石油工程概論 第五章 油藏動態(tài)分析方法

第五章油藏開發(fā)動態(tài)分析方法油田動態(tài)分析的目的：認識油田開采過程中開發(fā)指標的變化規(guī)律油田動態(tài)分析的方法：試井分析方法、物質平衡方法、經(jīng)驗方法和數(shù)值模擬方法。完善開發(fā)方案或對原方案進行調整檢驗開發(fā)方案的合理性獲得較好的開發(fā)效果動態(tài)分析的主要內(nèi)容：①通過油田生產(chǎn)實際情況不斷加深對油藏的認識，核實和補充各項基礎資料，進一步落實地質儲量；②分析分區(qū)及分層的油氣水飽和度和壓力分布規(guī)律；③分析影響油藏最終采收率的各種因素；④預測油藏動態(tài)，提出進一步提高油藏開發(fā)效果的合理措施。第一節(jié)試井分析方法試井：為確定油井的生產(chǎn)能力和研究油層參數(shù)及地下動態(tài)而進行的專門測試工作。

穩(wěn)定試井(系統(tǒng)試井)不穩(wěn)定試井在幾個不同穩(wěn)定工作制度下取得油井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)來研究油層和油井的生產(chǎn)特征；需要測得產(chǎn)量、壓力以及含砂、含水、氣油比等資料。通過改變油井工作制度，測得井底壓力的變化資料，以不穩(wěn)定滲流理論為基礎來反求油層參數(shù)，研究油層和油井特征。目前不穩(wěn)定試井方法應用比較廣泛，它可以確定油層參數(shù)、研究油井不完善程度及判斷增產(chǎn)措施效果、推算地層壓力、確定油層邊界和估算泄油區(qū)內(nèi)的原油儲量。進一步完善了常規(guī)試井分析方法，提高了整個測試資料解釋的可靠性。(1)常規(guī)試井分析方法(2)現(xiàn)代試井分析方法起步早，發(fā)展完善，且簡單易用；①以分析中、晚期資料為主，要求測試時間長；②實測井底壓力和對應時間在半對數(shù)坐標系中出現(xiàn)直線段，直線段的起點難以確定；③難以分析早期資料，不能取得井筒附近的信息。優(yōu)點：缺點：試井資料的處理方法無因次距離：一、基本概念（1）無因次量無因次壓力：無因次時間：無因次井筒存儲系數(shù)：（2）表皮效應與表皮系數(shù)表皮效應：地層受到損害或改善，井筒附近地層滲透率發(fā)生變化的現(xiàn)象。S值為正S值為零井底附近地層因污染滲透率下降S值為負采用增產(chǎn)措施后，井底附近的滲透率提高不完善井超完善井理想狀況表皮系數(shù)：完善井（3）井筒存儲效應與井筒存儲系數(shù)在壓力恢復試井中，由于井筒內(nèi)的氣體和液體的可壓縮性，油井關井時，地層中的液體繼續(xù)流入井內(nèi)，并壓縮井筒流體的現(xiàn)象。續(xù)流：井筒存儲：在壓降試井中，油井一開井，首先流出井筒的是原先壓縮的流體，而地層流體不流入井筒的現(xiàn)象續(xù)流和井筒存儲對壓力曲線的影響是等效的，均表現(xiàn)為壓力曲線直線段滯后井筒存儲效應井筒存儲系數(shù)新井或油井關井時間較長，地層中壓力分布穩(wěn)定后，油井以定產(chǎn)量進行生產(chǎn)，獲取井底壓力隨時間變化規(guī)律的試井方法。二、常規(guī)試井分析方法1、壓降試井:圖5-3壓降試井的產(chǎn)量和壓力隨時間變化曲線圖5-4壓降分析半對數(shù)曲線直線的斜率為：②在半對數(shù)直線段取一點，已知時間和對應壓力可求表皮系數(shù)S。①已知斜率可求地層流動系數(shù)Kh/μ和滲透率K；應用在油井以定產(chǎn)量生產(chǎn)一定時間后，突然關井測量井底壓力隨時間的變化曲線的試井方法（2）壓力恢復試井圖5－5壓力恢復試井的產(chǎn)量和井底壓力歷史目前油田最常用的試井方法假定油井產(chǎn)量為q，生產(chǎn)時間T后關井，關井后地層液體立即停止向井內(nèi)流動(即砂層面關井)，地層壓力重新分布，壓力的變化過程滿足彈性不穩(wěn)定滲流規(guī)律。關井后井底壓力變化規(guī)律彈性不穩(wěn)定滲流基本方程壓力恢復公式或Horner公式②外推直線段至縱坐標,可以直接推算原始地層壓力；①已知斜率可求地層流動系數(shù)Kh/μ和滲透率K；應用迭加原理井底壓力與成直線關系圖5－6Horner曲線斜率③求斷層距離。目前一般采用現(xiàn)代試井分析軟件計算分析。三、現(xiàn)代試井分析方法(課本p47)現(xiàn)代試井分析方法的重要手段之一是圖版擬合。通過圖版擬合，可以得到關于油藏及油井類型、流動階段等方面的信息，還可以算出K、S、C等參數(shù)。自學第二節(jié)經(jīng)驗方法經(jīng)驗方法來源于對生產(chǎn)規(guī)律的分析與總結。它要求系統(tǒng)觀察油藏生產(chǎn)動態(tài)，詳細收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過分析與研究油田生產(chǎn)規(guī)律，主要是產(chǎn)量、壓力和含水等指標的變化規(guī)律。一、油田產(chǎn)量遞減規(guī)律及其應用圖5－10油田產(chǎn)量變化曲線油氣田開發(fā)的基本模式產(chǎn)量上升階段產(chǎn)量穩(wěn)定階段產(chǎn)量遞減階段油田經(jīng)過穩(wěn)產(chǎn)期后，產(chǎn)量將以某種規(guī)律遞減，產(chǎn)量的遞減速度通常用遞減率表示。1、遞減率單位時間的產(chǎn)量變化率，或單位時間內(nèi)產(chǎn)量遞減的百分數(shù)圖5－11遞減率定義示意圖a——產(chǎn)量遞減率；n——遞減指數(shù)；k——比例常數(shù)；2、產(chǎn)量遞減規(guī)律分類(1)指數(shù)遞減(2)雙曲遞減1<n<∞(3)調和遞減n=1不同油田的產(chǎn)量遞減規(guī)律不同，表現(xiàn)在其初始遞減率ai

和遞減指數(shù)n不同，而主要取決于n。應用產(chǎn)量遞減規(guī)律可以預測未來的產(chǎn)量指標和可采儲量。二、水驅特征曲線分析注水或天然水侵油田的開發(fā)，在無水采油期結束后，油田將長期處于含水期的開采，且采水率將逐步上升，這是影響油田穩(wěn)產(chǎn)的重要因素。1、水驅油田含水采油期的劃分(5)特高含水采油期：含水率>90%。(1)無水采油期：含水率<2%。(2)低含水采油期：含水率2%～20%。(3)中含水采油期：含水率20%～75%。(4)高含水采油期：含水率75%～90%。注水開采油田可劃分為四個階段：第一階段：建設投產(chǎn)、產(chǎn)量上升階段，不含水至低含水（<25%）階段；工作措施是需要注水的油田，及時注水，分層注水。第二階段：油田穩(wěn)產(chǎn)，中含水（25%~75%）階段；工作措施是前期需要放大生產(chǎn)壓差，提高產(chǎn)液量，進行油井增產(chǎn)措施；后期是換大泵，調整井網(wǎng)，鉆加密井。第三階段：產(chǎn)量遞減，高含水（75%~90%）階段；工作措施是油井堵水，注水井堵大孔道，控水穩(wěn)油。第四階段：緩慢遞減，特高含水（>90%）階段；工作措施是控水穩(wěn)油，維持生產(chǎn)所必需要的井下作業(yè)措施。注水開采油田的簡要開采過程2、水驅曲線圖5－17水驅曲線（1）預測油田生產(chǎn)過程中的含水率、產(chǎn)油量、產(chǎn)水亮、累積產(chǎn)油量以及采出程度等與開發(fā)時間的關系；（2）預測油藏最終采收率。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預測各種驅動類型油氣田的地質儲量、油氣開采速度、油藏壓力變化、天然水侵量和油氣采收率等。第三節(jié)物質平衡分析方法基本原理：將油藏看成體積不變的容器，油藏開發(fā)到某一時刻，采出的流體量加上地下剩余的儲存量，等于流體的原始儲量。主要用途：②油藏溫度在開發(fā)過程中保持不變，油藏動態(tài)僅與壓力有關?；炯僭O條件：①油氣水三相之間在任一壓力下均能瞬間達到平衡；原油體積變化(DVO)＋氣體體積變化(DVG)＋孔隙體積變化(DVR)＋水體積變化(DVW)＝0根據(jù)物質平衡的基本原理綜合驅動油藏剖面示意圖(1)油藏壓力為P時原油體積的變化(2)油藏壓力