[PPT模板]§3—5 油气采收率的测算.ppt

35 油气采收率的测算 油气可采储量的计算问题，实际上是一个 预测油气采收率的问题。因为油气可采储 量就等于油气地质储量乘以石油的采收率 率，其计算公式为： 公式中： -采收率，小数； -地质储量，104t 油气采收率的测算 石油采收率是一个比较难于确定的参 数，但它的重要性又是十分突出的： 不能准确地预测已发现油气田的采收 率，就等于不知道能够获得的开采量 和经济效益，这显然关系到企业的生 产运作和国民经济的总体安排。由此 可见，油气采收率测算的极端重要性 。 一、概述 1油气采收率概念 采收率的中文含义是明确的，它是指“采获的比率” 、“采收到的百分比”。许多行业都使用采收率这一 概念。石油行业中所指的采收率当然是指石油或 天然气的“采获比率”。它定义为： 式中： 为油藏的最终采油量； N 为油气地质储 量 概述 采收率是油田开发的重要概念和主要开发 指标。它鲜明地刻画出油田开发的水平和 效益。油田开发的主要目标就是获取尽可 能高的油气采收率。 2油气采收率的一般水平 石油采收率一般在1045左右。其中 注水开发油田高者在35-45%上下；中 等者2535左右；差的1525或 更低。 概述 不适宜注水的稀油油藏，除有较强的 气顶驱者采收率较高，可达30上下 以外，其采收率一般较低，多数在10 20左右。一些非均质性特别严 重的油藏，如火山岩油藏、变质岩油 藏、泥质岩油藏等，其采收率一般都 低，多数在815左右，即使注水 也难以有效提高其采收率。 概述 注蒸汽开发的稠油油藏，由于开采手段的强烈和 开发井距一般很小(稠油流动性差，井距不能大， 一般100200m，稀油开发井距一般300 500m)，采收率一般可达3555上下。 气藏天然气的采收率较高，好的可达8090 ，中等者6080，差的在60以下。 这说明，石油的采收率一般不高，到开采结束 时地下油层中仍有大量石油无法采出。 概述 3油气采收率的影响因素 石油开采是一个复杂的系统工程，制约 和影响油气采收率的因素甚多，这些因素 可以归为两个方面：地质因素和人为因素 。它们的情况如下。 (1)地质因素 概述 储层物性：国内外大量资料表明， 储层渗透率高低对油气采收率影响很 大。高渗透油藏采收率较高，低渗透 油藏采收率很低。我国大港油田研究 发现：原油地下粘度小于11mPa s， 水驱控制储量高于70的油藏，油层 渗透率的对数值与最终采收率有很好 的线性关系，随渗透率的增加，采收 率随之增加。 概述 油层非均质性：研究表明，油层连续性和渗透 率的空间变化性是影响注水波及体积的两个基本 因素。油层连续性差、砂体分布局限的油层其井 网控制程度必然较低，注水采收率不高；非均质 性严重的油层，其注水波及体积和水驱效率都低 ，一些火山岩变质岩油藏和裂缝型碳酸盐岩油藏 ，都是由于裂缝发育，非均质性严重导致采收率 严重偏低。我国油田开发实践表明，在其它条件 相同的情况下，油层非均质性影响采收率在10 以上。 概述 油层润湿性和粘土矿物敏感性：油 层岩石的润湿性直接影响水驱油效率 ，多种资料表明，亲水油层采收率较 亲油油层高10以上。粘土矿物的敏 感性将严重影响注水开发过程中油层 渗透率变化，从而影响注水开发效果 和最终采收率。 概述 原油粘度：原油粘度严重影响石 油采收率，它直接影响原油的流动 性和水驱效率。同为稀油(地下粘 度小于100mPas)：高粘油(100 20mPas)就比低粘油(5mpas以下 )的采收率大约下降二成以上。 概述 油层厚度：油层厚度对油气采收率的影 响是明显的，原因主要在于注入水的重力 作用(油水密度差异明显)导致厚油层下部水 洗较好而中、上部水洗差，从而导致厚油 层剖面动用程度降低，最终采收率较薄油 层为低。尤其渗透率剖面变化较大的厚油 层，如正韵律厚油层的采收率一般要比反 韵律厚油层低2-3成。 概述 (2)开发技术水平 开发层系组合划分：在多油层条件下， 恰当地划分组合开发层系，是获取良好开 发效果的关键。一般来说，开发层系划分 越细，一套开发层系内的油层数越少，油 层的剖面动用程度就越高，油气采收率也 越高。但油田开发在获取较高采收率的同 时，还要兼顾开发投入和经济效益，因此 ，开发层系也不能划得过细。 概述 井网井距适应性：开发选用的井网 井距是否适合油藏的地质条件，是获 取高的采收率和好的经济效益的又一 关键。一般来说，井距越小，油层平 面动用程度越高，油气采收率也越高 。但油田开发必须兼顾开发投入和经 济效益，因此，就有一个合理井距和 井网井距适应性的问题。 概述 开发战略与策略：开发战略与策略是否 适合其地质条件，是否合理科学，是该油 藏开发成败的又一关键。比如，注水时机 的选择、注采强度的设计、调水配注的合 理性、采油速度设计、压力水平的保持、 开发调整的设计与实施情况、剩余油研究 与提高采收率工作的水平等，都是严重影 响最终采收率的重要因素。 概述 技术工艺措施水平：油水井注采措施的 合理性，所采用的技术工艺水平，也是影 响油气采收率的重要因素。如油井投产时 的压裂酸化措施、注水井投注措施，油水 井在生产过程中的压裂、酸化、转抽、检 泵、增产、增注措施，以及抽油技术、堵 水技术等等。这些技术工艺措施的合理性 与成功率，都会影响油气的采收率。 二、原油采收率的测算方法 原油采收率是计算可采储量的一项必 不可少的参数，然而也是较难确定的 参数，需要用多种不同的方法进行测 算，然后通过分析比较选定较为合理 的原油采收率值。常用的采收率测算 方法有：驱动类型估算法、经验公式 法、岩心分析法、产量预测法、驱替 特征曲线法和类比法。 原油采收率的测算方法 1根据油藏驱动类型估算采收率 杨通佑等在石油及天然气储量计算方法 (石油工业出版社，1990)一书中认为：国 内外不同驱动类型油藏原油最终采收率经 验值为： 水压驱动 30-50； 气顶驱动 2040； 溶解气驱 1020； 重力驱动 10-20。 原油采收率的测算方法 他们认为：在勘探阶段，资料很少的情况 下，根据油藏的地质条件和原油性质，以 及油藏驱动类型，在上述经验值范围内， 确定采收率估计值。 我们通过实践检验认为，上述方法实在太 粗，问题太大，不宜采用。其问题表现在 ： 原油采收率的测算方法 重力驱动几乎不可能取得高达10 甚至5以上的采收率；一些稠油油藏 依靠原始能量进行冷抽时，可能取得 百分之几甚至10左右的采收率，但 主要贡献是弹性能量和溶解气能量， 重力在其中的作用十分有限。 原油采收率的测算方法 水压驱动、气顶驱动和溶解气驱油 藏的采收率同样受很多因素影响，其 采收率大大低于上述数值的油藏实例 也不是少数。国内注水采收率低于30 的油藏已有不少，溶解气驱采收率 低于10的也非个别。故此，上述数 值仅供参考。 原油采收率的测算方法 2相关经验公式法 收集开发结束或临近结束的各类油田的实际采 收率资料，分别对主要油藏类型研究影响采收率 的各项因素，选择其中的主要影响因素研究其对 采收率的影响程度，据此回归建立具有统计规律 的数学关系式，就成为测算油气采收率的经验公 式。自上世纪50年代以来，国内外学者都根据各 自收集的资料陆续建立了不少的经验公式，对油 气采收率的测算起到重要的作用。 原油采收率的测算方法 (1)我国的经验公式 1)童宪章公式 1978年，我国学者童宪章根据实际油田 开发资料的研究和统计理论，推导出有关 水驱曲线的规律，并进而将水驱曲线的关 系式和油藏流体性质、油层物性联系起来 ，推导出确定水驱油藏原油采收率的经验 公式如下： 原油采收率的测算方法 式中 ： -油的相对渗透率，小数 -水的相对渗透率，小数 -地层原油粘度， mpas -地层水粘度，mpas。 原油采收率的测算方法 上式的优点是简单，而且易于理解。式中两个主 要因素，一是油水粘度比，很容易测定；另一个 因素是油、水相对渗透率比值，可以根据相对渗 透率曲线求得。、 2)国家储办公式 1985年我国石油专业储量委员会，利用美国和 前苏联公布的109个油藏和我国114个水驱砂岩油 藏资料进行了多元回归分析，发现影响采收率的 主要因素有两个：油层渗透率和原油地下粘度， 回归得出相关经验公式；如下： 原油采收率的测算方法 为了检验国内外相关经验公式对我国油田 的适用性，选择了我国开发时间较长且资 料比较多的23个油田进行测算和比较，发 现美国和前苏联的经验公式的计算结果普 遍偏高，而我国的上述经验公式的计算结 果与各油田标定的采收率值吻合较好。 原油采收率的测算方法 3、岩心实验确定采收率 用岩心实验确定石油采收率，有三种方法 。第一种是用岩心进行水驱油试验确定出 驱油效率，再应用油田实际资料确定注水 波及系数，由此计算出油藏注水采收率； 第二种是应用常规取心分析确定水驱采收 率；第三种是钻取注水开发到中、后期油 层的实际岩心，分析其残余油饱和度，由 此确定油田注水采收率。 原油采收率的测算方法 (1)岩心水驻油实验法 用岩心进行室内水驱油实验，是测定油藏 水驱油效率的基本方法之一。实验中可直 接采用从油层中取出的岩心做实验，也可 以用人造岩心做实验。实验的步骤如下： 选取油层有代表性的岩心样品，洗净烘 干，测定其孔隙度与渗透率。 原油采收率的测算方法 将洗净烘干的岩样饱和地层水，计 量进入岩心中的水量；然后用真实原 油(或模拟油)进行油驱水，直到驱出的 液体己不含水，即岩心中已无可动水 ，计量存留在岩样中的油量和驱出的 水量，从而在岩心中建立起束缚水饱 和度与原始含油饱和度。这时岩样中 的束缚水饱和度 为 ： 原油采收率的测算方法 公式中： -束缚水饱和度，小数； -岩心中饱和的总水量， -从岩心中驱出的水量， 原油采收率的测算方法 对上述岩样进行水驱油实验，直到 洗出的液体己不含油，即岩样中已无 可动油时结束。计量驱出的油量后， 实验结束。 水驱效率计算：应用上述实验取得 的数据，可以计算出该岩心样品的水 驱油效率。计算方法如下： 原油采收率的测算方法 在水驱油结束以后，该岩心样品中的残余 油饱和度 为： 该岩心样品的水驱油效率( )为： 公式中： -水驱油效率，小数； -驱出的油量， -岩样中的总油量， 原油采收率的测算方法 水驱采收率：水驱油实验计算出的水驱 油效率，一般高达6080左右，实际 油藏的水驱采收率远低于这一数值。原因 主要有两点：一是该实验是在室内对岩心 进行充分水洗后得出的数据，实验水洗的 用水量数十倍于该岩样的孔隙体积，而实 际油藏注水远低于这一注水量倍数。二是 由于实际油藏的井距远大于实验岩心尺寸 ，岩心室内水洗的波及体积可达100，而 实际油藏注水波及体积不可能达到100。 原油采收率的测算方法 实际油藏的采收率可按下式计算： 式中： -采收率，小数； -体积波及系数，小数； -面积波及系数，小数； -厚度波及系数，小数。 原油采收率的测算方法 一般而论，实际油藏注水开发的平面波及 系数一般只有0.80.9左右，其厚度波及系 数一般只在0.7左右。因此，如果某实际油 藏的岩心水驱油效率为0.7，则其注水开发 的最终采收率仅为： 可见，依据岩心水驱油实验可以大体确定 储层的注水采收率。 原油采收率的测算方法 (2)分析常规岩心残余油饱和度法 取心过程中，钻井液对岩心的冲洗作用， 与注水开发油田时注入水的驱油过程相似 。可以认为钻井液冲洗后的岩心残余油饱 和度，与水驱后油藏的残余油饱和度相当 。因此只需要分析常规取心的残余油饱和 度就能求出油藏注水开发时的驱油效率。 即 原油采收率的测算方法 式中 ： -校正系数，其余符号同前。 原始含油饱和度的求取我们在前面已有叙述。残 余油饱和度的测定方法通常有蒸馏法、色谱法和 干馏法。由于岩心从井底取到地面时压力降低， 残余油中的气体分离出来，相当于溶解气驱油， 使地面岩心分析的残余油饱和度减小，所以应进 行校正， 一般为0.020.03。 上述方法求得的驱油效率乘以注水波及系数，即 为水驱采收率。 原油采收率的测算方法 用分析常规岩心的残余油含量来测定 水驱油效率从而确定采收率，虽简便 易行，但是实际上，取心过程与水驱 油过程毕竟差别很大，用这样的方法 求得的水驱采收率往往误差很大，只 能在勘探阶段作为一种粗略的估计方 法使用。 原油采收率的测算方法 (3)检查井密闭取心确定采收率 在老油田开发井网中选择有代表性的部位 钻检查井，在油层部位进行密闭取心并速 送室内进行分析化验，测取岩心含油饱和 度 此即地下油层真实的水洗后的剩余油 饱和度，据此可以计算出油藏的最终采收 率。即 原油采收率的测算方法 4产量递减法预测采收率 不同驱动类型的油、气田在其开发的整个过程中 ，其产量随开采时间或采出程度的变化，都会在 达到高峰期以后进入一个漫长的产量递减阶段。 当油、气田进入产量递减阶段以后，如果将产量 和相应的时间数据绘制成关系曲线，此曲线便称 为产量递减曲线。外推产量递减曲线以计算井或 油藏未来的产油量和最大的累积产油量，就可获 得最终产油量和采收率，此即产量递减法预测采 收率。 原油采收率的测算方法 (1)递减率 ， 当油、气田进入递减阶段之后，它的产量 将按照一定的规律随时间而连续递减。产 量递减的大小或快慢，通常采用一个叫做 递减率的参数来表示。所谓递减率，是指 在单位时间内产量递减的比率，一般用百 分数表示。计算公式为： 原油采收率的测算方法 公式中： -油井产量递减率， -分别为不同的时间， 分别为与 相对应的油井产量 上式可改写成微分形式： 以上微分公式清楚地表明，递减率 是产 量的自然对数对时间关系曲线的斜率。 原油采收率的测算方法 (2)油井产量递减曲线的类型 油井产量递减有三种类型：即指数曲 线型、双曲线型和调和曲线型。指数 曲线型和双曲线型较普遍，而调和曲 线型则比较少见。人们可以根据产量 递减率来判断油井的产量递减类型。 下面简单地介绍指数曲线型。 原油采收率的测算方法 指数型递减又称定值百分比型递减， 其递减方程式中的递减率 不随时间 发生变化，即 为常数。由此我们可 以得出以下结论：产量的自然对数与 时间呈直线关系， 则是这条直线的 斜率，如下图所示。 图3-5-1指数型产量递减曲线 原油采收率的测算方法 由上图我们还可以来计算一口油井 未来某一时间 的产量，或者已 知该井的经济极限产量 ，就可 以预测油井与之相对应的生产时间 ，即油井的生产寿命。 原油采收率的测算方法 如果一口油井从某一时间到另一时间，其 产量递减遵循定值百分比递减时，则可根 据以下方程式推导出相应时期的累积产油 量 ，即 下图为根据递减规律预测油井累计产油量 的示意图，根据示意图我们可以得知：如 果，把油井的合理经济极限产量定为 ， 将图中之直线外推至 处，所得累计产油 量 便为油井的可采储量。 图3-5-2根据递减规律预测累计 产油量 原油采收率的测算方法 利用油井产量递减曲线可以预测一口油井在未来 的产量、累积产油量、油井的生产寿命以及一口 井的可采储量等。它的应用范围较广，既可以计 算单井的储量，又可以用来计算一块开发面积上 的储量；既可以适用于水驱油藏，又可以适用溶 解气驱油藏，产量递减法一般是在油田开发中期 ，当油田产量已经开始递减，已有一定的采出程 度(比如15)时采用。与前述的计算油、气储量 方法比较，产量递减曲线法的精度和可靠性较差 ，但仍不失其参考价值。 原油采收率的测算方法 5驱替特征曲线法 美国的Wright(1958)、前苏联的 MaKcmton(1959)在上世纪50年代末就发 现水驱油田的累积产油量和累积产水量在 半对数坐标上呈现比较明显的直线关系。 我国童宪章、陈元千等也进行过专门的研 究并有大量文章著作发表。近20年来，该 方法已成为测算注水开发油田水驱动用储 量的主流方法。 原油采收率的测算方法 该方法认为在油藏注水开发期间，其 累积采油量 与累积产水量 之间存 在下述统计关系： 公式中： -常数，上式两端取对数 可得： 在以 为纵坐标， 为 横坐标的直角坐标系中，上式为一直线， 其中 为直线的斜率， 为直线的截距； 如下图所示： 图3-5-3 水驱特征曲线 原油采收率的测算方法 上图就是驱替特征曲线或水驱特征曲线。 值的物理意义是采出单位油量的同时所采出的 水量的对数值，它主要受地质以及开发方案部署 等因素的影响， 值越小，说明开发效果越好。 值的物理意义则为累积采油量与累积采水量的 对数之差， 值除了受 值影响外，还受注水时 间开始的早晚、油水粘度比的大小等因素的影响 。无水采收率越大，油水粘度比越小，则值也就 越小，这意味着初期开发效果较好。 原油采收率的测算方法 如果已知在经济上合理的极限含水率 ，便 可由公式 求得最终累积采油量，即油藏的可采储量。 原油采收率的测算方法 假设，经济上合理的极限含水率 =0.95， 则由上述公式得 从水驱特征曲线图中获得 值后，代入 上式便很容易地求出油藏的可采储量。 原油采收率的测算方法 应用驱替特征曲线法需要满足两个条件： 一是要求油藏已全面进入水驱开发阶段， 平面上绝大多数采油井都已见水、含水； 二是整个油藏的综合含水要达到一定的高 度，一般认为，油藏综合含水越高，其累 积采油量与累积产水量的规律就越明显， 含水应达到50以上才有较好的线性关系 ；如果含水低于40，则累积采油量与累 积产水量的线性规律不明显。 原油采收率的测算方法 6类比法确定原油采收率 如果油藏储集层类型相同、储集层物性及 其它油藏特征相近、开发方式与井网井距 也接近，则这样的油藏其采收率应该比较 接近。这就是类比法确定原油采收率的依 据。 在使用类比法确定原油采收率时，建议采 用以下工作步骤： 原油采收率的测算方法 广泛调研国内外同类型油藏的地质开发情况， 从中选出最接近本油藏的一个或几个油藏作为类 比对象。 详细研究解剖类比油藏和本油藏的地质特征、 储集层特征、油藏特征、开发设计、钻完井工艺 、投产投注措施、开发管理和开发控制措施，并 列表比较它们的相同点和不同点，对不同点要评 价优劣程度并估计出对最终采收率的影响(增减) 程度(