第九章+產量遞減規(guī)律-舒政

1、十五863子課題驗收匯報,1,目 錄,第一章 油氣藏概述 第二章 油氣藏流體 第三章 油氣藏巖石 第四章 油氣藏壓力與溫度 第五章 氣藏物質平衡 第六章 油藏物質平衡 第七章 油井試井 第九章 產量遞減規(guī)律 第十章 含水上升規(guī)律 第十二章 油藏工程設計,十五863子課題驗收匯報,2,油氣田產量隨著油氣開采過程或開發(fā)措施的實施不斷變化 一定時期內產量上升 一定時期內產量趨于穩(wěn)定 在大部分時間內產量都處于遞減期 大量油氣田的開發(fā)實踐表明：可采地質儲量的一半左右在產量遞減過程中采出,第九章 產量遞減規(guī)律,十五863子課題驗收匯報,3,第九章 產量遞減規(guī)律,XX氣田石炭系氣藏產量變化曲線,XX氣田石炭

2、系氣藏XX井產量變化曲線,十五863子課題驗收匯報,4,研究產量遞減規(guī)律對做好油氣田動態(tài)預測和油氣生產規(guī)劃意義重大 遞減期采出油氣數量大 遞減期持續(xù)時間長 遞減規(guī)律十分復雜 只有認清了產量遞減規(guī)律，才能有效地采取防止產量遞減措施，提高油氣采收率,第九章 產量遞減規(guī)律,十五863子課題驗收匯報,5,第九章 產量遞減規(guī)律,第一節(jié) 產量變化模式,產量變化三個階段,上產期：新井不斷投產，產量逐漸上升,穩(wěn)產期：油氣產量達到設計最大產量,遞減期：地層有效驅動能量衰竭的象征,十五863子課題驗收匯報,6,第九章 產量遞減規(guī)律,第一節(jié) 產量變化模式,上產期 時間較短，采出可采地質儲量的5% 10% 影響因素

3、地質條件 技術條件 政治、經濟條件，（戰(zhàn)爭） 市場條件，（買賣） 環(huán)境條件，（氣候、地理、人文） 一般情況下上產期較短，受人為干擾因素較多，很少有人研究上產期的產量變化規(guī)律,十五863子課題驗收匯報,7,第九章 產量遞減規(guī)律,第一節(jié) 產量變化模式,穩(wěn)產期 油氣田開發(fā)的黃金時期 油氣產量高 油氣開發(fā)的深層次矛盾因開發(fā)時間較短尚未暴露 只進行局部的完善和維護，就可以保證油氣田的正常運轉，油氣田生產的礦場工作量不多 穩(wěn)產時間：受地質條件和開發(fā)系統(tǒng)設置的影響 中小型油氣田：2-5年 大中型油氣田：5-10年 特大型油氣田：10年以上,十五863子課題驗收匯報,8,第九章 產量遞減規(guī)律,第一節(jié) 產量變化

4、模式,穩(wěn)產期 兩方面的考慮要求油氣田開發(fā)具有一定的穩(wěn)產期 油氣開采必須滿足下游市場的穩(wěn)定需求。下游市場對油氣的加工和消耗能力，決定了上游市場的產量 油氣開采必須充分利用油氣生產設備。若油氣田開發(fā)的大部分時間內，造價昂貴的生產設備都處于低負荷甚至閑置狀態(tài)，將大大降低油氣開采的經濟效益 開發(fā)效益最好。一般能采出可采地質儲量的50 60,十五863子課題驗收匯報,9,第九章 產量遞減規(guī)律,第一節(jié) 產量變化模式,遞減期 油氣田開發(fā)遞減期的長短主要受油氣田地質條件和當時的經濟條件的影響 大多數油氣田都有很長的產量遞減期。產量遞減期在10 30年 遞減期可采出可采地質儲量的40 50 遞減期要根據油氣產量

5、的遞減規(guī)律，制定出相應的延緩產量遞減的措施：增產、增注、三采等，遞減期的礦場工作量特別多 所有提高油氣采收率的措施全部實施完畢后，油氣生產仍無經濟效益，油氣生產終止，油氣田廢棄,十五863子課題驗收匯報,10,第九章 產量遞減規(guī)律,第一節(jié) 產量變化模式,油氣田的產量變化模式呈現出明顯的三段式 油氣井的產量變化模式只有一種：遞減模式。一般情況下，油氣井投產后，產量即開始遞減,十五863子課題驗收匯報,11,第九章 產量遞減規(guī)律,第一節(jié) 產量變化模式,油氣井的產量變化模式只有一種：遞減模式。一般情況下，油氣井投產后，產量即開始遞減,十五863子課題驗收匯報,12,第九章 產量遞減規(guī)律,第一節(jié) 產量

6、變化模式,遞減模式 凸型遞減 直線遞減 凹型遞減,十五863子課題驗收匯報,13,第九章 產量遞減規(guī)律,第二節(jié) 遞減速度與遞減率,遞減速度-單位時間內產量的遞減值,油氣產量的遞減性質，用遞減速度和遞減率來描述,遞減速度-產量遞減曲線上某點切線的斜率 遞減速度反映產量遞減的快慢程度,十五863子課題驗收匯報,14,第九章 產量遞減規(guī)律,第二節(jié) 遞減速度與遞減率,遞減率-單位時間內產量遞減的百分數 -單位產量的遞減速度,D0.3a-1-快速,遞減率描述產量的遞減性質比遞減速度更全面，更深刻 礦場上用遞減率描述產量的遞減快慢，很少用遞減速度,十五863子課題驗收匯報,15,第九章 產量遞減規(guī)律,第二

7、節(jié) 遞減速度與遞減率,遞減余率-單位時間內產量未遞減的百分數,產量遞減的快慢，受多種因素影響，每個油藏的影響因素又有所不同 客觀因素：單井控制儲量大小、天然能量補給速度、含水上升速度 人為因素：采油速度、人工能量補給速度,十五863子課題驗收匯報,16,第九章 產量遞減規(guī)律,第三節(jié) 產量遞減規(guī)律診斷,遞減規(guī)律：產量隨時間變化的數學表達式 產量遞減率不是常數，隨產量變化而變化 大量的資料統(tǒng)計發(fā)現，遞減率與產量之間的統(tǒng)計關系,遞減指數，決定遞減類型,遞減常數,產量遞減規(guī)律診斷方程,取對數,十五863子課題驗收匯報,17,第九章 產量遞減規(guī)律,第三節(jié) 產量遞減規(guī)律診斷,產量變化的某階段，遞減率與產量

8、的雙對數曲線為直線段，其斜率為遞減指數 在直線段上的產量點，屬同一遞減類型，不在直線段上的產量點，則屬其它遞減類型 由圖中曲線，確定遞減指數后，可確定產量遞減類型,十五863子課題驗收匯報,18,第九章 產量遞減規(guī)律,第三節(jié) 產量遞減規(guī)律診斷,參考點,積分,產量遞減規(guī)律方程,十五863子課題驗收匯報,19,第九章 產量遞減規(guī)律,第四節(jié) 產量遞減類型分析, n=-1，,產量遞減規(guī)律,遞減指數n可取任意值：,十五863子課題驗收匯報,20,第九章 產量遞減規(guī)律,第四節(jié) 產量遞減類型分析, n=-1，,遞減速度,常數,遞減率,時間延長，遞減率增大：產量遞減越來越快,變量,十五863子課題驗收匯報,2

9、1,第九章 產量遞減規(guī)律,第四節(jié) 產量遞減類型分析, n-1,q的二階導數,產量的遞減規(guī)律為凸型遞減,十五863子課題驗收匯報,22,第九章 產量遞減規(guī)律,第四節(jié) 產量遞減類型分析, n-1,遞減速度,凸型遞減的遞減速度隨時間的增大而增大,凸型遞減的遞減率,凸型遞減的遞減率隨時間延長而增大：產量遞減越來越快,十五863子課題驗收匯報,23,第九章 產量遞減規(guī)律,第四節(jié) 產量遞減類型分析,n-1,產量的遞減規(guī)律為凹型遞減,遞減速度,時間延長，凹型遞減的遞減速度減小,遞減率,時間延長遞減率減小產量遞減越來越慢,十五863子課題驗收匯報,24,第九章 產量遞減規(guī)律,第四節(jié) 產量遞減類型分析,十五86

10、3子課題驗收匯報,25,第九章 產量遞減規(guī)律,第四節(jié) 產量遞減類型分析,n-1,凹型遞減是最常見的遞減類型，包括3種典型的亞遞減類型,n=0,時間延長指數遞減的遞減速度減小,1945年，J.J.Arps提出,遞減速度,指數遞減,十五863子課題驗收匯報,26,第九章 產量遞減規(guī)律,第四節(jié) 產量遞減類型分析,n-1,凹型遞減是最常見的遞減類型，包括3種典型的亞遞減類型,n=0,指數遞減,遞減率,指數遞減的遞減率為常數，把指數遞減稱做常數遞減,十五863子課題驗收匯報,27,第九章 產量遞減規(guī)律,第四節(jié) 產量遞減類型分析,n-1,凹型遞減是最常見的遞減類型，包括3種典型的亞遞減類型,n=1,時間延

11、長調和遞減的遞減速度減小,1945年，J.J.Arps提出,遞減速度,調和遞減,十五863子課題驗收匯報,28,第九章 產量遞減規(guī)律,第四節(jié) 產量遞減類型分析,n-1,凹型遞減是最常見的遞減類型，包括3種典型的亞遞減類型,n=1,調和遞減,遞減率,時間延長調和遞減的遞減率減小-產量遞減越來越慢,十五863子課題驗收匯報,29,第九章 產量遞減規(guī)律,第四節(jié) 產量遞減類型分析,n-1,凹型遞減是最常見的遞減類型，包括3種典型的亞遞減類型,n=01,雙曲遞減,1945年，J.J.Arps提出,雙曲遞減的遞減速度和遞減率計算公式與凹型遞減完全一樣,十五863子課題驗收匯報,30,第九章 產量遞減規(guī)律,

12、第四節(jié) 產量遞減類型分析,十五863子課題驗收匯報,31,第九章 產量遞減規(guī)律,第四節(jié) 產量遞減類型分析,J.J.Arps的三種典型遞減曲線如圖,指數遞減的遞減速度最快 調和遞減的遞減速度最慢 雙曲遞減介于中間,十五863子課題驗收匯報,32,第九章 產量遞減規(guī)律,第四節(jié) 產量遞減類型分析,油氣產量實際的變化規(guī)律多種多樣 許多公式都可用來研究產量遞減階段的變化規(guī)律 常見的遞減公式有,只要通過生產數據，確定公式中的a、b常數，就可用以研究產量和累產量的變化規(guī)律,十五863子課題驗收匯報,33,第九章 產量遞減規(guī)律,第五節(jié) 產量遞減規(guī)律的應用,主要用途 動態(tài)預測 計算可采儲量 生產規(guī)劃研究 油氣產

13、量的預測 給定生產時間預測油氣產量 給定油氣產量預測生產時間,預測tf時刻產量qf,十五863子課題驗收匯報,34,第九章 產量遞減規(guī)律,第五節(jié) 產量遞減規(guī)律的應用,預測產量降為qf時所需時間tf,油氣產量遞減到經濟極限qlim的廢棄時間tabn,十五863子課題驗收匯報,35,第九章 產量遞減規(guī)律,第五節(jié) 產量遞減規(guī)律的應用,累積產量與時間關系式,積分,積分,累積產量,十五863子課題驗收匯報,36,第九章 產量遞減規(guī)律,第五節(jié) 產量遞減規(guī)律的應用,累積產量,油田廢棄時刻tabn的最終累積產油量NR-油氣藏的可采地質儲量,十五863子課題驗收匯報,37,第九章 產量遞減規(guī)律,第五節(jié) 產量遞減

14、規(guī)律的應用,累積產油量的其它形式,分離變量積分,可采地質儲量,十五863子課題驗收匯報,38,第九章 產量遞減規(guī)律,第五節(jié) 產量遞減規(guī)律的應用,油（井）田的經濟極限產量qlim-生產投入與產出相等時的日(月、年)產油量 油田投產初期，產油量高，產水量低，投入少、產出多，開發(fā)收益好 產油量不斷遞減，產水量不斷增加，開發(fā)投入不斷增多，產出不斷減少 投入產出相等時的產油量-經濟極限產量,開發(fā)油田年投入Ct元，稅后銷售價格P元t，油田經濟極限產油量,十五863子課題驗收匯報,39,第九章 產量遞減規(guī)律,第六節(jié) 指數遞減分析,指數遞減,遞減率為常數,直線斜率為遞減率。從直線上任選一點, 可求出產量遞減方

15、程,油氣田產量變化多呈指數遞減規(guī)律,取對數,整理,十五863子課題驗收匯報,40,第九章 產量遞減規(guī)律,第六節(jié) 指數遞減分析,遞減方程,積分,十五863子課題驗收匯報,41,第九章 產量遞減規(guī)律,第六節(jié) 指數遞減分析,還可寫成,直線的斜率為遞減率。從直線上任選一點, 可求出累積產量隨產量遞減的方程,十五863子課題驗收匯報,42,第九章 產量遞減規(guī)律,第七節(jié) 全程預測模型,產量遞減規(guī)律，不適用于油田開發(fā)的全過程 人們提出了預測油田產量變化的全程數學模型 預測油田全程產量變化的數學模型很多 介紹兩種常用的數學模型,1. Poisson旋回,翁氏模型，陳元千推廣為廣義翁氏模型,油田產量的變化都經歷

16、上升、峰值和下降三個階段產量上升比較快，下降是一個漫長的過程,十五863子課題驗收匯報,43,第九章 產量遞減規(guī)律,第七節(jié) 全程預測模型,廣義翁氏模型,產量上升階段,求導,產量處于峰值,產量下降階段,1. Poisson旋回,十五863子課題驗收匯報,44,第九章 產量遞減規(guī)律,第七節(jié) 全程預測模型,峰值產量時間,峰值產量,累計產油量,廣義翁氏模型改寫成,取對數,1. Poisson旋回,十五863子課題驗收匯報,45,第九章 產量遞減規(guī)律,第七節(jié) 全程預測模型,采取試算法(估計b)，確定翁氏模型參數a，b，c,油田可采儲量,1. Poisson旋回,十五863子課題驗收匯報,46,第九章 產

17、量遞減規(guī)律,第七節(jié) 全程預測模型,2. Logistic函數,翁文波提出用Logistic函數研究過程臨近極限狀態(tài)的變化。也用來研究油田累計產油量,求導,相除,十五863子課題驗收匯報,47,第九章 產量遞減規(guī)律,第七節(jié) 全程預測模型,2. Logistic函數,直角坐標系：Qo/ Np與Np關系為直線 截距為c 用直線的斜率可確定NR 再用(9.7.11)式可確定參數b,十五863子課題驗收匯報,48,第九章 產量遞減規(guī)律,第七節(jié) 全程預測模型,2. Logistic函數,求導,峰值時間,峰值產量,累計產量,中長期油氣產量預測與實際相差較大 中短期預測能發(fā)揮很好的作用,十五863子課題驗收匯

18、報,49,第九章 產量遞減規(guī)律,第七節(jié) 全程預測模型,已知 某油田生產10年，進入產量遞減階段 目前產量數據滿足方程：q=300e-0.1(t-2001)，q-產量(t/a)，t-生產時間(a) 確定 油田產量的遞減指數 油田5年后的遞減率 油田8年后的油田產量 油田的經濟極限產量100t/a，到廢棄的開采年數 2002年到廢棄，油田的累計采油量,例 題,十五863子課題驗收匯報,50,第九章 產量遞減規(guī)律,第七節(jié) 全程預測模型,解,例 題,由已知條件：q=300e -0.1(t-2001) （1）產量的對數與時間成線性關系，油田遞減類型為指數遞減，產量遞減指數 n=0 （2）遞減類型為指數遞減，遞減率為常數。油田5年后的遞減率D=0.1 a-1,十五863子課題驗收匯報,51,第九章 產量遞減規(guī)律,第七節(jié) 全程預測模型,解,例 題,由已知條件：q=300e -0.1(t-2001) （3）油田8年后的油田產量 q=300e-0.1*8= 134.8 (t/a) （4）到廢棄的開采年數 經濟極限產量100t