1物质平衡法计算地质储量(总11页)

1、1物质平衡法计算地质储量如果知道原始地层压力和累计采出量，试井中测到了目前地层压力，或者测试到了阶段压降和阶段采出量，就可以使用这种方法计算储量。这是物质平衡定律最直接体现。其实，在试井计算储量的其它方法中都遵循这个定律，只是表现的形式不同罢了。油藏按驱动能量可划分为不同驱动类型。不管哪种驱动类型的油藏中的原始流体的总量必然遵守物质守恒的原则，其主要用途为：根据开发过程中的实际动态资料和流体物性资料预测各种类型油气藏的地质储量，预测油藏天然水侵量，开发过程中定产条件下的压力变化以及油藏最终采收率。以下以表示累积产油量（104t），表示累积产水量（104t），表示累积注水量（104t），表示水侵

2、量（104t），、分别为目前地层条件下水、原油及天然气体积系数，、分别为原始地层条件下水、原油及天然气体积系数，表示束缚水饱和度，、分别表示生产油气比和溶解油气比及原始溶解油气比，原油两相体积系数，假定原始两相体积系数，和分别为岩石压缩系数和综合压缩系数，1/MPa，表示气顶区天然气地面体积，表示地层压降，MPa。（1）未饱和油藏的物质平衡法计算储量A封闭型弹性驱动油藏地质储量为： （104t） （1）B天然水驱和人工注水的弹性水压驱动油藏地质储量为： （104t） （2）（2）饱和油藏物质平衡法计算储量A溶解气驱油藏地质储量为：（104t） （3）B气顶气和溶解气驱动油藏地质储量为： （10

3、4t） （4）为气顶区天然气气地下体积与含油区原油地下体积之比。C溶解气驱和人工注水驱动动油藏地质储量为： （104t） （5）特别地，对于弹性水压驱动油藏，计算步骤如下：C-1 公式法求解动态储量首先计算弹性产率。对于封闭的未饱和油藏，即无边水时，地质储量为，或写为： （6）为弹性产率，单位地层压降下的产量，m3，弹性产率可以衡量油田弹性能量的大小。采出液体的体积与注入水的体积之差（即地下亏空）与总压降成直线关系，称为假想压降线，根据其斜率可以求出弹性产率。进而计算边水的水侵量。不封闭的未饱和油藏，如果有边水存在，并能弥补一定的地下亏空时，压降与亏空曲线不是一条直线。并不是产率增大，而是边水

4、入侵的影响。边水水侵量为： （7）C-2图解法求解动态储量：作与关系曲线图，利用成直线测点的斜率直线与纵轴截距为动态储量。进一步利用弹性产率求解动态储量，如果在开发初期，边水入侵速度小，甚至可以忽略，则弹性水压驱动的方程式可简化为； （8）在图上如果没有边水入侵，随着亏空体积的不断增加，对于一个封闭的油藏其地下亏空体积与压降之间是直线关系。在座标原点引出的实际亏空切线，称这条直线为假想压降线。根据其斜率可求出其弹性产率K。水侵量公式为： （9）弹性水压驱动油藏的动态储量： （10）物质平衡法适用性条件：该方法不仅适用于均质油藏储量计算，也适用于非均质油藏储量计算，尤其对裂缝性油藏计算储量精度较

5、其它动态方法高。但是前提是一是必须求准地层压力，二是地层压力变化要波及到整个油藏，三是保证累计产量是由同一油藏供给。2水驱曲线法计算地质储量水驱曲线法适合于高含水油田开发中后期计算原始地质储量。普通水驱曲线有甲、乙、丙、丁型四种，开发人员比较了解，现在介绍新型水驱曲线，利用新型水驱曲线基本关系式： （11）式中，为累积产液量，104t，为累积产油量，104t。当水驱开发油田进入中期含水之后（含水率40%左右），油田的累积产液量和累积产油量，在半对数坐标纸上呈直线关系。经线性回归求得直线的斜率后b，由下式测算油田的地质储量： （12）mow为油水相对渗透率常数，原始含油饱和度，分数。适用条件：水

6、驱曲线应用的条件，从曲线来看是出现直线段，从油田生产看，则要求生产保持相对稳定，无重大调整措施，在油田生产是否相对稳定，无重大调整措施时，虽未出现直线段也可以校正后使用。水驱曲线不但可以以油田、油藏为单元使用，也可以一单井或某些井组合使用。3产量递减法计算地质储量油田开发实践表明，无论何种储层类型、驱动方式，以及采用什么开发方式开发的油田，在其开发全过程中，产量一般要经历逐步上升、相对稳定和逐渐下降三个阶段，构成油田的开发模式图。油田何时进入产量递减阶段，主要取决于油藏的储层类型、驱动类型、稳产阶段的采出程度，以及开发调整和提高采油工艺技术和效果。统计表明，水驱开发油藏当采出可采储量的60%左

7、右时，就开始了产量递减阶段。递减方式一般有指数递减、双曲递减和调和递减。其中指数递减主要适用于弹性驱动和重力驱动的油藏。（1）指数递减某一开发阶段时间t（年）产量与累积产量如下： （13） （14）分别为时间t（年）时产量和参考时间（年）原油产量（104t）。分别为t（年）时累积产量和截止参考时间（年）累积产量。t和D分别为时间（可以用年或月等）和递减率（常数，小数）。由（14）式可看出，年产量与累积产量关系在直角坐标上存在一条直线，在Y轴截距即为可采储量。一般含水率高达90%以后，直线段发生弯曲，递减率变小。因此应用以上公式预测有一定的偏差，略低于实际可采储量，预测的参数只能作为可采储量的下

8、限。（2）双曲递减当油田产量随时间的关系曲线在直角坐标上呈双曲线形态变化时，其递减类型称之为双曲线递减。主要适用于各种水驱油田，递减速度比指数递减要缓慢一些。 （15） （16）式中递减指数。（3）调和递减调和递减是递减指数时特定条件下的递减类型。产量递减速度低于双曲线递减的速度，适用于递减阶段的后期。 （17） （18）适用性条件：与水驱法一样，适用于油田开发后期无重大调整措施，尤其是用调和法预测极限可采储量时，如何确定极限采油量是一个很难解决的问题。4Weng旋回模型预测可采储量对于资源有限体系，其初期、中期和后期开采的全过程可以用翁氏旋回模型表述。油田年产量：、 （19）Q为油气田年产量

9、，104t/年；t为翁氏时间，年；y油气田某一生产年份；y0油气田某一生产参考年份n、C为模型常数令、 （21）则得到可采储量： （104t ） （22）式中为Gamma函数。经过简化则有关系： （23） （24）将产量数据按进行求解，选择合适的n值，直至获得较好的直线段，对直线进行回归后，得到直线截距和斜率，由此求得和B，最后得到Weng旋回模型计算的油田可采储量。适用性条件：该方法也是适用于油田开发所有时期，但是必须是中间过程中没有增加开发井数和开发层位等。5试井法计算地质储量-此部分为项目中摘出部分动态储量是根据井生产取得的测试信息（如产量、累积采出量和压力数据）计算出来的。它与许多计算

10、静态储量的物理参数（如面积、厚度、孔隙度等参数）没有直接关系。这就是说，一组合格的测试信息所对应的储量是确定的。当使用解释模型去拟合这组信息时，改变厚度、或者孔隙度时，计算出来的储量总是确定的。例如，当厚度变小时，模拟系统就会增大面积来弥补。使用科学的语言的来描述，它遵循物质平衡定律。从储层中索取了多少，就有一个对应的信息即压力作出相应的反映，它是唯一的。就试井计算储量的方法来说，储层的孔隙空间是由压力和产量信息所唯一确定的。除了测试信息以外，影响试井计算储量的参数是含油饱和度和综合压缩系数，故需要认真仔细确定。对于可动油饱和度变为零的区域，即进入到边底水范围，这部分储量在计算时应该排除。所以

11、对于动态储量，特别是试井计算的储量都要注意是否含有水储量，这个水储量是多大，必须认真对待，需要想办法排除。5.1 压降曲线法计算储量在试井计算储量的方法中，首推该种方法。因为，这种方法在理论上是精确的，我们通过油藏数值模拟的方法对该种方法进行过验证，计算误差小于1%。当油气井以稳定产量开井生产，所测试的井底流动压力随开井生产时间的关系曲线，称为压降曲线。其按压力随时间的动态变化，可以划分为非稳定阶段、过渡阶段和拟稳定阶段。对于封闭油气藏可以无量纲时间tDe分成三个阶段界限，非稳定阶段与过渡阶段的界限为tDe=0.1；过渡阶段与拟稳定阶段的界限为tDe=0.25。无量纲时间关系式为：式中：K为地

12、层有效渗透率，；t为压降时间，hr；为地层有效孔隙度，小数；为粘度，mpas；为综合压缩系数，1/MPa；油藏半径，m。在下面过程中用到探测半径方法。这种方法是指试井过程中没有测到任何边界，可以通过计算探测半径来计算探测范围中的储量。探测半径为：（m）。探测半径是指井不稳定过程在没有遇到不渗透边界或定压边界的情形下所影响到的最大范围。在探测半径处压力变化为零。1、非稳定阶段非稳定阶段根据探测半径关系式计算探测范围地质储量。在非稳定阶段根据井底流动压力与时间半对数关系曲线的斜率m（MPa/cycle）可求得地层有效渗透率：综合压缩系数为：，得到控制地质储量为：，对于气体：（油气藏工程实用方法41

13、6页）。式中为压降期间稳定日产油量，t/d。2、过渡阶段过渡阶段，又称为非稳定阶段的晚期，它存在于非稳定阶段和拟稳定阶段之间，整个地层内的压力变化动态，尚未进入拟稳定条件。该阶段的长短，主要取决于封闭的油气藏大小和地层导压系数的数值。油气藏越小，而地层导压系数越大，则过渡段越短。将测试数据绘成曲线，通过迭代计算可求得值。该阶段预测油井控制的地质储量为：，对于气体：（油气藏工程实用方法418页）。3、拟稳定阶段该阶段又称为半稳定阶段。当探测半径达到油气藏边界之后，随着生产时间的延续，其压力动态已偏离无限大作用地层的特征，当油气井控制的油气藏范围内任一点的地层压力降（包括井底流动压力）达到同步速率

14、下降，油气井的压力动态已由过渡阶段转入拟稳定阶段，此时井底流动压力随时间变化呈直线关系。将测试数据绘成曲线（如图1），可求得直线斜率m* （MPa/hr）该阶段预测油井控制的地质储量为：（油气藏工程实践189页）。对于气体：（油气藏工程实践189页）。图1 压力降落曲线示意图对于油气藏中多井同时生产情况下，当达到拟稳定流时，可用该方法进行整个油气藏地质储量计算，但公式中所用产量为全油气藏整个平均日产量。压力降落法适用性条件：压力降落法计算储量适用于定容有限封闭油气藏开发的早、中、后期。5.2 压力恢复曲线法计算储量对于有限封闭的油气藏，油井若以定原油产量（t/d）开井生产，当其压力动态达到非稳

15、定阶段，或过渡阶段，或拟稳定阶段之后，将井关闭测试压力恢复曲线，可分以下三种情况。A.关井前的压力动态处于非稳定阶段该阶段未受到边界影响，预测油井控制的地质储量为：在确定时间（hr）数值时，可先由Horner法外推求得原始地层压力；再将MDH法的直线外推到，得到相应的时间，即可作为的数值。B.关井前的压力动态处于过渡阶段该阶段预测油井控制的地质储量为：将测试数据绘成曲线，通过反复迭代计算方法可求得值。分别为地层压力和关井恢复压力，MPa。C.关井前的压力动态处在拟稳定阶段该阶段预测油井控制地质储量：其中为压力恢复半对数曲线斜率（MPa/cycle），为油藏形状因子，无量纲。压力恢复法的适用条件

16、与压力降落法相同。5.3 压力曲线拟合法计算储量这种方法特别适合于压力恢复试井，因为在封闭油藏中一口井关井测恢复没有拟稳态，只有稳定态即地层压力达到稳定。压力曲线拟合包括双对数曲线拟合、半对数曲线拟合和压力史曲线拟合（见图2-4），通过与封闭油藏模型拟合可以确定油藏的面积A，然后用容积法公式计算储量。式中为原油比重，A为油藏面积，m2。从上式中看起来和静态计算储量的公式是一样的，但拟合的面积会随着输入的厚度或孔隙度变小而变大。即拟合的孔隙体积是恒定的，是由测试信息所确定的，已经包含在测试信息中。压力曲线适用性条件：适用于封闭有限油气藏，即探测到整个边界或部分边界，对于部分边界情况，除了恢复数据外，还有压力历史数据，即通过整个压力史拟合确定其它边界。图2 双对数拟合曲线图3 半对数拟合曲线图图4 压力史拟合曲线图5.4 试井综合法测试过程中只测到了部分边界，许多情况下需要将试井分析结果与地质资料（包括构造图）结合起来确定含油气面积，再用容积法计