油藏工程-第四章out

1、The Fundament and Practice of Reservoir Engineering油藏工程原理与方法（第四章）键第四章油藏动态分析方法规律油藏的动态分析？生产动态分析、评价趋势第章油藏动态分析方法为什么进行油藏的动态分析？4、通过油藏动态分析，可以促进认识和研究，研究水平的不断提高。3、油藏动态分析是及时发现问题，实现油藏最佳的有效。2、油藏动态分析是改造油藏，实现油藏科学有效开发的基础和前提。必要性1、油藏动态分析是认识油藏开发状况和开采规律的唯一途径。四第章油藏动态分析方法油藏的动态分析目的？油藏深埋，黑箱-灰箱问题，只能根据数据来间接把握，静（、测井、取心）动态（测试

2、、日报）结合来认识油藏对油藏的认识不可能短时间完成，而且开发中各种压力、流体分布、相态）继续变化（储量、目的：认识油藏渗流规律，开发趋势抓住影响规律的主要油藏未来，制定有效的开发决策改善开发效果，提高油藏采收率四第四章油藏动态分析方法理论方法：重点应用资料渗流力学：单相渗流为主的试井理论，适用于油田开发早期物质平衡：O维模型，计算油藏的平均指标数值模拟：考虑最全，但需要的参数也最多经验公式：计算油藏平均指标，精度依赖于回归的数据点产量递减分析：适用于递减阶段开发分析水驱特征曲线分析：适用于宏观开发特征分析类比分析：考虑最少，实用，方便校正完善动态对比 历史拟合第四章油藏动态分析方法第四章油藏动

3、态分析方法主要内容物质平衡方法水驱特征曲线产量递减规律物质平衡方法第一节、物质平衡方程概述归纳法第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动第三节、未饱和油藏水压驱动第节、物质平衡方程通式的建立演绎法第五节、物质平衡方程式简化第六节、物质平衡方程的应用四第一节、物质平衡方程概述物质平衡方程的发展简介自R. J. Schilthuis（ (1936)“Active Oil and Reservoir Energy”利用物质守恒原理，首先建立了油藏的物质平衡方程式以来，它在油藏工程得到了广泛的应用和发展。H. Hurst (1943)水侵不稳态计算J. Tarner(1944)物质平衡方程一种迭代解法M. Mu

4、skat (1945) & M. R. Talor数值饱和度方程Van Everdingen (1952)水侵拟稳态计算G. W. Tracy(1955)物质平衡方程一种迭代解法D. Havlena & A. S. Odeh(1963)物质平衡方程直线形式(1998)高温高压气藏物质平衡方程第一节、物质平衡方程概述基本原理：将油藏看成体积不变的容器，油藏开发到某一时刻，采出的流体量加上量，等于流体的原始储量。剩余的主要用途：根据开发过程中的实际生产动态资料和必要的油气水分析资料，各种驱动类型油气田的地质储量、驱动类型、天然能量大小、油气开采速度、油藏压力变化、天然水侵量和油气采收率等。第一节、

5、物质平衡方程概述油藏物质平衡：质量守恒定律在油藏工程中的应用。它研究的是油藏原始地质储量、剩余地质储量和采出油量之间的关系。由于该理论不需要高深的数学知识，也不考虑复杂的油藏结构，描述的物理过程清晰，因此，受到矿场研究的普遍欢迎。油藏物质平衡方程只对比油藏初始状态和某一开发状态的参数，而对参数的变化过程不予考虑，因此，方法本身显得特别简单。第一节、物质平衡方程概述新发现的油藏，原始地层压力、饱和压力探井测压、高压物性的分析Pi和的大小Pi ( Unsaturated、under-saturated、not saturated )带气顶( with gas-cap)Pi 没有气顶( satura

6、ted)饱和油藏:原始条件的油藏未饱和油藏或欠饱和油藏:第一节、物质平衡方程概述溶解气驱Pi 饱和油藏溶解气驱天然水驱溶解气驱气顶驱动油藏类型溶解气驱气顶驱动天然水驱Pi 封闭弹性驱动未饱和油藏弹性驱动弹性水压驱动需根据驱动类型，建立和选择不同驱动方式的物质平衡方程式物质平衡方法第一节、物质平衡方程概述第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动第三节、未饱和油藏水压驱动第四节、物质平衡方程通式的建立第五节、物质平衡方程式简化第六节、物质平衡方程的应用第七节、气藏物质平衡方程（）第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动封闭油藏无相连水体的油藏。未饱和油藏原油没有被气体饱和即没有气顶的油藏。指开采原油的驱动能量，全部来

7、自于油藏自身的弹性膨胀能。弹性驱动第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动平衡原理 (体积平衡)：视油藏为一个容器（封闭或者不封闭），如果不考虑压力变化时油藏孔隙体积的变化，其容积为定值。可以推出以下的结论：任一时刻：采出流体的体积剩余在积原始条件下油藏的流体体积。的流体体任一时刻：油藏中的流体体积原始条件下油藏的流体体积。任一时刻：油气水三相流体体积变化代数和为零第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动平衡：在原始状态下，油藏内所含流体体积之和等于开发过程中任意时刻所含流体之和。（状态不同体积相同-孔隙体积不变）累积平衡：油藏在开发前（原始状态下）油藏流体总体积=开发过程中任意时刻采出的流体体积+积。剩余体体积

8、平衡：开发任意时刻，油藏内所含流体油气水的体积变化代数和为0。根据三大平衡，物质平衡方程可表述为： 累积产出（油|气|水）=（油气膨胀）+（边底水侵入）+（水|岩石膨胀）+（注入水|气）。第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动假设条件：油藏内的储层物性和流体物性均质任意时刻油藏压力处于平衡，压力变化在瞬间达到全油藏的平衡各个部位的采出量注入量均衡，且在瞬间达到平衡，即开发指标是油藏空间的平均值不考虑油藏的温度变化第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动所用到的数据资料：高压物性数据Bo、Bg、Bw、Rs、Ct、Co、Cw等生产数据Np、Wp、Wi、Rp、fw等压力数据P、Pi物质平衡方程的作用：确定油藏地质储量

9、驱油能量机理分析计算油藏动态测算水侵量的大小第节物质平衡方程通式油藏物质平衡基本形式pppi已知：原油储量N初始含油饱和度1-Swc原始体积系数Boi目前体积系数Bo岩石压缩系数Cf地层水压缩系数Cwp求：地层压力下降到p时累积产油量Np 累积产出（油）=（油膨胀）+（水|岩石膨胀）BANBoi()四第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动累积产油量=地层原油体积膨胀量+水膨胀及孔隙含烃体积变化量孔隙体积减小Vp Vp cp PN p Bo累积产油量=水膨胀 V wc V w c c w PN (B oB oi )地层原油体积膨胀量=NBoiV NBpVS1 Soi wcwc1 Swcwc第二节、封闭未

10、饱和油藏弹性驱动3. 物质平衡方程N (Bo Boi ) V p PC fV p P SwcC wNpBo累积产油量=地层原油体积膨胀量+水膨胀及孔隙含烃体积变化量cp s wccw( B o B oiN B NB)Pp ooiP1 sBoiwc Bo BoicoB Poiswccw cpco soiB NBPNpooi1 swc 第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动根据地层油压缩系数的定义：随压力的变化地层油体积的变化率，写成公式就是：C 1dVooVdPoVoCo原始压力时地层油的体积；原油压缩系数，1/兆帕。NBoi NBoNBo NBoiC 1dVo11 oPPVdPNBNBooioiBo

11、Boi Co Boi P第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动swccwcpco soiB NBPNpooi1 swc swccwcp co soic令：eff1 s油藏有效压缩系数wc N p B o N B oi ceff P采出的体积体积的膨胀量或：B N NBoiBit弹性驱动油藏的生产指示曲线y NopBoit yNx第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动油藏压降的采出油量 Np NBoiCtEEIpBoN ，油藏的弹就越多油藏压降的采出程度/EII Ropoit BoppEII 消除了油藏储量的影响，因而更能反映油藏弹性驱动能量的强弱。实际上， EII 主要反映了油藏有效压缩系数的数值。弹性强度指

12、数弹指数第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动到某阶段累积采出的油量与地质储量的比值 Npt BoiRt oiNBoo为了提高油藏采出程度，需以地层压力的下降为代价地层压力下降到饱和压力时的油藏采出程度Eob油藏的采出程度原油的地饱压差，油藏的弹性采收率油藏的弹性采收率第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动油藏的剩余油饱和度 (N Np )Bo Nres BoSorA hA hooNB C pN oitBoBoAo h(1 S(1 S) B C Ah)A hpowiowioitBoBBBoioioAo h (1 Swi ) (1 Swi )物质平衡方法第一节、物质平衡方程概述第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动第三

13、节、未饱和油藏水压驱动第四节、物质平衡方程通式的建立第五节、物质平衡方程式简化第六节、物质平衡方程的应用第三节、未饱和油藏水压驱动水压驱动通过水侵或注水驱替原油的方式。根据驱替原油的能量形式，有人工水驱和天然水驱之分；根据能量强弱，又有弹性和刚性水压驱动之分。刚性水驱弹性水驱P123弹性驱动t 累积产出（油|水）=（油膨胀）+（边底水侵入）+（水|岩石膨胀）+（注入水）。第三节、未饱和油藏水压驱动PVp Vp cp P V wc V w c c w P孔隙体积减小V水膨胀pW W eW in j B wW p B w油藏存水量V bV c V ci V p V wc WP 时油藏容积swccw

14、V V (1 cp)P Wcci1 swc V sVcWVwc VwcVs第三节、未饱和油藏水压驱动 NBoiVcicp swccwVWN N p (1 P) ciBo1 swc Bocp sw ccw( Bo BoiB NB )P WNpooiBoi P1 swc N p Bo NB oi ceff P WN p Bo NB oi c第三节、未饱和油藏水压驱动Np Bo NBoiceff PNp Bo NBoiceff P W不注水时，偏离直线段时油藏采出程度：初期：开采一段时间后:N Bpo10%，水体不活跃物质平衡方法第一节、物质平衡方程概述第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动第三节、未饱和油

15、藏水压驱动第四节、物质平衡方程通式的建立第五节、物质平衡方程式简化第六节、物质平衡方程的应用第四节物质平衡方程通式带有气顶和相连水体的油藏。其物质平衡方程称为物质平衡方程通式。综合驱动油藏饱和油藏带有气顶的油藏。封闭未饱和弹性驱动油藏水体未饱和水压驱动油藏气顶综合驱动油藏第四节物质平衡方程通式驱油的能量有多种考虑开采油区，不直接开采气顶气顶膨胀溶解气分离油区采油油区压力降低边底水gasGOCoilWOCwater第四节物质平衡方程通式已知：在油藏原始条件下，即在原始地层压力 pi 和地层温度条件下，（地面标准条件，0.101MPa 和 20），它所占有的GBgi ；（地面标准条件）N ，它所占

16、有的体积为 NBoi ；气顶区的天然气体积与含油区的原油体积之比为m，即m GBgiNBoi ；气顶的孔隙体积为。t 时间的开采后，地层压力下降到 p，从油藏中累积产经过出的油量为Np ，气量为 Gp，水量为 Wp。第节物质平衡方程通式ppipA：含油区地层原油（含溶解气）体积膨胀量；B：气顶天然气体积膨胀量 ；累积产量C：水膨胀及孔隙含烃体积变化量；D：天然水侵量和人工注水量。BCAD气顶气mNBoi()油原始的溶解气NBoi()四用文字表述（平衡、累积平衡、体积平衡）为：1累积产油量+2累积产气量+3累积产水量层=4气顶的累积体积膨胀量+5气顶区内地水和岩石的累积弹性体积膨胀量+6含油区内

17、地层原油的累积体积膨胀量+7含油区地层水和岩石的累积弹性体积膨胀量+8累积天然水侵体积量+9人工累积注水体积量+10人工累积注气体积量123Bg ) Gp Bg Wp BwNGBgi(气顶区)GBgPi4510Pt(含油区)6789(水区)第四节物质平衡方程通式原油（含天然气）累积产量表达：1累积产油量：No2累积产气量：根据定义，地面累积产气量（逸出气和气顶气）Gp=NpRp ，如何折算到：在P压力下，地面累积产油量Np的溶解气量为NpRs，当产出这些气量拿到压力为P的油藏时，将有NpRs溶解到Np 的油中，其余的气量（逸出气和气顶气）Np(Rp-Rs)Bg被采出。因此，地层压力由Pi下降到

18、P时，由油藏中多产出的天然气体积量为：Np(Rp-Rs)Bg。(其实就是将溶解气减去)3累积产水量：Ww第四节物质平衡方程通式原始条件 NBoi mVoi m NB oiVoiVgciVbVgcimNBoiG气顶的气量：gcBgiBgiVoi Vgci (1 m ) NB oi 油气总体积：VwcVs第四节物质平衡方程通式 Voi Vgci (1 m) NBoiV油藏孔隙体积：p1 s1 swc wc (1 m) NBoi swc V sV油藏水体积：wc pwc 1 swc Voi NB oi Vci油藏储油容积：第节物质平衡方程通式A：含油区地层原油（含溶解气）体积膨胀量、液体油的膨胀量体

19、积之差液体油的膨胀量 ()NBoNBoiN (oBoi)压力下降至 P 时：原油在油藏中占据的体积为：NBo原始压力下(Pi)：原油在油藏中占据的体积为：NBoi四第节物质平衡方程通式A：含油区地层原油（含溶解气）体积膨胀量、溶解气的膨胀量体积之差液体油的逸出气量：N（sis ）（）压力下降至P时：地表溶解气油比s ：溶解气总量为：Ns（地面条件）原始条件下(Pi)，地表溶解气油比si ：溶解气总量为：Nsi（地面条件）四第四节物质平衡方程通式B：气顶天然气体积膨胀量B气顶气的膨胀量 mNB (g 1)oiBgi压力降至时，气顶气的总体积为： GB ()，条件为：G B mNBoi BgBgg

20、i原始气顶气的总体积为：mNBoi()，地表条件为：G mNBoiBgi第四节物质平衡方程通式C：水膨胀及孔隙含烃体积变化量孔隙体积减小量：(1 m) NB c PV V c P oipppp1 swc V水膨胀量：p(1 m) NBoi swccw PVwc Vwccw P 1 swc V bVwc VwcWV sVs第四节物质平衡方程通式D：天然水侵量和人工注水量油藏开发是一个消耗能量的过程，具有底水或边水的油藏，压降漏斗至水区，供水区的流体和岩石的弹性膨胀，形成水体侵入油藏。 侵入油藏的水体油藏的产水量:m3WeBw()若油藏有注水井进行人工注水开发，则注水量为：WiBwWinjBw(m

21、3)W We第节物质平衡方程通式累积采出油、气、水的 Np B体积:( si R )BBom( Bg NBoi1)oiBBoigi CwWif(mWBw1 Swi 四第四节物质平衡方程通式(RpRsi )Bg We Bw(Wi Wp )BWN p BtN C fCw SWiB B (1 m)Bm BtiB Bpttiggiti1 SBgiwi如果该油藏还实施人工注气，设累积注气量为Gi，在压力p下注入气的体积系数为Big ，则可在方程式的右边加上一项GiBig。这样就物质平衡通式到注水和注气情况下带气顶和边底水油藏的第四节物质平衡方程通式mNBoi NBoi ( N N )B po1 mNBo

22、i(We WiWp ) (C SC )P1 Sfwcwwc另外一种推导思路-2mNB NRoi N R ( N N )R B siBppps ggi原始条件下：压力为P时：气积油区体积气顶气体积油区体积边底水量气顶、油区体积变化和水体积变化第节物质平衡方程通式不涉及流体的方向问题,被称作零维模型；大部分变量是压力的隐函数，产量具有压力依赖性；只对比原始地层压力和某个地层压力状态的情况，研究思路简单，也给结果的误差带来了理论上的依据；缺乏时间依赖性，时间尺度隐含在压力的变化中；方程的求解十分。物质平衡方程的特点：四第节物质平衡方程通式 Bo (R ) BN B NBRoisioi psgBP s

23、wc ggi m ( mBW Binwpw1 sBwc RBBsi 原油两相体积压缩系数 BoiBti 四第节物质平衡方程通式气体压缩系数： swc c油藏容积压缩系数：c1 swc BR RBg NB oi co m c ( mcc P Nn j BWBgeceffVogW Vog NB oi eff W该方程形式上与水压驱动未饱和油藏物质平衡方程完全一样。四附：地层流体物性随地层压力的变化关系地层原油两相体积系数：Bt=BoiRsiBgi0PPi=BtBg(Rsi- Rs).BgBoRs第节物质平衡方程通式物质平衡方程所需要的基础资料和物性参数一、物性参数 Vo 1VCT（1）地层油的压缩

24、系数 Copoo Vw 1（2）地层水的压缩系数CCTwpwVw Vf1（3）地层岩石的压缩系数 CTCffpVf Sw（4）综合压缩系数Ce1CCoewpSSoo（5）地层油的溶解油气比RSV（6）地层油体积系数fBBooVS四第节物质平衡方程通式（7）地层油两相体积系数 BtBRBSiBg（8）天然气的体积系数273 tpg0273 pBw（9）地层水体积系数（10）含水饱和度Sw二、矿场统计数据和测压数据地层压力P、Pi、累积产油量NP、累积产水量WP、累积生产油气比RP、累积注水量Wi（或累积注气量Gi）。为高压物性参数都是压力的函数，所以压力P必须取准。三、可求解参数气顶与油储量比m

25、、储量N和水侵量。区因四物质平衡方程通式特点（1）它是零维的，就是说它是按油藏中一点来计算的，而这一点代表油藏的平均性质。（2）虽然它一般与时间无关，但是天然水侵量W的大小是与时间有关的，这可由后续知识来证实。（3）虽然压力只在水和孔隙压缩系数项中明显出现，其形式为pi-p，但它也隐含在所有其他项中，因为函数，水侵量也与压力有关。T参数Bo、Rs和Bg都是压力的（4）物质平衡方程通式总是按推导它时使用的方法计算的，也就是说把压力降至p时的当时体积拿来同原始压力Pi下的体积进行比较，它不是使用逐段方法来计算的。第节物质平衡方程通式未考虑油藏岩石和流体的空间变化规律；未考虑油藏的空间几何形态；未考

26、虑油水井在油藏范围内的位置；未考虑油藏流体的移动距离；方向，无法确定流体界面的物质平衡方程的局限和缺陷：四第四节物质平衡方程通式对于水体非常活跃的水驱油藏，用物质平衡方法确定的N是无效的。因为在非常活跃的水驱条件下， (Pi-P)将很小，随着流体的采出没有足够大的压降，利用(6.3.31)式计算的N是无意义的。在油藏初期弹性开采阶段(如采出可采储量5%以前)，物质平衡方程计算的结果不确定性大。因为此时(6.3.31)式中的值非常小，B oi c o mc g (1 m ) c c P它的任何误差都将被扩大，所以由此计算的储量偏差将会很大。物质平衡方法第一节、物质平衡方程概述第二节、封闭未饱和油

27、藏弹性驱动第三节、未饱和油藏水压驱动第四节、物质平衡方程通式的建立第五节、物质平衡方程式简化第六节、物质平衡方程的应用第五节、物质平衡方程式简化溶解气驱溶解气驱天然水驱饱和油藏溶解气驱气顶驱动溶解气驱气顶驱动天然水驱封闭弹性驱动未饱和油藏弹性驱动弹性水压驱动封闭弹性驱动形成条件：无边底水注水，无气顶，Pi We 0 ;Wi 0 ;Wp 0; m 0 ; Rp Rs RsiN p (BT (Rsi Rp )Bg ) (We Wi W p)N BgiBg(1 m) (C(B B) mBBCS)PTTiTiTi1 SfwwcBgiwc64N N p Bo(B B ) Boi(C C S)Pooi1

28、SfwwcwcN p BoN Boi1 S(B B) CS)P(CooifwwcwcN p BoN Boi1 SB C P CS)P(Coiofwwcwc体积的地层原油，当下降地层压力时，依靠原油、下油量。水、岩石孔隙体积的弹性能采出的地65N N p BoBoiCt PN N p BoC C SB (C fwwc )Poio1 Swc封闭弹性驱动Boi NP BoiNPKC NNC1ttooK1地层压降下的产量，米3/ 兆帕。为弹性产率，它表示弹性产率可以用来衡量油田弹的大小。一般说来，一个封闭弹性驱油藏的弹性产率是不变的，即不随油藏生产时间和油井工作制度的变化而变化，因此这类油藏的总压降与

29、累积产量的关系通常是一直线。某封闭弹性驱油藏，地质储量为526104t，原始地层压力为38.5 MPa，饱和压力为17.5MPa.，求弹性产率和弹性采收率。67封闭弹性驱替例题形成条件：无注水，有边底水，无气顶， Pi m 0 ; Rp Rs Rsi;Wi 0N p (BT (Rsi Rp )Bg ) (We Wi W p)N BgiBg(1 m) (C(B B) mBBC)PSTTiTiTi1 SfwwcBgiwc68N N p Bo (We W p)BoiCt P弹性驱动弹性水压驱动 形成条件：无边底水注水，无气顶， Pi 0; m 0Rp Rs Rsi 0W;N p (BT (Rsi R

30、p )Bg ) (We Wi W p)N BgiBg(1 m) (C(B B) mBBC)PSTTiTiTi1 SfwwcBgiwc69N N p (BT (Rsi Rp )Bg )(B B) BC f Cw Swc PTTiTi1 Swc溶解气驱动 Wi Wp 0; m 0; Rp Rs Rsi 0WeN p (BT (Rsi Rp )Bg ) (We Wi W p)N BgiBg(1 m) (CB) mBBCS)P(BTTiTiTi1 SfwwcBgiwc根据简化条件可以得到各种驱动形式的物质平衡方程。要掌握根据综合形式简化其他形式。N N p (BT (Rsi Rp )Bg )(B B)

31、 mBBg Bgi B(1 m) (C C S)PTTiTiBTi 1 Sfwwcgiwc形成条件：无边底水注水， Pi 气顶驱动物质平衡方法第一节、物质平衡方程概述第二节、封闭未饱和油藏弹性驱动第三节、未饱和油藏水压驱动第四节、物质平衡方程通式的建立第五节、物质平衡方程式简化第六节、物质平衡方程的应用第六节、物质平衡方程的应用评价天然能量大小驱油能量机理分析核实油藏地质储量计算油藏动态测算水侵量的大小72N p BoNprNB C PoitbP每采出1%地质储量，油藏的压力变化值R73评价天然能量大小指标充足较充足有一定P/R2.5MPaNpr3010302102%1.52%1-1.5%1%

32、驱动指数：某种驱油能量占总驱油能量的百分数。F NP Bo NP (RP Rs )Bg WP Bw天然水驱动指数人工注水驱动指数气顶驱动指数弹性驱动指数溶解气驱动指数Bg Bgi(1 m) (CmNBN (B B ) NBC S)PN (R R )BTiooiTifwwcB1 SWW1 sisggiwceiFFFFF74判断驱油机理NP Bo NP (RP Rs )Bg (WP We Wi )Bw N (Bo Boi ) N (Rsi Rs )BgNmBoiBg Bgi(1 m) (CmNBN (B B ) NBC S)PTiN (R R )BBooiTi1 SfwwcWWsisggi1 wc

33、eiFFFFF说明：1从油藏中采出的流体是各项能量共同作用的结果2所有的驱动指数之和等于1，哪种能量为主称为某种驱动油藏，某种驱动指数减小，必然引起其他驱动指数的增加3在开发过程中，驱动指数在不断的发生变化，应该及时的调节开发方式，向驱动效率高的方式转化。75第六节、物质平衡方程的应用评价天然能量大小驱油能量机理分析核实油藏地质储量计算油藏动态测算水侵量的大小76第六节、物质平衡方程的应用Np Bo Np (Rp Rs )BgW p(We Wi )N Bg Bgi(1 m) (C(B B) mBBCS)PTTiTiTifwwc1 SBgiwc确定核实地质储量的大小77高压物性数据生产动态数据N

34、 p BoB N C BP N XN NpotoiC B PtoiY N p BoX Ct BoiP直线斜率地质储量78封闭弹性驱替NP Bok NXN N p Bo (We Wi W p)BoiCt PN p Bo Wi WWp N B W W NB C P WeNBoiCt PBoiCt PpoipoiteN p Bo Wi W N BPQtD pBoiCt PBoiCt PN p Bo Wi WpY BoiCt PX PQtD BoiCt P截距地质储量79弹性水驱NP Bo Wi Wpk BPQtD BoiCt PBoiCt PNN p (BT (Rsi Rp )Bg )N C f C

35、w Swc(B B) BPTTiTi1 SwcN N p (BT (Rsi Rp )Bg )(B (R R )B ) N (BBN)(B BpTsipgTTi)TTiY Np (BT (Rsi Rp )Bg )X BT BTi直线斜率地质储量溶解气驱Np (BT (Rsi Rp )Bg )k N80BT BTi第六节、物质平衡方程的应用评价天然能量大小驱油能量机理分析核实油藏地质储量计算油藏动态测算水侵量的大小81以溶解气驱动为例进行说明：N N p (BT (Rsi Rp )Bg )(BT BTi )(N Np )Bo N Np Vo) Bo(1 SSowc/(1 SVNB)NBpoiwco

36、iRso(S ) QBBqkBBR ggo R g RrgooooBk(S ) ssBqogogroo82gBo瞬时气油比方程饱和度方程物质平衡方程溶解气驱油藏动态内容：一油藏的原始地层压力等于饱和压力，没有气顶，要求一系列压力下的油藏累积产量，瞬时气油比，采出程度等参数1、选某时刻t的油藏压力P1，在该压力下设累积产油量为Np1，利用物质平衡方程可以求出Np1Rp12利用假设的累积产油量为Np1，用饱和度方程求解So1，进而利用油气相对渗透率曲线求解该饱和度下的krg/kro，在利用该值和瞬时气油比方程求解P1时的瞬时生产气油比R13利用饱和度方程和瞬时气油比方程计算出的R1计算从初始阶段到

37、P1下的累积产气量。R1RsiNp12S N N p1 (1 S) Bo o1NwcBoiR R Bok1 ) o1sBk(S) groo1g4比较用物质平衡方程计算出的产气量和利用瞬时气油比计算出的产气量是否相同，如果相同，证明假设的Np1正确，否则不正确，重新假设Np1算，直到两者相等。，重新计5假设压力P2下的累积产油量为Np2，利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。N (B B) N(B R B )NRTTip1Tsigp1gN Rsi R1p126利用假设的累积产油量为Np2，用饱和度方程求解So2，进而利用油气相对渗透率曲线求解该饱和度下的krg

38、/kro，再利用该值和瞬时气油比方程求解P2时的瞬时生产气油比R27利用饱和度方程和瞬时气油比方程计算出的R2计算从P1到P2下的累积产气量( N N) R1 R2p2p12R R Bok2 ) o2sBk(S) groo2gS N N p2 (1 S) Bo o2NwcBoi8比较用物质平衡方程计算出的产气量和利用瞬时气油比计算出的产气量是否相同，如果相同，证明假设的Np2正确，否则不正确，重新假设Np2算，直到两者相等。，重新计9重复计算6-8步骤，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。10整理计算的结果，绘制相应的图表和

39、曲线。实例分析确定油藏的地质储量和采出程度某溶解气驱油藏，原始地层压力等于饱和压力为24.5MPa，经过一段时间开采后，地层压力下降到19.0MPa，此时的累积产油量Np为236.2104 m3，平均生产气油比为587.7 m3/m3。已知参数Boi=1.572 ；Bo=1.52； Bg=0.00572；Rsi=196m3/m3； Rs=160 m3/m3。核实地质储量和计算采出程度。NP Bo NP (RP Rs )BgN B B (R R )Booisisg236.3 1.52 236.2 (587.7 160) 0.00572 6088 104 t1.52 1.572 (196 160)

40、 0.00572N P 236.3 3.88%R N6088第六节、物质平衡方程的应用评价天然能量大小驱油能量机理分析核实油藏地质储量计算油藏动态测算水侵量的大小非定（稳）态水侵准定（稳）态水侵定（稳）态水侵与时间无关的水侵当水区的范围比较小，油藏的压降能迅速的传播到整个水区范围，需要的时间比较短，可以近似的认为水侵量的大小与时间无关。水侵量的大小即水区弹的发挥。90W e V pw (与时间无关的水侵油水接触面的半径pipi天然水域的外边界半径对于一个具有广阔天然水域或有外部水源供给的油藏，油藏和水域同属于一个水动力学系统。这时可将油藏部分简化为一口井底半径为rw的“扩大井”。扩大井的半径实

41、际上为油藏的油水接触面的半径，或称为天然水域的内边界半径；天然水域的外缘半径，则称为天然水域的外边界半径。在原始条件下，油藏 含油区和天然水域的地层压力都等于原始地层压力pi。与时间无关的水侵当油藏投入生产t时间后，油藏内边界上油水接触面的半径的压力（即油藏地层压力）下降到p，在考虑天然水域的地层水和岩石的有效弹p性影响的条件下，所（piSchilthuis）1936年基于稳定流定律，得到了估算天然水侵量的方程：tWe K(P P)dt2i0天然水域的外边界半径稳定状态方程 dWe K(P P)qe2idtWe天然累积水侵量，米3；Pi 为原始边界压力，兆帕；P 为某时间t时的油水边界处压力（

42、一般用油藏平均地层压力来代替），兆帕；K2为水侵系数，米3/（月，兆帕）或米3/（季，兆帕）；qe为水侵速度，米3/月或米3/季； t 为时间，月（或季）。 dWetW K(P P)dt K(P P)qe2ie2idt0分析上式可看出：在一个特定的时间间隔内，给定一个压力降所得到的水侵量总是一定的。水的侵入速度与压降成正比，即压降越大，水侵速度越大；而压降越小，水侵速度越小。当地层压力等于原始地层压力时，压降为零，水侵速度也就为零。稳定状态公式适用于：当油藏有充足的边水连续补给；或者因采油速度不高而使油层压降能相对稳定时，此时水侵速度与采出速度相等，此种情况也称为稳定态水侵。水侵系数的大小表示

43、了边水的活跃程度。研究边水的活动规律，主要求出水侵系数，因为下面介绍求水侵系数K2的方法。1）首先根据物质平衡方程求出不同时间下的水侵量。例如，对于弹性水压驱动油藏，在地层压力相对稳定时，水侵量 We 的表达式为：We NP Bo WP Wi Ct Boi PN式中除Ct Boi 和 Bo 以外的所有参数均为生产数据，所以不同时刻的水侵量是不难算出的。 dWe K (P P)q2）根据公式在地层压力稳定阶段，水侵速度为e2idt常数，也就是说水侵量与时间是直线关系。所以在做出水侵量与时间的关系曲线以后，求出曲线的斜率，即求得水侵速度qe值。tWe K(P P)dt3）最后由式求出水侵系数K2。

44、2i0从以上分析可以看出，使用稳定状态水侵公式进行计算时，必须在地层压力稳定阶段，此时水侵速度与采出速度相等，则水侵量与时间才成直线关系。若地层压力达不到稳定时则使用准稳定状态公式选行计算。它的应用条件为：油藏有充足的边水供给，即供水区的压力稳定，但油藏压力还未达到稳定状态，把这个压力变化阶段看作是无数稳定状态的连续变化，如图3。所示准稳定状态水侵压力变化曲线准定（稳）态水侵 dWe K(P P)q这时水侵速度仍为式e2idt将上式积分后，得到水侵量 We 与时间的关系：Pdt K Pt tW Ke220以We 为纵坐标，以Pt为横坐标作图，便量变化曲线，该直线的斜率就是水侵系数 K2。到一条

45、累积水侵WeK/ 兆帕月（或季）米3Pt 2当油藏具有较大或广阔的天然水域时，作为一口“扩大井”的油藏，由于开采所造成的地层压力降，必然连续不断地向天然水域传递，并引起天然水域内地层水和岩石有效弹性膨胀。当地层压力的传递尚未波及到天然水域的外边界之前，这是一个非稳定渗流的过程，即当油藏发生水侵的原因主要是由于含水区岩石和流体的弹性膨胀作用时，则水侵为非定态的。非定（稳）态水侵对于这样一个非稳定水侵过程，不同作者基于不同的方式和天然水域的内外边界条件，提出了计算天然水侵量的不同非稳定流方法。平面径向流系统直线流系统对于底水油藏开发的半球形流系统非定（稳）态水侵形成条件：水区有限供给，水区压力下降

46、；油藏压力也不能保持稳定，此时的水侵量都是依靠水区弹的发挥。岩石参数均质，油水粘度相同，内边界压力一定，定端压力解非定（稳）态水侵 2 p 1 p 1 p kr 2r r t C t w( p ) 0外边界为封闭r r Re(P)r R P外边界条件定压e(P)t 0 Pi初始边界条件100（1）平面径向流系统和范对于平面径向流系统，在开发t 时间以后天然累积水侵量的表达式为：We BPQ(tD , rD )Q(tD ) 无因次水侵量函数，由无因次时间tD 和无因次半径rD 确定。rD rero ，re 边水供给外缘半径；ro 油藏含油半径。t 8.64 102KtD C r 2wt 0C 含

47、水区水和岩石的综合压缩系数，1/MPa；即C C C ；ttfwDt D102几点说明：若用静态资料计算水侵系数，则：。通常应用油藏动态资料计算的水侵系数的结果更符合油藏实际。如果油藏和供水区的形状不是完整的圆形，而是圆形的一部分（如下页图），则它们将近似地服从平面径向流规律，均可使用圆形油藏和圆形供水区的非定态方程。B 2 r2hCot几点说明：在此情况下，为了适合方程式所规定的条件，必须对方程式选行相应的修正：B 2 r2hCoe / 360式中 为水侵入油藏的圆周系数； 为油藏的水侵圆周角。3）式（2-20）中 Q(tD ) 是tD 的函数。为了应用方便，和范艾富丁根已将它们的关系制成图

48、版和表，可直接查找确定。对于无限大供水区，因为水侵量始终稳态所控制，无因次水侵量不会达到最大值，如图 2-5 所示。rw / ro 10对于有限供水区来说，无论水域多大，都有一个相应的无因次水侵量达到一个固定最大值的 tD 值，即会有一个 tD 值，使无因次水侵量达到最大值（在某一给定的压力下），如图 4-5 所示。4）是在定边界压力下非稳定方程的解。在实际油藏中边界压力总是不断下降的，为了进行这种计算，一般是把连续的压力降分成许多压力台阶。每个压力台阶之间的压力降P的水侵量可利用式W BPQ(t) 计算。, reDD把各水侵量按时间进行叠加即可求得累积水侵量。pP1P2P3ttttt0312假设实测的油藏压力等于在原始油一水界面处的压力，并且在时间为0，t1，t2，t3，tj 时相应的压力分别为 Pi，P1，P2，P3，Pj 等。那么各时间间隔的平均压力值为：Pj P1 P2 Pj 1P1P Pi， P， P2j1222在时间为 0，t1，t2，t3，tj 等时发生的压力降为P1 Pi P1P P P P Pi0i12 Pi P1 P1 P2 Pi P2P P P1122 P1 P22P2P32 222Pj PjP P jj222P0压力降是油藏的边界压力突然由 Pi 降到P1，则压力降P0 =如果在边界压力已降到 P1后的某个时候，第二个压力 P