的半徑pipi天然水域的外邊界半徑對于一個具有廣闊天然水域或有外部水源供給的油藏，油藏和水域同屬于一個水動力學(xué)系統(tǒng)。這時可將油藏部分簡化為一口井底半徑為rw的“擴大井”。擴大井的半徑實

41、際上為油藏的油水接觸面的半徑，或稱為天然水域的內(nèi)邊界半徑；天然水域的外緣半徑，則稱為天然水域的外邊界半徑。在原始條件下，油藏 含油區(qū)和天然水域的地層壓力都等于原始地層壓力pi。與時間無關(guān)的水侵當(dāng)油藏投入生產(chǎn)t時間后，油藏內(nèi)邊界上油水接觸面的半徑的壓力（即油藏地層壓力）下降到p，在考慮天然水域的地層水和巖石的有效彈p性影響的條件下，所（piSchilthuis）1936年基于穩(wěn)定流定律，得到了估算天然水侵量的方程：tWe K(P P)dt2i0天然水域的外邊界半徑穩(wěn)定狀態(tài)方程 dWe K(P P)qe2idtWe天然累積水侵量，米3；Pi 為原始邊界壓力，兆帕；P 為某時間t時的油水邊界處壓力（

42、一般用油藏平均地層壓力來代替），兆帕；K2為水侵系數(shù)，米3/（月，兆帕）或米3/（季，兆帕）；qe為水侵速度，米3/月或米3/季； t 為時間，月（或季）。 dWetW K(P P)dt K(P P)qe2ie2idt0分析上式可看出：在一個特定的時間間隔內(nèi)，給定一個壓力降所得到的水侵量總是一定的。水的侵入速度與壓降成正比，即壓降越大，水侵速度越大；而壓降越小，水侵速度越小。當(dāng)?shù)貙訅毫Φ扔谠嫉貙訅毫r，壓降為零，水侵速度也就為零。穩(wěn)定狀態(tài)公式適用于：當(dāng)油藏有充足的邊水連續(xù)補給；或者因采油速度不高而使油層壓降能相對穩(wěn)定時，此時水侵速度與采出速度相等，此種情況也稱為穩(wěn)定態(tài)水侵。水侵系數(shù)的大小表示

43、了邊水的活躍程度。研究邊水的活動規(guī)律，主要求出水侵系數(shù)，因為下面介紹求水侵系數(shù)K2的方法。1）首先根據(jù)物質(zhì)平衡方程求出不同時間下的水侵量。例如，對于彈性水壓驅(qū)動油藏，在地層壓力相對穩(wěn)定時，水侵量 We 的表達式為：We NP Bo WP Wi Ct Boi PN式中除Ct Boi 和 Bo 以外的所有參數(shù)均為生產(chǎn)數(shù)據(jù)，所以不同時刻的水侵量是不難算出的。 dWe K (P P)q2）根據(jù)公式在地層壓力穩(wěn)定階段，水侵速度為e2idt常數(shù)，也就是說水侵量與時間是直線關(guān)系。所以在做出水侵量與時間的關(guān)系曲線以后，求出曲線的斜率，即求得水侵速度qe值。tWe K(P P)dt3）最后由式求出水侵系數(shù)K2。

44、2i0從以上分析可以看出，使用穩(wěn)定狀態(tài)水侵公式進行計算時，必須在地層壓力穩(wěn)定階段，此時水侵速度與采出速度相等，則水侵量與時間才成直線關(guān)系。若地層壓力達不到穩(wěn)定時則使用準穩(wěn)定狀態(tài)公式選行計算。它的應(yīng)用條件為：油藏有充足的邊水供給，即供水區(qū)的壓力穩(wěn)定，但油藏壓力還未達到穩(wěn)定狀態(tài)，把這個壓力變化階段看作是無數(shù)穩(wěn)定狀態(tài)的連續(xù)變化，如圖3。所示準穩(wěn)定狀態(tài)水侵壓力變化曲線準定（穩(wěn)）態(tài)水侵 dWe K(P P)q這時水侵速度仍為式e2idt將上式積分后，得到水侵量 We 與時間的關(guān)系：Pdt K Pt tW Ke220以We 為縱坐標(biāo)，以Pt為橫坐標(biāo)作圖，便量變化曲線，該直線的斜率就是水侵系數(shù) K2。到一條

45、累積水侵WeK/ 兆帕月（或季）米3Pt 2當(dāng)油藏具有較大或廣闊的天然水域時，作為一口“擴大井”的油藏，由于開采所造成的地層壓力降，必然連續(xù)不斷地向天然水域傳遞，并引起天然水域內(nèi)地層水和巖石有效彈性膨脹。當(dāng)?shù)貙訅毫Φ膫鬟f尚未波及到天然水域的外邊界之前，這是一個非穩(wěn)定滲流的過程，即當(dāng)油藏發(fā)生水侵的原因主要是由于含水區(qū)巖石和流體的彈性膨脹作用時，則水侵為非定態(tài)的。非定（穩(wěn)）態(tài)水侵對于這樣一個非穩(wěn)定水侵過程，不同作者基于不同的方式和天然水域的內(nèi)外邊界條件，提出了計算天然水侵量的不同非穩(wěn)定流方法。平面徑向流系統(tǒng)直線流系統(tǒng)對于底水油藏開發(fā)的半球形流系統(tǒng)非定（穩(wěn)）態(tài)水侵形成條件：水區(qū)有限供給，水區(qū)壓力下降

46、；油藏壓力也不能保持穩(wěn)定，此時的水侵量都是依靠水區(qū)彈的發(fā)揮。巖石參數(shù)均質(zhì)，油水粘度相同，內(nèi)邊界壓力一定，定端壓力解非定（穩(wěn)）態(tài)水侵 2 p 1 p 1 p kr 2r r t C t w( p ) 0外邊界為封閉r r Re(P)r R P外邊界條件定壓e(P)t 0 Pi初始邊界條件100（1）平面徑向流系統(tǒng)和范對于平面徑向流系統(tǒng)，在開發(fā)t 時間以后天然累積水侵量的表達式為：We BPQ(tD , rD )Q(tD ) 無因次水侵量函數(shù)，由無因次時間tD 和無因次半徑rD 確定。rD rero ，re 邊水供給外緣半徑；ro 油藏含油半徑。t 8.64 102KtD C r 2wt 0C 含

47、水區(qū)水和巖石的綜合壓縮系數(shù)，1/MPa；即C C C ；ttfwDt D102幾點說明：若用靜態(tài)資料計算水侵系數(shù)，則：。通常應(yīng)用油藏動態(tài)資料計算的水侵系數(shù)的結(jié)果更符合油藏實際。如果油藏和供水區(qū)的形狀不是完整的圓形，而是圓形的一部分（如下頁圖），則它們將近似地服從平面徑向流規(guī)律，均可使用圓形油藏和圓形供水區(qū)的非定態(tài)方程。B 2 r2hCot幾點說明：在此情況下，為了適合方程式所規(guī)定的條件，必須對方程式選行相應(yīng)的修正：B 2 r2hCoe / 360式中 為水侵入油藏的圓周系數(shù)； 為油藏的水侵圓周角。3）式（2-20）中 Q(tD ) 是tD 的函數(shù)。為了應(yīng)用方便，和范艾富丁根已將它們的關(guān)系制成圖

48、版和表，可直接查找確定。對于無限大供水區(qū)，因為水侵量始終穩(wěn)態(tài)所控制，無因次水侵量不會達到最大值，如圖 2-5 所示。rw / ro 10對于有限供水區(qū)來說，無論水域多大，都有一個相應(yīng)的無因次水侵量達到一個固定最大值的 tD 值，即會有一個 tD 值，使無因次水侵量達到最大值（在某一給定的壓力下），如圖 4-5 所示。4）是在定邊界壓力下非穩(wěn)定方程的解。在實際油藏中邊界壓力總是不斷下降的，為了進行這種計算，一般是把連續(xù)的壓力降分成許多壓力臺階。每個壓力臺階之間的壓力降P的水侵量可利用式W BPQ(t) 計算。, reDD把各水侵量按時間進行疊加即可求得累積水侵量。pP1P2P3ttttt0312假設(shè)實測的油藏壓力等于在原始油一水界面處的壓力，并且在時間為0，t1，t2，t3，tj 時相應(yīng)的壓力分別為 Pi，P1，P2，P3，Pj 等。那么各時間間隔的平均壓力值為：Pj P1 P2 Pj 1P1P Pi， P， P2j1222在時間為 0，t1，t2，t3，tj 等時發(fā)生的壓力降為P1 Pi P1P P P P Pi0i12 Pi P1 P1 P2 Pi P2P P P1122 P1 P22P2P32 222Pj PjP P jj222P0壓力降是油藏的邊界壓力突然由 Pi 降到P1，則壓力降P0 =如果在邊界壓力已降到 P1后的某個時候，第二個壓力 P