油藏工程常用計(jì)算方法

PAGE1油藏工程常用計(jì)算方法目錄TOC\o"1—3”\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc233160741"1、地層壓降對氣井絕對無阻流量的影響及預(yù)測 3HYPERLINK\l”_Toc233160742"2、利用指數(shù)式和二項(xiàng)式確定氣井無阻流量差異性研究 3_Toc233160744”4、確定氣井高速湍流系數(shù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式 45、表皮系數(shù)分解 46、動態(tài)預(yù)測油藏地質(zhì)儲量方法簡介 56。2水驅(qū)曲線法計(jì)算地質(zhì)儲量 7HYPERLINK\l”_Toc233160749"6。3產(chǎn)量遞減法計(jì)算地質(zhì)儲量 8HYPERLINK\l”_Toc233160750”6.4Weng旋回模型預(yù)測可采儲量 9HYPERLINK\l”_Toc233160751”6.5試井法計(jì)算地質(zhì)儲量 107、油井二項(xiàng)式的推導(dǎo)及新型IPR方程的建立 159、水驅(qū)曲線 16_Toc233160756”9.2乙型水驅(qū)特征曲線 1711、地層壓力及流壓的確定 18HYPERLINK\l”_Toc233160759”11.1利用流壓計(jì)算地層壓力 19HYPERLINK\l”_Toc233160760”11.2利用井口油壓計(jì)算井底流壓 19HYPERLINK\l”_Toc233160761"11。3利用井口套壓計(jì)算井底流壓 20HYPERLINK\l”_Toc233160762”11。4利用復(fù)壓計(jì)算平均地層壓力的方法（壓恢） 2211.5地層壓力計(jì)算方法的篩選 22HYPERLINK\l”_Toc233160764”12、Arps遞減分析 2313、模型預(yù)測方法的原理 24_Toc233160767”15、天然水侵量的計(jì)算方法 2515。2非穩(wěn)定流法 2716、注水替油井動態(tài)預(yù)測方法研究 34。擴(kuò)大井的半徑實(shí)際上為油藏的油水接觸面的半徑，或稱為天然水域的內(nèi)半徑；天然水域的外緣半徑，則稱為天然水域的地層壓力都等于原始地層壓力.當(dāng)油藏投入生產(chǎn)時(shí)間后，油藏內(nèi)邊界上的壓力（即油藏地層壓力)下降到，在考慮天然水域的地層水和巖石的有效彈性影響條件下，1936年基于達(dá)西穩(wěn)定流定律,得到了估算天然水侵量的表達(dá)式:,（15-2）式中：—天然累計(jì)水侵量，m3；-原始地層壓力，MPa;-油藏開采到時(shí)間的地層壓力，MPa；—開采時(shí)間，d；—水侵常數(shù),m3/（MPa·d）。它與天然水域的儲層物性、流體物性和油藏邊界形狀有關(guān)。天然水驅(qū)油藏的開采實(shí)際動態(tài)表明,（15—2)式中的并不是一個(gè)常數(shù)，而是一個(gè)隨時(shí)間變化的變量。于1943年對(15—2）式提出如下修正形式：，(15—3)式中：—的水侵常數(shù),m3/(MPa·d)；—與時(shí)間單位有關(guān)的轉(zhuǎn)換常數(shù)。由（15—2）和(15—3)式對比，可得到如下關(guān)系式：(15—4）15。2非穩(wěn)定流法當(dāng)油藏具有較大或廣闊的天然水域時(shí)，作為一口“擴(kuò)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)地層水和巖石的有效彈性膨脹。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，這時(shí)一個(gè)屬于非穩(wěn)定滲流的過程.對于這一非穩(wěn)定水侵過程，基于不同的流動方式和天然水域的內(nèi)外邊界條件,提出了計(jì)算天然水侵量的不同非穩(wěn)定流方法。1.vanEverdingen和Hurst法對于平面徑向流系統(tǒng)的天然累計(jì)水侵量的表達(dá)式為:（15—5）若令:，得：(15-7）式中：-水侵系數(shù),m3/MPa;-油水接觸面半徑，m;—天然水域的有效厚度，m;-天然水域的有效孔隙度,小數(shù)；—天然水域內(nèi)地層水和巖石的有效壓縮系數(shù)（)，MPa-1；—油藏內(nèi)邊界上(油藏平均）的有效地層壓降（見圖15－2）Mpa。圖15—2不同開發(fā)階段求解有效地層壓降示意圖不同開發(fā)時(shí)間的有效地層壓降，由下式確定：……（15—8）為無量綱水侵量,它是由下面表示的無量綱時(shí)間和無量綱半徑的函數(shù):(15-9）（15—10）式中：—無量綱時(shí)間；—無量綱半徑；-天然水域的外緣半徑,m；—開發(fā)時(shí)間,d；—天然水域內(nèi)的有效滲透率，mD；—有效孔隙度；—天然水域內(nèi)地層水的粘度；—平面徑向流的綜合系數(shù)（)；—平面徑向流的綜合參數(shù)（）；對于一個(gè)實(shí)際的油(氣）藏，如果周圍的天然水域不是一個(gè)整圓形,而是圓形的一部分（即扇形），或由面積等值方法折合的某個(gè)半徑的扇形，則由(15—5)式表示的水侵系數(shù)，應(yīng)改為下式表示：（15—11）式中-水侵的圓周角,以度表示。在給定和值之后，根據(jù)天然水域的邊界條件，對于不同開發(fā)階段（時(shí)間）的無量綱水侵量，可利用回歸的如下經(jīng)驗(yàn)公式：a無限大天然水域體統(tǒng)當(dāng)時(shí):（15-12）當(dāng)時(shí)：（15-13）當(dāng)時(shí)：（15—14）b有限封閉天然水域系統(tǒng)：對于不同的值,與的回歸關(guān)系式列于表1-1中表15—1平面徑向流有限封閉天然水域不同的的經(jīng)驗(yàn)公式無量綱半徑無量綱時(shí)間范圍相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式1.50.05～0.82.00。075～5。02。50.15~103.00.40～243。51～404。02~504。54～1005。03～1206.07.5～2208。09~50010。015~4802.Nabor和Barham法對于直線流系統(tǒng)的天然累計(jì)水侵量表示為：（15-15)（15—16)（15—17)式中：-天然累計(jì)水侵量，m3；—直線流系統(tǒng)的水侵常數(shù)，m3/MPa;—天然水域的寬度，m；—天然水域的有效厚度，m；—天然水域的有效孔隙度，f；-油水接觸面到天然水域外緣的長度，m。直線流系統(tǒng)的無量綱時(shí)間表示為:(15—18）式中的為直線流的綜合參數(shù)（)。對于直線流系統(tǒng)，無限大天然水域、有限封閉天然水域和有限敞開外邊界定壓天然水域的三種情況，無量綱水侵量與無量綱時(shí)間的關(guān)系,見圖15－3圖15-3直線流系統(tǒng)不同天然水域條件與的關(guān)系圖在實(shí)際計(jì)算時(shí)，可以利用如下的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式：(1）無限大天然水域系統(tǒng):（15-19）（2）有限封閉天然水域系統(tǒng)：（15-20）（3）有限敞開邊界定壓天然水域系統(tǒng)：（15-20）當(dāng)時(shí)，上述三種天然水域條件的均等于。而當(dāng)時(shí)，有限敞開外邊界定壓天然水域系統(tǒng)的；有限封閉水域系統(tǒng)的。3。Chatas法對于底水油藏開發(fā)的半球形流系統(tǒng)的天然累計(jì)水侵量表示為：（15-21）令:（15—22） （15—23）式中：—天然累計(jì)水侵量，m3；-半球形流的水侵參數(shù),m3/MPa；-半球形流的等效油水接觸球面的半徑，m。半球形流系統(tǒng)的無量綱時(shí)間表示為:（15—24）式中的為半球形流的綜合參數(shù)（）。半球形流對于無限大天然水域、有限封閉天然水域和有限敞開天然水域三種情況的無量綱水侵量與無量綱時(shí)間的關(guān)系數(shù)據(jù)繪制的和的關(guān)系圖，見圖15—4所示。圖15-4半球形流不同天然水域條件的關(guān)系圖由圖15—4看出，對于有限敞開天然水域,的關(guān)系曲線已接近于無限大天然水域的情況;而對于有限封閉天然水域，不同的關(guān)系曲線,與無限大天然水域情況有顯著的差異。無限大天然水域系統(tǒng):無限大天然水域的與的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式為：(15—25)有限封閉天然水域系統(tǒng):有限封閉天然水域，不同的的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式表15-2半球形流有限封閉天然水域不同的經(jīng)驗(yàn)公式無量綱半徑無量綱時(shí)間范圍相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式20.07～1040.7～962～80084~2000106～10010200～40002030～20003080～10000有限敞開天然水域系統(tǒng)：有限敞開天然水域,不同的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式：表15-3半球形流有限敞開天然水域不同的經(jīng)驗(yàn)公式無量綱半徑無量綱時(shí)間范圍相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式20.07-340。7-2062—4084-70106-902030—6003080—10004。Hurst穩(wěn)態(tài)水侵修正模型天然水驅(qū)油藏的開發(fā)實(shí)際動態(tài)表明,水侵常數(shù)k是一個(gè)隨時(shí)間變化的變量。Hurst發(fā)現(xiàn)水域半徑會隨時(shí)間變化，則有(15—26）Hurst提出了穩(wěn)態(tài)水侵修正形式：(15-27），，（15—28）修正的穩(wěn)態(tài)公式適用條件為:與含油區(qū)相比，供水區(qū)很大；油層產(chǎn)生的壓力降不斷向外傳播，使流動阻力增大，因而邊水侵入速度減小,也就是水侵系數(shù)變小。另外，這一規(guī)律一般用于油田生產(chǎn)一段時(shí)間以后,壓力處于平穩(wěn)下降的階段。上式可以寫成求和形式:(15-29）其中有2個(gè)未知數(shù)a和Ch，可以用下式確定：（15—30）a和Ch的確定：(15-31）斜率mnEr斜率mnEr16、注水替油井動態(tài)預(yù)測方法研究碳酸鹽巖油田注水替油動態(tài)預(yù)測方法同一般的注水開采動態(tài)預(yù)測方法一樣有四種：摸擬方法、水動力學(xué)方法、物質(zhì)平衡方法和是統(tǒng)計(jì)及經(jīng)驗(yàn)方法。其中模擬方法又分物理模擬和數(shù)學(xué)模擬，前者是認(rèn)識碳酸鹽巖油田注水吞吐開采機(jī)理的重要手段，但因安裝模型及實(shí)驗(yàn)操作很費(fèi)工時(shí),而且要得到正確地按相似比例模擬具體的原油和砂層,常常受到材料及液體有效性的限制，而且人為操作上的誤差也較大。而數(shù)值模擬方法隨著熱采軟件不斷普及，應(yīng)用較多。由于蒸汽吞吐數(shù)值模擬研究需要大量可靠的動靜態(tài)數(shù)據(jù),實(shí)際應(yīng)用時(shí)很難獲得齊全的資料，因此采用數(shù)值模擬方法時(shí)，總是存在比常規(guī)油田注水開采數(shù)值模擬有著更大的不確定性和多解性。另一方面,數(shù)值模擬方法研究時(shí)間長，費(fèi)用高,應(yīng)用范圍是有限的。特別是開采的生產(chǎn)管理部門，更容易接受統(tǒng)計(jì)與經(jīng)驗(yàn)方法.其主要原因是：這兩種方法簡單易行，容易掌握，除此生產(chǎn)動態(tài)資料外，無需更多的油、氣、水參數(shù)；同時(shí)還因其針對性強(qiáng)，各個(gè)油田使用時(shí)，對某些經(jīng)驗(yàn)常數(shù)還可修正，而使之更加符合本油田的情況。因而不斷豐富這類方法，是十分必要的.注水吞吐井的生產(chǎn)動態(tài)與油層性質(zhì)、地質(zhì)情況和注水狀況等因素有關(guān)。根據(jù)塔河油田的注水吞吐情況，建立了注水吞吐燜井和開井過程中的地質(zhì)物理模型,利用物質(zhì)平衡方程計(jì)算燜井結(jié)束和生產(chǎn)階段油層平均壓力及波及區(qū)的油水飽和度，利用油水兩相滲流理論—貝克萊—列維爾特驅(qū)油理論計(jì)算波及半徑，最后根據(jù)圓形封閉地層中心一口井?dāng)M穩(wěn)態(tài)的近似解公式計(jì)算產(chǎn)水量及產(chǎn)油量，達(dá)到產(chǎn)量預(yù)測的目的.理論推導(dǎo)（1）注水吞吐井的地質(zhì)物理模型:當(dāng)水注入油層后，經(jīng)過燜井階段,將油藏分為兩個(gè)區(qū),波及區(qū)及未波及區(qū).在波及區(qū)內(nèi)，靠近井筒附近，含水較高，所以開井生產(chǎn)初期，含水率較高，但隨著近井產(chǎn)出水的增加，含水率逐漸降低。其油藏平面圖如圖5－1所示。圖5－1油藏平面示意圖（2）注水吞吐井生產(chǎn)能力計(jì)算公式：燜井結(jié)束后，將油藏分為波及區(qū)及未波及區(qū).采用圓形封閉地層中心一口井?dāng)M穩(wěn)態(tài)的近似解公式計(jì)算產(chǎn)水量及產(chǎn)油量。在波及區(qū)內(nèi)：（5－1）(5－2)在未波及區(qū)內(nèi)：（5－3)（5－4)（5－5）由（5－3）式及（5－5）式得：（5－6）由（5－1）式及（5－6）式得產(chǎn)油量為：（5－7）式中：、為產(chǎn)油指數(shù)。同理可以推導(dǎo)出產(chǎn)水量公式：（5－8）式中：、為產(chǎn)水指數(shù)；為表皮系數(shù)。綜上可知：要預(yù)測吞吐井的出油和出水能力，需要求得幾個(gè)主要參數(shù)，燜井結(jié)束時(shí)的平均地層壓力；各階段的油水飽和度；不同飽和度下的油水相對滲透率；波及區(qū)的半徑和供給半徑.（3）各項(xiàng)參數(shù)的確定平均地層壓力：當(dāng)注入一定量的水后，地層壓力會上升，開井生產(chǎn)后，由于產(chǎn)出一定量的油和水，使得平均地層壓力低于燜井結(jié)束時(shí)的壓力。生產(chǎn)階段時(shí)的平均地層壓力為：（5－9）式中:為平均地層壓力，為原始地層壓力，、為累計(jì)產(chǎn)水量和累計(jì)注水量，、為壓力下的油水體積系數(shù)為原始地質(zhì)儲量為綜合壓縮系數(shù)，、、分別為油、水和孔隙的壓縮系數(shù)；、為原始地層油和水飽和度。波及半徑：根據(jù)油水兩相滲流理論-貝克萊—列維爾特驅(qū)油理論計(jì)算波及半徑。平面徑向流的等飽和度面移動方程為：（5－10）從兩相區(qū)開始形成到t時(shí)刻滲入兩相區(qū)（）范圍內(nèi)的總水量使該范圍內(nèi)各處含水飽和度相應(yīng)增加，根據(jù)物質(zhì)平衡原理：（5－11）式中：－兩相區(qū)中任意一點(diǎn)處t時(shí)刻的含水飽和度；－束縛水飽和度。對式（5－10）式微分可得：（5－12）將（5－12)式代入（5－11）式并整理得:(5－13）上式是一個(gè)含有水驅(qū)油前緣含水飽和度的隱函數(shù)關(guān)系式，根據(jù)此式可用圖解法求得水驅(qū)油前緣含水飽和度，其方法如下：在含水率與含水飽和度關(guān)系圖中，通過束縛水飽和度點(diǎn)對－曲線作切線,得到一切點(diǎn),該切點(diǎn)所對應(yīng)的含水飽和度即為水驅(qū)油前緣含水飽和度。求得水驅(qū)油前緣含水飽和度以后,再在－關(guān)系曲線上求得，然后根據(jù)式（5－10）即可求出水驅(qū)油前緣所到達(dá)的位置。平均含水飽和度：設(shè)兩相區(qū)中平均含水飽和度為，根據(jù)物質(zhì)平衡原理可得：將（9－10）式代入上式可得：（5－14）式（5－14）是一個(gè)含有兩相區(qū)平均含水飽和度的隱函數(shù)關(guān)系式,難于直接求解,可根據(jù)此式用圖解法求得.方法如下：在含水率與含水飽和度關(guān)系圖中,通過束縛水飽和度點(diǎn)對－曲線作切線，并延長此切線使之與＝1的橫線交于一點(diǎn),該點(diǎn)所對應(yīng)的含水飽和度即為兩相區(qū)平均含水飽和度，它是個(gè)定值.油、水相對滲透率:根據(jù)相滲曲線,由含水飽和度及絕對滲透率，即可計(jì)算不同飽和度下的油、水相滲透率。將以上各參數(shù)代入（5－7)式和（5－8）式即可求得產(chǎn)油量及產(chǎn)水量。17、確定縫洞單元油水界面方法的探討（1）水錐經(jīng)驗(yàn)公式法相關(guān)研究表明,水驅(qū)雙重介質(zhì)碳酸鹽巖底水油藏,半徑為10m的近井地區(qū),是壓力梯度大、流速高的地區(qū)，此區(qū)內(nèi)底水沿裂縫迅速向井底突進(jìn)，其高度稱之為水錐高度.油井不形成水錐的極限產(chǎn)量用下式計(jì)算：(1)油井實(shí)際產(chǎn)量大于極限總產(chǎn)量時(shí)將形成水錐。由（1)式可計(jì)算油井的水錐高度，從而可對實(shí)際的水錐高度進(jìn)行擬合。見水時(shí)水錐高度（2)由（2）式計(jì)算油井見水時(shí)的水錐高度，可計(jì)算油水界面深度：Dowc=D+hp+how(3)式中:ke：有效滲透率，達(dá)西D，how：油井見水時(shí)油層頂界離油水界面的高度，m△ρwo：地下水油密度差，ρos：地面脫氣原油密度μop：地層原油粘度，mPa.S，Bo：原油體積系數(shù)，m3/m3hp：油井油層打開厚度,m，Dowc：油水界面深度,mD：油層頂面深度，m由于油井間地面原油粘度、原油體積系數(shù)、地層水油密度差和地面原油密度變化小，其對計(jì)算結(jié)果影響較小;對計(jì)算結(jié)果影響較大的主要計(jì)算參數(shù)是油層的有效滲透率和油井見水時(shí)的產(chǎn)量變化。（2)見水時(shí)間—產(chǎn)液深度交會法如果油藏具有統(tǒng)一的油水界面,在開發(fā)過程中,隨著時(shí)間的推移，原油采出量增加,油水界面就會比不斷升高.通過分析時(shí)間—見水深度的變化,確定縫洞單元的油水界面.表5—4-3井號時(shí)間(月-年）深度（米）依據(jù)井號時(shí)間(月—年）深度（米）依據(jù)S4809—2000—5331井底TK424CH10—20025560軌跡A點(diǎn)T40105—2003—5343PLTTK425CH10-2003—5417軌跡A點(diǎn)T40204—1999-5544PLTTK425CH10-2000-5380軌跡B點(diǎn)TK40802-2001-5437水泥塞TK42904-2001—5481PLTTK40802—2001—5427機(jī)械鉆速TK42902-2002-5451PLTTK41003—20035415三維分布TK44002—2004-5556PLTTK41110—2000-5459水泥塞TK44002—2004-5502PLT峰值TK41110—2000-5434測井TK44005-2004-5487上部PLTTK41204—2001—5418PLTTK46702-2004-5460三維分布TK41210-2003—5338PLTTK46702—2004—5365三維分布TK424CH02—2002-5442泥漿漏失如S48單元根據(jù)見水時(shí)間，給出了每口井不同時(shí)間（TVD900米)的油水界面及依據(jù)，見表5單元內(nèi)單井見水深度—見水時(shí)間的交匯圖見圖5—4—3。從圖中可以看出,S48單元油水界面隨時(shí)間的變化基本符合線性關(guān)系，具有較好的一致性趨勢，單元具有統(tǒng)一的油水界面。根據(jù)油水界面與時(shí)間的線性關(guān)系,S48縫洞單元油水界面