《油藏工程》课后习题答案

思考题与习题要点 第一章 1 油田正式投入开发前的准备工作有哪些？ 答：整体上油藏的开发分为三个部分，即区域勘探、工业勘探和投入开发。但是投入开发过程中首先要进行基础井网的钻井，以便于更加详细的了解油藏情况。主要论述前两部分的内容和工作。 2 试从处理好认识油田和开发油田的关系，说明整装油田和断块油田的开发程序的差别。 答：从认识油田的角度出发，应该在初期取得更多的资料，尤其是第一手的探井详探井资料，从开发油田的角度看，前期的资料井比较多会影响到后期开发井网的完善性。对于整装油藏和断块油藏来说，其含油的范围和特征不同，整装油田需要较少的井数即可大致了解油藏特征，但是对于断块油田来说，由于油藏范围比较小，井数少很难了解全面其油藏的分布特征。 3 在裂缝或断层较发育的地区，井排方向如何布置？ 答：主要从裂缝和断层的性质出发考虑，天然裂缝或人工压裂的裂缝导流能力比较高，注入水很容易在其中窜流，因此含油裂缝的油田最好裂缝的方向与水驱油的方向垂直；断层可以分为开启性、半开启性、以及密封性断层，对于开启性质的断层来说，其对油水流动阻挡能力没有影响，但是封闭性断层可以阻挡流体的流动，因此如果在水驱油的方向上存在封闭断层，则断层一侧的生产井很难受效。 （注意水驱油的方向与井排方向的关系） 4 弹性、塑性、弹塑性储层特性对产能的影响有何差别？ 答：主要从岩石的性质变化（渗透率变化）考虑，压力的变化导致渗透率改变的程度，压力回升可否恢复角度考虑。 5 五点法与反九点法面积井网各自有何特点？ 答：从井网的构成，油水井数比，井网密度，适用的油藏等方面入手分析。 6. 已知某油田的储量计算参数为:A=20h=25m；= 地面 求该油田的原始地质储量、储量丰度和单储系数的大小。 答：采用储量的计算公式计算，主要注意各个参数的单位，含油面积采用的是平方公里，计算完成的单位为104t，丰度和单储系数也是要注意的单位的形式为 104t/m)，此时单储系数的单位不要合并处理。 7. 已知某气田的h= =93K; g=始气体偏离系数求该气田的丰度和单储系数。 答：同样是主要单位的问题，同时还要注意对比温度和对比压力的求法。 8. 已知某凝析气藏的= 井早期测试取得的数据为:p i=,经分离器和油罐的二级分离,测得凝析油的产量q o=d; 天然气产量q g=m3/d; 凝析油的相对密度o=然气的相对密度g=原始气体偏离系数Z 用容积法确定凝析气藏的单储系数,以及凝析气藏中天然气和凝析油的单储系数。 答：注意单位和凝析油藏的特征。 9. 设有一油田，既有边水，又有气顶，其中 A,B,C 分别为三口生产井,试分别画出 A,B,C 三井的开采特征曲线(包括压力、产量、生产气油比随时间变化的曲线),并说明原因。 答：关键是分清楚 A,B,C 三口井的驱动形式，从图中可以看出，A 井经过开发以后处于原始油气界面以下，目前的含油驱油以上，因此其主要的驱动能量来源于气顶和溶解气的分离，但是由于存在气顶，主要的驱油能量为气顶的能量，所以体现为气顶驱动。B 井目前还处于含油区，其主要的能量来源于地层岩石和流体的弹性；C 井目前已经处于原始油水界面以上，目前油水界面以下，所以主要的能量来自于边水，因此可以判断为水驱类型。 10. 设有一油田，含有三组地层，表列出了油田范围内 1、2、3 三组地层的基本性质。试说明如何划分开发层系？为什么？ 地层 地层物理性质 1 2 3 原油可采储量，104t 200 50 70 厚度，m 10 5 15 渗透率，1050 500 原油粘度，s 50 60 3 答：从三组地层的特征看，在渗透率和粘度上存在比较大的差别，1，2 两个层组的渗透率和粘度比较接近，可以组合成一套开发层系，3 砂层组的渗透率比较高，粘度比较小，可以单独划分成一套开发层系。但是3 层组的储量比较小，在经济效益允许的情况下，可以单独成井网，如果经济上比合理，则可以将三个层组组合成一套开发层系。 11. 如何分析各种面积注水井网在注采平衡条件下所需要的采油井数和注水井数？ 答：这是一个油田开发井网选择的问题。首先在明确油藏地质储量和预定的年采油速度指标下确定初期每年要采出的油量；然后根据试油试采资料确定油藏内平均每口井每天的产油量，天采油量乘以每年的有效生产天数即可以得到一口井年采油量（可以以每年 300 天计算） ；根据要求的油藏年采油量和单井年采油量即可以确定出需要的生产井数目；根据测试的注水井吸水指数和采液指数大小确定需要的油水井数比，例如如果吸水指数和采液指数相同，则可以确定采用油水井数比为 1:1的注采井网，可以是行列注采井网，或者是五点法井网，如果吸水指数小，采油指数大，相应要求的注采井数比要大，可以选择反七点，反九点定井网；在油水井数比确定之后就可以确定出需要的水井数目，即可以部署需要的井网。 12. 试画出反七点法、五点法、反九点法、交错排状面积注水的井网示意图以及井网单元示意图，并指出注采井数比。 答：注意不要只画出基本的单元，应该画出井网的趋势特征，再则注意注采井数比和油水井数比的区别。 13. 在油田开发设计中，曾划分出两套开发层系，地层的特征是非均质结构，并含有很多小层和透镜体。通过对储集层的实验室水驱油过程研究，确定第一和第二套层系的驱油效率系数分别为E 作小层平面图的基础上对油田的含油区布了不同井网，求出了第一、第二套层系的波及系数E 曲线是线性的，关系式为： 1121 1 =2f f 04知：第一套层系的原油地质储量N 1=8010 6t，而第二套层系N 2=30106t；第一套层系的含油面积A 1=5 000104第二套层系A 2=1 20010 4这两套层系决定钻 150口井。求各套层系各钻多少口井，才能使全油田的可采储量为最大？ 答：这里首先应明确概念最大的可采储量应如何计算，波及系数与驱油效率的乘积即采收率，采收率与地质储量的乘积即最大的可采储量N 1 1 2 2 2112 2150f=+= +可以得到一个关于f 该表达式的最大值即相当于求解该函数的极值，即求解出函数的导数，令导数等于 0，求出f 终结果为 110 和40。 第二章 1. 平均视粘度的物理意义是什么？ 答：将油水两相流体视为一种流体得到的粘度称为视粘度，该数值是油水分布比例的函数，即含水饱和度的函数，地层中任意位置上含水饱和度不同，该数值也不同，如果将整个地层中各点的视粘度采用距离加权平均，即得到地层平均的视粘度，也就是说整个地层中油水看成一中流体，整个地层流体粘度的平均值。 2. 剩余油饱和度与残余油饱和度有何差别？ 答：剩余油饱和度是在驱替流体驱过之后，剩余的油饱和度，驱替的程度不同，剩余油饱和度的大小不同。残余油饱和度是再采用水驱替，其饱和度也不会减小，是取决于油水性质和岩石微观孔喉特征的参数。即剩余油饱和度是变量，而残余油饱和度是常数，一般剩余油饱和度大于等于残余油饱和度。如果采用化学驱，相应的可以降低残余油饱和度的数值。 3. 在油田开发中，常用的水动力学方法有哪些？ 答：见教材第二章第六节。 4. 在油田开发中，水动力学方法与三次采油方法在挖潜中各自起什么作用？ 答：水动力学调整方法主要着眼于提高油藏纵向和平面上的波及系数，而三次采油方法不仅提高波及系数（例如聚合物驱替），还可以大大降低残余油饱和度（例如表面活性剂驱替），从而提高油藏的采收率。 5. 如图井网。已知:d=100m,k=水井井底压力为 产井 井 底 压 力 为 地 层 厚 度 为 o= s, w=s,r w=0.1 m,k 地层均质,试计算当油水前沿为r f=50 答：该井网为一五点法注采井网，可以采用教材上面积注水井网的计算方法进行计算，即将该井网简化为一个圆形，按从注水井到油水前缘、油水前缘到排油坑道、排油坑道到生产井底三个部分计算。 6. 推导一维两相非活塞式水驱的无水采收率;确定出口端含水饱和度为S S 的油藏累积注水量及油藏采出程度。 答： 221ii = = = ()()(1 ) (1 )we wc we s s = = (1 ) 7. 某油藏， 油水相对渗透率数据如表所示。已知：该油层厚度为 原油体积系数 层长 1 000 m，宽 200 m，原油粘度 4.0 s，地下水粘度为 s，生产压差为 1 对渗透率为1试确定： （1） 绘制油水相对渗透率曲线，并确定束缚水和残余油饱和度； （2） 确定前缘含水饱和度的含水率 含水上升率fw(S （3） 确定水驱油前缘含水饱和度及两相区中平均含水饱和度； （4） 确定该油层的无水采油量、无水采收率； （5） 确定当出口端含水饱和度为 ，油层的平均剩余油饱和度及油层采出程度。 含水饱和度 油相渗透率 5 5 5 5 5 0 水率 5 5 5 5 5 答：1) 对应水相渗透率为 0 的含水饱和度即束缚水饱和度；对应油相渗透率为 0 的含水饱和度为最大含水饱和度，1减最大含水饱和度即残余油饱和度。 用分流量方程求出含水率，采用数值方法求出含水上升率。 3) 采用从束缚水饱和度做切线的方法确定前沿饱和度和油水两相共同流动区域的平均含水饱和度。对应确定出相应的前沿含水率和含水上升率。 4) ()()()()11S = =无水(1 )+ 求出无水采收率后，乘以地层的储量即可以得到无水采油量。 5) 当确定出口端面的含水饱和度，且这个含水饱和度大于没有见水前的前沿饱和度时，可以采用作切线的方法确定平均含水饱和度。采出程度的求法同上。 第三章 1. 分析对比均质油藏具有有限导流能力裂缝的直井与水平井的流动形态有什么相同点与不同点？ 答：有限导流能力压裂裂缝井试井过程中出现的流态有：井筒存储阶段、裂缝线性流阶段、双线性流阶段、地层线性流阶段、拟径向流阶段和拟稳态阶段。水平井经历的流态有：井筒存储阶段、早期纵向上的径向流、早期线性流动阶段、晚期径向流阶段和拟稳态阶段。该题的目的是考查不同的井底条件和时间段内下，主要的流动特征是什么。 2. 分析对比由两个生产层组成的油藏和双重介质油藏生产时的渗流特点。 答：假设两个油层的渗透率差异比较大，在试井曲线上也会出现两段直线，早期的直线反映高渗透率层的地层特征，晚期的直线段反映低渗透率层的地层信息，两直线段之间也有过渡阶段，但是两直线不平行。双重介质油藏出现的两条直线斜率相同。 3. 由试井分析方法、测井方法及试验方法得到的渗透率值各代表什么意义？ 答：试井确定的是地层条件下地层的流动有效渗透率，能最大程度表面地层的实际渗流能力；实验室得到是地面条件下的绝对渗透率，该值一般偏高；测井得到的是地下条件下的静态渗透率，受到的影响因素比较多，准确程度不高。 4. 无限大层状油藏中水平井有哪几种流动形态？ 答：水平井经历的流态有：井筒存储阶段、早期纵向上的径向流、早期线性流动阶段、晚期径向流阶段 5. 用井间示踪方法确定油藏井间参数的步骤是什么？ 答：建立数值地质模型、拟合油藏动态、拟合示踪剂产出曲线浓度变化特征、反求地层参数。 6. 分析图363 中产液剖面变化情况及对开发效果的影响？ 答：经过两个时间的剖面测试资料表明，经过 3 个月以后，各个层的产液比例和含水率变化有差异，变化明显的是第 6 小层，相对产液量大幅度上升，含水上升的也比较快，第 2 小层的含水率上升比较快，其它小层变化不大。 7. 有一生产井位于直线断层附近，该井到直线断层的距离为d，它以定产量推导生产时间t(tt p)时井底压力表达式及停产 答：该题目可以分成两个部分，考查了边界映像、叠加原理。在tt 全是渗流力学上的知识，此时可以分为两种情况，一是当生产时间比较短时，映像井压力降没有传播到原井，此时就是无限大地层中压力变化公式；当时间比较长时，映像井的压力降开始影响原井，此时需要叠加两个压力降得到实际的井底压力表达形式。当停产可以分为两个部分，只不过这时不仅有原井和映像井的叠加，还有注入井的叠加，井底的压降由四部分组成，同样停产时间比较短的时候，不考虑映像井的映像，此时为生产井和虚拟注入井的压降叠加；当生产时间比较长时，为 4 口井压降的叠加。 8. 在已开发的油藏中有一口井以 m3/0 天后关井测压力恢复。在生产期间发现油管压力大约以 Pa/油藏性质如下： 0h=0 o=2.0 s。求渗透率 答：这是一个压力恢复测试的实例，由于题目要求渗透率和表皮系数，所以需要做出 线，求出相应的参数。 数单位，同时可以读出 1h 对应的井底压力为 入相应公式可以求出 s。 9. 某断块一口新井投产，恒定产量q=d； o=s；B=层厚度h=产后进行压降试井。试求地层参数答：该题目为压降试井分析，所求解参数在做图后即可以求出。为了求解上的方便，首先将压力的单位从算到0 100开井时间，某探井油层中部实测压力恢复测试。 油井数据： 关井前稳定产量Q=28t/d， 地面原油相对密度 o=油体积系数为B o=下原油粘度 o=9s，油层综合压缩系数为C t=04层厚度为 8.6 m，油井半径r w=10 隙度为=： （1） 油层流动系数及有效渗透率；（2） 导压系数；（3） 折算半径。 答：进行的是压力恢复测试，求解的参数主要还是地层渗透率和表皮系数，折算半径和导压系数采用渗流力学上定义方法，具体减下式。此外还要注意的是单位的统一，因为油藏工程教材上采用的工程单位，需要进行单位的换算。产量要换算到地面的体积流量，长度采用 m 做基本单位，时间采用小时为基本单位。 2= 10恢复时间，对某一油井进行关井测试，关井前的油井稳定日产量q=45m3/d，累积生产时间T=230 小时，体积系数B=层有效厚度h=12m，地下原油粘度 o=2 s，综合弹性压缩系数0孔隙度=油面积A=井半径r w=10 求： （1）油层流动系数及有效渗透率； （2）导压系数； （3）平均地层压力。 wf dt+11 73 45 27 2 25 43 74 18 78 54 47 58 88 39 11 07 27 74 49 55 92 64 样需要注意压缩系数单位的换算。由于需要的求解的参数有地层的流动系数、表皮系数和地层压力，线只能求解其中的两项，不能求解地层压力，因此需要做出 线和 线。此外 间。注意利用直线延伸求解地层压力的时候需要用折算的方法。 折算时间井底压力，叙述双重介质油藏的压力降特征。 13. 叙述均质油藏压裂井试井时不同时期的井底压力动态。 14. 不要求掌握。 15. 简述试井分析方法的分类及其优缺点。 第四章 1. 如何确定已开发油藏的水侵规律？ 答：主要从生产指标的变化规律来研究。如果地层压力基本不发生变化，可以判断为稳态的水侵形式；如果地层压力降低比较缓慢可以其阶段压降与时间的乘积和水侵量之间是否有线性关系；如果地层压力持续下降，可以判断为非稳态水侵。 2. 推导溶解气驱油藏的物质平衡方程式，并写出运用此方程进行动态预测的步骤、公式及开采特征。 答：1） 选定一个油藏的压力 该压力下设累积产油量为 用物质平衡方程可以求出 时计算出的是从油藏初始开发到该时刻的累积产气量。 111()( N B =)； 2) 利用假设的累积产油量为 饱和度方程求解 而利用油气相对渗透率曲线求解该饱和度下的 利用该值和瞬时气油比方程求解 的瞬时生产气油比 11(1 )()rg ro o =+ 3) 利用饱和度方程和瞬时气油比方程计算出的 算从初始阶段到 的累积产气量。 112 4) 比较利用物质平衡方程计算出的产气量和利用瞬时气油比达西定律计算出的产气量是否相同，如果相同，证明假设的 确，否则不正确，重新假设 重新计算，直到两者相等。一般情况下，不需要进行数次的假设计算，有三次的计算以后就可以利用图解法确定 件下正确的累积产油量。 5) 假设压力 的累积产油量为 用物质平衡方程计算总的产气量，进而求出从上一压力时刻到此时的阶段采气量。 222()( N B =)22 11p 6) 利用假设的累积产油量为 饱和度方程求解 而利用油气相对渗透率曲线求解该饱和度下的 利用该值和瞬时气油比方程求解 的瞬时生产气油比 222()()rg ro o =+ 22(1 )利用饱和度方程和瞬时气油比方程计算出的 算从2 下的累积产气量。 1221()2 8) 比较利用物质平衡方程计算出的产气量和利用瞬时气油比达西定律计算出的产气量是否相同，如果相同，证明假设的 确，否则不正确，重新假设 重新计算，直到两者相等。 9) 重复计算 6骤，即可以得到一系列压力下的累积产油量，以及每个压力下的瞬时生产气油比，采出程度。计算到废弃压力为最终的时刻。整理计算的结果，绘制相应的图表和曲线。 3. 已知某油藏参数： 20 0 o=5 s, T=70 ，= .3,k=f=510w=0试求： （1）C o，C t； （2）弹性采收率。 答：假设原油是微可压缩的，在原始地层压力和饱和压力之间体积系数呈线性变化，其斜率即原油的压缩系数。求解总和压缩系数时应注意具体形式和物理意义。 1f +=弹性采收率4. 封闭弹性油藏，p i=p b= o=0=f=0 4w=0藏实际产量及体积系数如表所示。 时间，d 累积油量，层压力，油体积系数 0 0 1281 2883 3065 3808 3576 1) 判断油藏封闭性； (2) 求弹性产率及地质储量。 答：根据 ，对于封闭油藏，左边项与压力降之间存在线性关系。从图中看，两者之间有明显的线性关系，为封闭性油藏。通过回归关系，可以计算出单位地层压力降下采出地面的油量约为45000Bc p=3/y = 1 0000 60000 90000某弹性水驱油藏，有一定的边水，估算供水半径与油区半径比为 4。P i= N06w=h= k=365m ; o=0求：1)地质储量,水侵系数； 2)动态预测,如果1988年元旦到1989年元旦期间要求年采油速度达到2%,预测此期间的平均水油比为20%，并且要维持 地层压力不变，应注多少水量。 开发时间 地层压力 (累积产油量 t) 累积产水量 Wp（ 0 3900 795 04000 7160 86000 13200 39000 20650 ：此题为水侵量计算的实例，同时还对地质储量采用物质平衡方程进行核实，并预测油藏的动态。采用下式的表达形式，不仅可以求出水侵系数，还可以求出地质储量的大小。 ( )po i p t oi W + =+首先确定水区无因次半径，为 4;然后确定无因次时间表达形式： ()2D 23100 0 0 1365t= = 以一年为一个计算时间单元依次求出 85、86、87、88 年元旦时的水侵量，利用确定地质储量的方法确定地质储量和水侵系数。 (P P Q(t D) o+ 65 9500 188 1986 720 365 32160 548 1987 1085 720 365 36000 010 1988 1440 1085 720 365 37 07650 252 1989 1825 1440 1085 720 365 30450 水侵系数计算y = 5E+70 500 1000 1500 2000 2500 3000由上图可以得到直线的斜率和截距，即 水侵系数和地质储量，由水侵系数的公式计算得到水侵系数为23488。 ()22 332 2 365 0 23488 / = = a 动态预测： oiNtP9881989 年间的产油量为 N2%，换算到地下的体积为 0619686 产水量为：061600 （油水比为质量比或体积比） 1989 年元旦的水侵量可以有回归的系数确定，即可得到年注水量。 6. 教材上部分内容没有涉及到，不做相应的要求。 7. 已知大庆油田南二、三区葡一组开发数据如表所示。又已知地质储量N=7386104t，试确定： （1） 油田综合含水 95%和 98%时的可采储量及采收率； （2） 绘制油田采出程度与含水率关系曲线。 000 2000 3000 4000 5000累积产油量，万吨瞬时水油比答：做出乙型的水驱特征曲线，可以直接从瞬时水油比为 19 和49 对应的数值读出此时的累积产油量，也可以采用教材上的公式进行计算。 8. 某油田开发试验区，在累积产出原油N 04始进入递减阶段，实际开发数据如表所示。求： （1）确定产量递减形式； （2）预测第 8、9 年末的产量。 递减期间累积产量与产量关系y = 吨产量，万吨/年8出递减期间累积产油量与递减期间瞬时产油量的关系，发现存在线性关系，判断为指数递减形式。递减规律为：00( ) q = = ，对应的产量变化公式为：，代入不同的递减时间，即可以得到对应时刻的产量大小。 ) q e e = = 9. 代入指数、双曲和调和递减规律的公式，分别计算产量即可。 10. 某油田地质储量为N，当生产 田产量开始递减。已知递减初期（t 1=0）的产量为Q i，初始递减率为a，且在t 1t 2阶段内产量递减服从指数递减规律；t 2之后，产量递减服从双曲递减且递减指数为常数n，试求： （1） 生产到t 2 时刻油