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(duì)氣井絕對(duì)無(wú)阻流量的影響及預(yù)測(cè) 3HYPERLINK\l”_Toc233160742"2、利用指數(shù)式和二項(xiàng)式確定氣井無(wú)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(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)油藏地質(zhì)儲(chǔ)量方法簡(jiǎn)介 56。2水驅(qū)曲線(xiàn)法計(jì)算地質(zhì)儲(chǔ)量 7HYPERLINK\l”_Toc233160749"6。3產(chǎn)量遞減法計(jì)算地質(zhì)儲(chǔ)量 8HYPERLINK\l”_Toc233160750”6.4Weng旋回模型預(yù)測(cè)可采儲(chǔ)量 9HYPERLINK\l”_Toc233160751”6.5試井法計(jì)算地質(zhì)儲(chǔ)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(xiàn) 16_Toc233160756”9.2乙型水驅(qū)特征曲線(xiàn) 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(cè)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(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)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(chēng)為天然水域的內(nèi)半徑；天然水域的外緣半徑，則稱(chēng)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(kāi)采到時(shí)間的地層壓力，MPa；—開(kāi)采時(shí)間，d；—水侵常數(shù),m3/（MPa·d）。它與天然水域的儲(chǔ)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(kāi)采實(shí)際動(dòng)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(duì)(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(duì)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(kāi)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(guò)程.對(duì)于這一非穩(wěn)定水侵過(guò)程，基于不同的流動(dòng)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(duì)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(jiàn)圖15－2）Mpa。圖15—2不同開(kāi)發(fā)階段求解有效地層壓降示意圖不同開(kāi)發(fā)時(shí)間的有效地層壓降，由下式確定：……（15—8）為無(wú)量綱水侵量,它是由下面表示的無(wú)量綱時(shí)間和無(wú)量綱半徑的函數(shù):(15-9）（15—10）式中：—無(wú)量綱時(shí)間；—無(wú)量綱半徑；-天然水域的外緣半徑,m；—開(kāi)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(duì)于一個(gè)實(shí)際的油(氣）藏，如果周?chē)奶烊凰虿皇且粋€(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(duì)于不同開(kāi)發(fā)階段（時(shí)間）的無(wú)量綱水侵量，可利用回歸的如下經(jīng)驗(yàn)公式：a無(wú)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(duì)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(wú)量綱半徑無(wú)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(duì)于直線(xiàn)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(xiàn)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(zhǎng)度，m。直線(xiàn)流系統(tǒng)的無(wú)量綱時(shí)間表示為:(15—18）式中的為直線(xiàn)流的綜合參數(shù)（)。對(duì)于直線(xiàn)流系統(tǒng)，無(wú)限大天然水域、有限封閉天然水域和有限敞開(kāi)外邊界定壓天然水域的三種情況，無(wú)量綱水侵量與無(wú)量綱時(shí)間的關(guān)系,見(jiàn)圖15－3圖15-3直線(xiàn)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(wú)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(kāi)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(kāi)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(duì)于底水油藏開(kāi)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(wú)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(duì)于無(wú)限大天然水域、有限封閉天然水域和有限敞開(kāi)天然水域三種情況的無(wú)量綱水侵量與無(wú)量綱時(shí)間的關(guān)系數(shù)據(jù)繪制的和的關(guān)系圖，見(jiàn)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(duì)于有限敞開(kāi)天然水域,的關(guān)系曲線(xiàn)已接近于無(wú)限大天然水域的情況;而對(duì)于有限封閉天然水域，不同的關(guān)系曲線(xiàn),與無(wú)限大天然水域情況有顯著的差異。無(wú)限大天然水域系統(tǒng):無(wú)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(wú)量綱半徑無(wú)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(kāi)天然水域系統(tǒng)：有限敞開(kāi)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(kāi)天然水域不同的經(jīng)驗(yàn)公式無(wú)量綱半徑無(wú)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(kāi)發(fā)實(shí)際動(dòng)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(huì)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(dòng)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(xiě)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(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法研究碳酸鹽巖油田注水替油動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法同一般的注水開(kāi)采動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法一樣有四種：摸擬方法、水動(dòng)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(shí)碳酸鹽巖油田注水吞吐開(kāi)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(dòng)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(kāi)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(zhǎng)，費(fèi)用高,應(yīng)用范圍是有限的。特別是開(kāi)采的生產(chǎn)管理部門(mén)，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(jiǎn)單易行，容易掌握，除此生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料外，無(wú)需更多的油、氣、水參數(shù)；同時(shí)還因其針對(duì)性強(qiáng)，各個(gè)油田使用時(shí)，對(duì)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(lèi)方法，是十分必要的.注水吞吐井的生產(chǎn)動(dòng)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?tīng)F井和開(kāi)井過(guò)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(cè)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(guò)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(kāi)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(cè)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(duì)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(huì)上升，開(kāi)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(chǔ)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(dòng)方程為：（5－10）從兩相區(qū)開(kāi)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(duì)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(guò)束縛水飽和度點(diǎn)對(duì)－曲線(xiàn)作切線(xiàn),得到一切點(diǎn),該切點(diǎn)所對(duì)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(xiàn)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(guò)束縛水飽和度點(diǎn)對(duì)－曲線(xiàn)作切線(xiàn)，并延長(zhǎng)此切線(xiàn)使之與＝1的橫線(xiàn)交于一點(diǎn),該點(diǎn)所對(duì)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(duì)滲透率:根據(jù)相滲曲線(xiàn),由含水飽和度及絕對(duì)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(chēng)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(duì)實(shí)際的水錐高度進(jìn)行擬合。見(jiàn)水時(shí)水錐高度（2)由（2）式計(jì)算油井見(jiàn)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(jiàn)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(kāi)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(duì)計(jì)算結(jié)果影響較小;對(duì)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(jiàn)水時(shí)的產(chǎn)量變化。（2)見(jiàn)水時(shí)間—產(chǎn)液深度交會(huì)法如果油藏具有統(tǒng)一的油水界面,在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,隨著時(shí)間的推移，原油采出量增加,油水界面就會(huì)比不斷升高.通過(guò)分析時(shí)間—見(jiàn)水深度的變化,確定縫洞單元的油水界面.表5—4-3井號(hào)時(shí)間(月-年）深度（米）依據(jù)井號(hào)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(cè)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(jiàn)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(jiàn)表5單元內(nèi)單井見(jiàn)水深度—見(jiàn)水時(shí)間的交匯圖見(jiàn)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(xiàn)性關(guān)系，具有較好的一致性趨勢(shì)，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(xiàn)性關(guān)系,S48縫洞單元油水界面