油藏工程演示幻灯片.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,油 藏 工 程,Reservoir Engineering,油 藏 工 程,1,主讲教师信息,主 讲：,黄小亮,办公室：,H420,电 话：,13618270563,Email:,huiti,2,二、油藏工程的任务,地 质 模 型,基础,分析驱油机制及驱动方式,预测未来动态,目的：寻求改善“开发效果”的方法和技术，达到提高采收率的目的,3,三、,油藏工程的特点,(1).高度综合的技术学科,(2).方法性很强的学科,研究对象：,是埋藏于地下具有复杂流动性、相态变化和储层性质的系统。需要地质、油藏物理和测井提供各方面的信息。,油,田开发必须具备下列领域,知识,钻,井、采油、石油经济、储运和管理,具有大量商业性软件,a.工程软件 b.试井软件,c.各种模拟软件,各种类型的油气藏都有一定的,开发模式,4,三、,油藏工程的特点,(1)油藏的认识不是短时间一次完成的，需经历长期的由粗到细、由浅入深、由表及里的认识过程。,(2)油气田是流体的矿藏，凡是有联系的油藏矿体，必须视作统一的整体来开发。,(3)必须充分重视和发挥每口井的双重作用生产与信息的效能。,(4)油田开发工程是知识密集、技术密集、资金密集的工业。,认识和开发油藏的特点：,5,四,、学习油藏工程目的,综合应用,：,石油地质学、沉积岩石学、开发地震、测井、油层物理以及渗流力学,获得,：研究和分析油藏动态和预测未来动态的基本方法和技术,+,成为,：制订油田开发方案或调整方案、合理高效地开发油气田、提高采收率的专门人才,今后矿场工作实践,=,6,第一章 油气藏评价,油气藏的压力、温度系统,油气藏驱动类型及其开采特征,油气藏储量评价,油藏采收率测算方法,7,油气藏深埋在地下,，承受着上覆岩层的压力，同时又处在地球的温度场中，因此，油藏中岩石和流体的一些物理和物理化学性质与油藏中的压力和温度密切相关。因此，油藏的压力和温度系统是油藏动态分析的重要内容。,油气藏压力和温度与油藏埋深有关。埋藏越深，压力温度越高。,第一节 油气藏的压力、温度系统,8,地层压力,地静压力流体压力上覆岩层颗粒的压力,一、油藏的压力系统,9,静水压力,由垂直的液柱重量所产生的压力,废气压力：,产气效益等于操作费用时的地层压力。,地层压力,（,孔隙流体压力,）,作用于岩层孔隙空间内流体上的压力,油（气）层压力,含油（气）区内的地层压力,一、油藏的压力系统,10,对于每口探井和评价井，必须准确确定该井的原始地层压力，绘制压力与油藏埋深的关系曲线，以便判断油气藏的原始产状和分布类型，并用于确定储量参数和储量计算。,由上覆岩层（岩石骨架和流体）的重量而产生的压力称为地层压力。其大小为：,P,R,地层压力，MPa，D油层中部深度，m；,孔隙度，小数；,f,、,L,地层岩石和流体的平均密度，g/cm,3,1.地层压力,一、油藏的压力系统,11,地层压力随深度加深而增大，每加深lm或100m的压力增值称为,地层压力梯度,。,2.地层压力梯度,12,油藏中不同部位所测的地层压力与对应位置的油层中部温度之间的关系曲线称为,地层压力梯度曲线,。由此可以判断油气或气水界面位置,。,压力梯度曲线的斜率与流体密度（流体类型）相关。,2.地层压力梯度,13,3.压力系数,地层压力与油层中部深度（D）等高度的静水压力之比值称为,压力系数。,导压系数：,单位地层面积上压力传播面积。,D,owc,D,m,14,压力系数是衡量地层压力是否正常的一个指标。,压力系数为0.81.2为正常压力，大于1.2者称为高压异常，小于0.8者称为低压异常。异常高压气藏压力系数大于1.5.,油藏不同部位的压力系数不同，顶部高，翼部低。当D=D,owc,时，压力系数等于1。,由压力系数可以计算油水界面的位置。,3.压力系数,15,根据油区一口井的实测地层静压PR计算油水界面位置：,根据油、水区各一口井的实测地层静压P,RW、,P,Ro,及其对应的深度D,w、,D,o,计算油水界面位置：,3.压力系数,16,油藏的温度来自地球的温度场，即由温度很高,热能极大的地心热源向四周散热而形成的一个温度场。地球的温度场可以看成是一个稳定不变的温度场。,油藏的温度与其埋深和地温梯度有关。,二、油气藏的温度系统,17,是指地下埋藏深度每增加100米时，地层温度增高的度数。,式中：,G,T,地温梯度，/100m；,T 测温点的温度，；,恒温带或当地大气的年平均温度，；,H 测温点的深度，m；,h 恒温带的深度，m。,地温梯度,二、油气藏的温度系统,18,影响地温梯度的因素比较复杂，主要受岩石（主要是其导热率）和局部地区地质条件的影响，在地球各处不是常数。,地温梯度一般约为3.05/100m。,由不同探井所测的静温与相应埋深的关系曲线称为静温梯度曲线。为一条直线。,整个油藏开发过程的热力学条件是一种降温过程。,19,油藏中的流体（油、气和水）也只有受到外力作用时才能流动。,油藏的驱动力,是指驱动流体运动的各种动力的综合。,所谓,驱动方式,是指油层在开采过程中主要依靠哪一种能量来驱油。油藏中的驱油能量一般有：,（1）油藏中流体和岩石的弹性能；,（2）溶解于原油中天然气的膨胀能；,（3）边水和底水的压能和弹性能；,（4）气顶气的膨胀能；,（5）重力势能。,第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,20,油藏的驱动能量不同，开采方式则不同，从而在开发过程中产量、压力、气油比等等重要开发指标有不同的变化特征。它们是表征驱动方式的主要因素，所以可以从它们的变化关系判断驱动方式。,弹性驱动,溶解气驱,水压驱动,气压驱动,重力驱动,复合驱动,第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,21,每一个油藏，都存在着一定的天然驱动能量，这种驱动能量可以通过地质勘探成果及原油的高压物性试验加以认识。油田投入开发后，可以依据不同驱动方式下的生产特征，来分析判别属于那一种类型的能量；,一般的油藏中都会存在多种驱动能量，某一开发时期以某种能量为主导；,油藏的驱动方式不是一成不变的，它可随开发的进行和开发措施的改变而改变；,开发过程中，要加强油藏压力监测，适时补充能量。,六、结论,22,第三节 油气藏储量评价,油气田储量,是石油和天然气在地下的蕴藏量是对油气田勘探成果进行综合评价的重要指标，也是制定油田开发方案，确定油田建设规模和投资的依据。,23,地质储量,远景资源量,探明储量,控制储量,预测储量,潜在资源量,推测资源量,已开发探明储量,未开发探明储量,基本探明储量,一、基本概念,24,1.探明储量,探明储量,是油气田发现具有工业性油流后，经钻探、试采、评价后,取得可靠地质参数,所获得的估算储量，其精度经开发检验至少达到,7080%,以上。,25,2、控制储量,(相当于其他矿种C-D级),它是在某一圈闭内预探井发现工业油(气)流后，以建立探明储量为目的，在评价钻探过程中,钻了少数评价井,后所计算的储量。,一、基本概念,26,3、预测储量,(相当其他矿种的D-E级),它是在地震详查后，以及其他方法所提供的圈闭内，经过预探井钻探获得油气流、油气层或油气显示后，经过区域地质条件分析和类比，对有利地区按容积法估算的储量。,一、基本概念,27,4、远景资源量,远景资源量是依据地质、地球物理、地球化学资料统计或类比估算尚未发现的资源量。,地质储量和它之和便构成总资源量。,一、基本概念,28,潜在资源量,又称圈团法远景资源量，是用圈闭法预测的远景资源量。,推测资源量,是根据区域地质资料和邻区同类型沉积盆地进行类比，结合盆地或凹陷的初步物探普查资料或参数井的储层物性和生油岩有机地球化学资料，可估算总资源量，也可根据盆地模拟估算可能存在的油(气)资源量。,一、基本概念,29,三、油气储量计算方法,储量计算方法,类比法,容积法,动态法,数,值,模,拟,法,物,质,平,衡,法,产,量,递,减,储,量,丰,度,法,单,储,系,数,法,水,驱,曲,线,法,不,稳,定,试,井,法,30,（一）类比法,类比法,是用已知类似油气田的储量参数，去类推尚不确定的油气田储量的方法。该法可用于推测尚未打预探井的油藏的资源量，或已经打少量评价井已获得工业油气流，但尚不具备计算储量各项参数的构造。,类比法又可分为储量丰度法和单储系数法两种。,储量丰度法：,单储系数：,三、油气储量计算方法,单位地层面积上的地质储量。,单位地层体积上的地质储量。,31,式中N石油地质储量，10,4,t；,A含油面积，km,2,；,h平均有效厚度，m；,平均有效孔隙度，小数；,Soi平均油层原始含油饱和度，小数；,o,平均地面原油密度，t/m,3,；,B,oi,平均原始原油体积系数。,（二）容积法,1.石油地质储量计算,32,其中：,2.气田地质储量计算,根据经济技术条件，确定了气藏的废弃压力Pa后，可计算定容封闭气藏的可采储量：,（二）容积法,33,第四节 油气藏储量与采收率,采收率不仅与油田天然条件有密切关系，而且在不同程度上反映着油田开发和开采的技术水平。是衡量油田开发效果和油田开发水平的最重要的综合指标，是油田动态分析中最基本的问题之一。,34,一、基本概念,采收率：是指可采储量与原始地质储量的比值；,采出程度：目前累积采油量与地质储量的比值。,无因次采出程度与采收率的乘积,采油速度：是指年产量与地质储量的比值。,无因次采出程度：地质储量与采出程度的乘积,、累计采油量与可采储量的比值、采出程度与采收率的比值,35,地质因素,1天然驱动能量的大小及类型；,2油藏岩石及流体性质；,3油气藏的地质构造形态。,油田开发和采油技术对采收率的影响,1油气藏开发层系的划分；,2布井方式与井网密度的选择；,3油井工作制度的选择和地层压力的保持程度；,4完井方法与开采技术；,5增产措施以及采用新技术、新工艺的效果；,6提高采收率的二次、三次采油方法的应用规模及效果。,二、影响采收率的主要因素,36,不同驱动机理的采收率,驱动方式,采收率变化范围（%）,注释,一次采油,弹性驱,25,个别情况可达10%以上（指采出程度）,溶解气驱,1030,气顶驱,2050,水驱,2550,薄油层可低于10%，偶尔可高达70%,重力驱,3070,二次采油,注水,2560,个别情况可以高达80%左右,注气,3050,混相驱,4060,热力驱,2050,一次开采的重油,37,1、已知某油田地质储量N=4.5亿吨，估算采收率Re =35%,设计稳产年产量为520万吨，,（1）计算可采储量；,（2）计算稳产累积采油量；（高产稳产下限为0.5）,（3）计算该油田稳产时间（年）。,作业,2、写出采收率、采出程度、无因次采出程度、采油速度的基本概念,38,作业,3、写出压力系数、导压系数、废弃压力、单储系数、丰度的基本概念,4、阐明控制储量、探明储量以及预测储量的测定标准及准确度。,5、开发过程中油藏温度是怎么变化的。,6、定义异常高雅油藏和异常低压油藏。,39,第二章 油田开发,驱动方式选择,开发层系的划分与组合,油田注水方案的选择,开发井网部署,40,驱动方式：,天然拥有,人工建立,选择的原则：,既要合理地利用天然能量，又要有效地保持油藏能量，以满足国家对开采速度和稳产时间的要求。,第一节驱动方式的选择,41,第二节油田注水方式的选择,一、油藏的天然能量：,边水和底水驱动,原生气顶和次生气顶的膨胀,原油中溶解气的释放和膨胀,油层和其中原油的弹性能量,42,多数油田的天然能量是不充足的,天然能量的发挥是不均衡的,利用天然能量采油，油田的调整和控,制有时比较困难,使用天然能量的局限性：,最终表现为采收率低,一、油藏的天然能量,43,注水开发的优点：,能持续高产,驱油效率高,控制调整较容易,采收率相对较高,经济效果好,无水采收率较低,人工注水时的无水采收率一般为地质储量的，甚至更低。,注水开发的不足：,二、注水开发,后期存在的问题是开发难度大,44,注水效果较差的油藏：,（1）水敏性矿物含量较高的油藏；,（2）稠油油田油藏。,（3）低渗油藏,二、注水开发,驱动类型,最终采收率,天然能量采油%,注气采油,注水采油,最终采收率%,比天然能量采油高%,最终采收率%,比天然能量采油高%,溶解气驱动,21,27,28.5,42,100,气顶驱动,30,36,20,水压驱动,60,70,16.7,美国不同类型油田采收率统计,45,概念：,注水井在油藏中所处的部位和注水井与生产井之间的排列关系。,1)边缘注水法,2)切割注水法,3)面积注水法,4)点状注水,三、注水方式,46,三种方式：,（1）缘外注水,：注水井分布在外含油边界以外。,适用条件：,含水区的渗透率较高,含水区与含油区之间，不存在低渗透带或断层,（,2,）缘上注水,：注水井排布在含油外缘上,（,3,）缘内注水,：注水井布置在内含油边界以内,(1)边缘注水法,47,外内 外 内 外 内,缘外注水 缘上注水 缘内注水,(1)边缘注水法,48,(2)切割注水法,利用注水井排将油藏切割成为较小单元，每一块面积（叫做一个,切割区,），可以看成是一个独立的开发单元，分区进行开发和调整。,49,(2)切割注水法,切割注水的类型,50,(3)面积注水,概念：是将注水井按一定几何形状和一定的密度均匀地布置在整个开发区上。（注采方式）,适用条件：,（1）油层分布不规则，延伸性差，多呈透镜状分布；,（2）油层的渗透性差，流动系数低；,（3）油田面积大，构造不够完整，断层分布复 杂；,（4）可用于油田开发后期的强化采油；,（5）可用于提高采油速度。,51,开发特点：,（1）采油速度高，但生产见水时间早，原因是：,所有生产井均可受到注水井的直接影响,注水井到生产井距离较近，吸水能力好，产液能力高。,（2）可调性差,(3)面积注水,52,（3）.面积注水几种基本的,注采井网,性质,正对式排状注采井网,交错排状注采井网,四点井网,五点井网,七点井网,九点井网,井网要求,注采井数比,水动力场图,井距与排距的比例,53,（1）钻成井网要求：长方形,（2）注采井数比为1：1,由于1口注水井将影响2口生产井，,1口生产井将受到2口注水井的影响。,（3）水动力场图,(3)面积注水,A.正对式排状注采井网,54,等压线,流线,A.正对式排状注采井网,井网控制单元,最小流动单元,注水井,采油井,55,（1）钻成井网要求：长方形,（2）注采井数比为1：1,由于1口注水井将影响4口生产井，,1口生产井将受到4口注水井的影响。,（3）水动力场图,(3)面积注水,B.交错排状注采井网,56,等压线,流线,B.交错排状注采井网,井网控制单元,最小流动单元,注水井,采油井,57,（1）钻成井网要求：,等边三角形,（2）注采井数比为,1：2,由于1口注水井将影响6口生产井，,1口生产井将受到3口注水井的影响。,（3）,1/12单元,水动力场图,（4）排距与井距之比为1：,C.,四点井网,(3)面积注水,58,井网控制单元,最小流动单元,等压线,流线,C.,四点井网,注水井,采油井,59,（1）钻成井网要求：,正方形,（2）注采井数比为,1：1,由于:1口注水井将影响4口生产井,1口生产井将受到4口注水井的影响,（3）水动力场图：,可简化为背对背的两个径向流,（4）排距与井距之比为1：2,(3)面积注水,D.,五点井网,60,注水井,采油井,D.,五点井网,五点井网的,水动力场图:,与交错排状注采井网相似，但井网属于,正方形,井网。,61,（1）钻成井网要求：,等边三角形,（2）注采井数比为,2：1,由于:1口注水井将影响3口生产井 1口生产井将受到6口注水井的影响,（3）,1/6单元,水动力场图,（4）排距与井距之比为1：,(3)面积注水,E.七,点井网,（反四点井网）,62,井网控制单元,最小流动单元,七点井网的,水动力场图:,与四点井网相似，但注水井与生产井全部换位,E.七,点井网,（反四点井网）,注水井,采油井,63,（1）钻成井网要求：,正方形,（2）注采井数比为,3：1或1：3,不能用前面的思路推导,(3),排距与井距之比为1：2,(3)面积注水,F.九,点与反,九,点井网,64,反,九,点井网,注水井,采油井,F.九,点与反,九,点井网,正九点井网,就是将反九点井网中的注水井转变为采油井，采油井转变为注水井。,65,反,九,点井网,注水井,采油井,F.九,点与反,九,点井网,正九点井网,就是将反九点井网中的注水井转变为采油井，采油井转变为注水井。,66,（4）点状注水,根据需要，局部（平面非均质性很强，渗透率相对较低）强化注水：,67,四、油田的注水方式选择的基本原则,适应油层分布特点，注水井与生产井能控制,8090的面积和储量,；,达到较大的波及系数，并获得,较高的最终采收率,；,充分利用油藏的有利因素（如渗透率差异、裂缝方位、地层倾角、断层等），并使,采出的水最少,；,采油速度和稳产期满足要求，,经济效益较好,；,便于开发过程的调整措施和生产管理,。,68,作业,1、分别画出四点、五点、九点、三点面积注水图以及切割式、边缘注水的图,2、注水有几种方式，说明各特点？并指出面积注水的几种井网形式。,3、说明注水开发的优缺点，并说明对后期开发有什么影响？,69,第五章油藏动态分析的物质平衡方法,1.了解 物质平衡方法的基本原理；,2.理解相关的基本概念、参数及其物理意义；,3.掌握建立物质平衡方程的基本思路与方法；,4.熟悉物质平衡方程的主要应用；,5.了解物质平衡方法的影响因素。,70,第一节 物质平衡方法的基本原理,方法的创立,：Schilthuis，1936,方法的实质,：体积平衡,把油藏看成是体积不变的容器。如果忽略地层压力下降引起的油藏孔隙体积的变化，则其容积为定值。因此，在任一时刻满足以下条件：,71,采出流体的地下体积地下剩余流体体积原始油藏流体体积；,目前油藏中的流体体积原始条件下的流体体积；,采出流体的地下体积地下流体的体积膨胀量。,第一节 物质平衡方法的基本原理,72,溶解气驱,溶解气驱天然水驱,溶解气驱气顶驱动,溶解气驱 气顶驱动天然水驱,一、油藏类型及其驱动能量,封闭弹性驱动,弹性驱动弹性水压驱动,饱和油藏,未饱和油藏,73,二、物质平衡方法所需的基础资料,地层流体的体积系数：,流体在地层条件下的体积与地面标准条件下的体积之比。,原油的体积系数：,一定量的原油在地下的体积与地面脱气后体积的比值。原油的体积与溶解气量有关，因此，其体积系数是压力的函数。,两相体积系数：,对应于1立方米地面脱气原油的地层原油和分离气的地下体积之和。,74,压缩系数：,单位体积的物质体积随压力的变化率。,当地层只含原油和束缚水时：,综合压缩系数：,75,油藏物质平衡方程通式:,在,气顶驱,、,溶解气驱,、,天然水驱,和,人工水驱,同时存在的混合驱动方式下的物质平衡方程式。,第二节 油藏物质平衡方程通式,76,第二节 油藏物质平衡方程通式,一.基本假设条件,（1）油藏的储层物性是均匀且各向同性的；,（2）油藏各点的压力处于平衡状态，并且相等；,（3）开发过程中，油藏保持热力学平衡，即地层温度保持不变；,（4）不考虑毛管力和重力的影响；,（5）油藏各部位的采出量保持均衡。,77,对于一个原始压力等于或低于饱和压力，而且有气顶、边水作用的饱和油藏，其流体分布为：,原始油气界面,原始油水界面,气顶,供水区,油区,二.油藏的物质平衡方程通式的建立,78,原始油气界面,原始油水界面,气顶,供水区,油区,水侵区,气顶膨胀区,油区采油,油区压力下降,气顶膨胀,溶解气分离,边(底)水入侵,二.油藏的物质平衡方程通式的建立,79,原始压力Pi,气顶区,油区,压力P,气顶区,油区,气顶区,水侵区,原始状况下地层油体积,原始状况下自由气体积,压力P时地层油体积,压力P时自由气体积,压力P时水侵区体积,二.油藏的物质平衡方程通式的建立,80,（一）原始压力P,i,下地层油和自由气的体积,原始压力Pi,、原始压力下地层油的体积,油藏地质储量为N，m,3,原始压力下地层油的体积,（地层条件下的体积）,气顶区,油区,NBoi,二.油藏的物质平衡方程通式的建立,81,原始压力Pi,气顶区,2、原始压力下自由气的体积,NBoi,原始状态时气顶内自由气的体积为G，标准m,原始压力下自由气体积,（地层条件下的体积）,设：原始状态时自由气体积与地层油体积之比为 m：,mNBoi,二.油藏的物质平衡方程通式的建立,82,（二）压力P时地层油、自由气和地层水的体积,压力P,1、油藏压力为P时地层油体积,地层油体积,=目前剩余油体积,地层原油体积系数,油区,气顶区,水侵区,(N-Np)Bo,二.油藏的物质平衡方程通式的建立,83,2、油藏压力为P时自由气体积,压力P,气顶区,水侵区,(N-Np)Bo,自由气体积,=原始自由气体积,原始溶解气体积,累积产气体积,仍溶解在油中的气体体积,自由气体积为地面标准m,G,t,压力为P时，自由气的地下体积。,二.油藏的物质平衡方程通式的建立,84,式中：,G,t,压力为P时，自由气的地下体积，m,R,si,原始溶解油气比，m,/m,（标准）,R,s,压力为P时的溶解油气比，m,3,/m,3,(标准),R,p,平均累积生产油气比，m,3,/m,3,(标准),B,g,压力为P时的气体体积系数,二.油藏的物质平衡方程通式的建立,85,把标准自由气体积折算到地下体积：,Gt,水侵区,(N-Np)Bo,二.油藏的物质平衡方程通式的建立,86,3、油藏压力为P时地层中水的体积,压力P,G,t,水侵区,(N-Np)Bo,地层中水的体积,累积侵入油藏水的地下体积,累积注入油藏水的地下体积,累积产水的地下体积,地层中水的体积,(We+Wi-Wp)Bw,二.油藏的物质平衡方程通式的建立,87,原始压力Pi,气顶区,NBoi,mNBoi,压力P,G,t,(N-Np)Bo,(,We+Wi-Wp)Bw,=,二.油藏的物质平衡方程通式的建立,88,引入两相体积系数B,t,一般形式下的物质平衡方程,89,若考虑气顶区、含油区的岩石和束缚水的弹性膨胀体积时：,气顶区,内地层束缚水和岩石的累积弹性体积膨胀量为：,二.油藏的物质平衡方程通式的建立,90,含油区,内地层束缚水和岩石的累积弹性体积膨胀量为：,油气区,内地层束缚水和岩石的累积弹性体积膨胀量为：,二.油藏的物质平衡方程通式的建立,91,油田开发的某一时刻：,气顶体积：,油区体积：,侵入水体积：,孔隙体积及束缚水体积的变化：,92,气顶体积,油区体积,气顶体积,油区体积,束缚水、岩石膨胀,天然水侵、人工注水,建立通式一,=,93,累积采出油,+,气,+,产出水的地下体积,油藏中油和溶解气的体积膨胀,+,气顶气的膨胀量,+,束缚水和岩石体积膨胀,+,边底水侵入和人工注水的体积,。,根据物质平衡原理，油藏开发到某一时刻：,建立通式二,94,引入：,采出流体的体积,地下体积膨胀量,=,建立通式二,95,引入：,上式写成：,引入：,建立通式二,96,三.物质平衡方程的特点,为,零维方程,，不考虑空间参数变化，将油藏视为一个点;,是任一开发时刻与初始状态的比较，所以将任意时刻的参数代入都可以利用，而与其它时刻的状态无关;,许多参数与地层压力有关，有显函数，还有隐函数，所以应用物质平衡方程时，地层压力是关键;,形式上与时间无关，但部分参数与时间有关，如水侵量。,97,、封闭弹性驱油藏,油藏既无边水或底水，又无气顶，且原始地层压力高于饱和压力时，即为封闭弹性驱。,无边水或底水：,We=0 Wp=0 Wi=0,无气顶：,m=0,开采过程中，地层压力PPb:,B,t,=B,o,B,ti,=B,oi,R,si,=R,s,=R,p,第三节 特定油藏的物质平衡方程,98,第三节 特定油藏的物质平衡方程,99,封闭弹性驱油藏,100,该类油藏具有边水或底水，无气顶，P,i,P,b,，属于未饱和油藏。,无气顶：,m=0,PP,b,：,B,t,=B,o,B,ti,=B,oi,R,si,=R,s,=R,p,2.弹性+水压驱动油藏的物质平衡方程,第三节 特定油藏的物质平衡方程,101,该类油藏无边水或底水，无气顶，PiPb。,无边水或底水：,We=Wp=Wi=0,无气顶：,m=0,3.溶解气驱油藏的物质平衡方程,第三节 特定油藏的物质平衡方程,102,4.气顶驱油藏的物质平衡方程,该类油藏无边水或底水，存在原生气顶，属于过饱和油藏。,无边水或底水：,We=Wp=Wi=0,第三节 特定油藏的物质平衡方程,103,计算油气藏的原始地质储量；,分析判断油气藏的驱动机理；,估算油气藏天然水侵量；,预测油气藏动态。,第四节 物质平衡方程的应用,104,物质平衡方程式的直线表达式：,不同驱动类型的油、气藏的物质平衡方程式都可以表示为一个直线方程：,式中：,Y物质平衡方程式的Y函数,X物质平衡方程式的X函数,N油、气藏的地质储量,B油、气藏的天然水侵量,一、核实地质储量,105,二、核实地质储量,（一）封闭弹性驱油藏,106,（二）弹性水驱油藏,二、核实地质储量,107,（三）溶解气驱油藏,二、核实地质储量,108,三、分析判断油气藏的驱动机理,当有两种或两种以上的驱动能量同时间作用于油藏开发时，每种驱动能量的作用程度，即某中能量占总能量的比例，用,驱动指数,表示。,根据油藏的开发数据可以确定各种驱动指数的大小及变化，由此分析开发过程中各种驱动能量的利用情况，并通过调整和转换驱动方式而提高开发效果。,驱动指数：岩石和各种流体的膨胀量或注入量(侵入量)占总采出量(油、气、水)的百分数；,109,1.未饱和油藏驱动指数,未饱和油藏的天然水驱、人工注水、注气时的物质平衡方程式：,弹性驱动指数,EDI,人工注水驱动指数,WiDI,天然水驱动指数,WeDI,人工注气驱动指数,GiDI,110,2.饱和油藏驱动指数,根据原始地层压力下带气顶的饱和油藏的物质平衡方程式可得：,111,2.饱和油藏驱动指数,112,从油藏中采出的流体是各项能量共同作用的结果；,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；,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。,结 论,113,四、估算油气藏天然水侵量,随着油气开采的进行，油区地层压力压降，并向外传播，导致天然水域压力下降，引起天然水域地层水和岩石膨胀，在天然水域和油区之间形成压差，在压差作用下，天然水域的水向油区侵入，形成水侵。,天然水域,油区,水侵的强弱主要取决于天然水域的大小、几何形状、岩石和流体性质等。,114,油藏水侵原因：,1)重力作用；,2)供水区岩石的可压缩性；,3)供水区中水的膨胀性；,4)积聚在供水区中已知或未知烃类(或其他油气藏)的膨胀。,四、估算油气藏天然水侵量,天然水侵有以下几种方式：平面径向流系统、半球型流系统、,直线流系统。,115,第六节 气藏物质平衡,（一）定容消耗气藏,没有水侵的气藏,气体原始储量（标准m,3,）,=,累积产气量（标准m,3,）+剩余气量（标准m,3,）,G,气体原始储量，标准m,3,Gp,累积产气量，标准m,3,？,116,原始储量占据,的储层体积,P,i,剩余气体占据,的储层体积,P,G,p,原始储量占据的储层孔隙体积,=GB,gi,GB,gi,GB,gi,（一）定容消耗气藏,117,定容消耗气藏物质平衡方程,根据体积系数的定义：,式中：,Vsc天然气在标准状况下的体积,V 同数量天然气在地下的体积,（一）定容消耗气藏,118,定容消耗气藏压降方程,（一）定容消耗气藏,119,公式中忽略了两个与压力有关的物理现象：,束缚水的膨胀,岩石孔隙体积的缩小,如果考虑束缚水和岩石的弹性膨胀作用，则岩石孔隙体积的总变化为：,式中：,Vw原生水体积 Vp原始孔隙体积,（一）定容消耗气藏,120,孔隙体积,原生水体积,（一）定容消耗气藏,121,P,i,剩余气体占据,的储层孔隙体积,P,Gp,GB,gi,弹性膨胀,（一）定容消耗气藏,122,忽略束缚水和岩石弹性膨胀的物质平衡方程,（一）定容消耗气藏,123,典型值：,C,w,=4,10,-4,MPa,-1,C,p,=1.45 10,-3,MPa,-1,S,wi,=0.20P=10MPa,束缚水和岩石的膨胀对物质平衡方程的影响可以忽略不计。,（一）定容消耗气藏,124,定容消耗气藏物质平衡的应用,令：,（一）定容消耗气藏,125,定容消耗气藏，P/Z与累积产气量G,p,成直线关系。,直线外推到P/Z=0，可以得到气藏的地质储量G,地质储量G,废弃压力,（一）定容消耗气藏,126,（二）水驱气藏,P,i,剩余气体占据,的储层孔隙体积,P,Gp,GB,gi,净水侵量,We-WpBw,(G-Gp)Bg,127,气体原始储量（标准m,3,）,=,累积产气量（标准m,3,）+剩余气量（标准m,3,）,水驱气藏物质平衡方程的一般表达式。,（二）水驱气藏,128,水驱气藏的压降方程式为：,定容消耗气藏压降方程为：,（二）水驱气藏,129,天然水驱气藏的地层压降（,P/Z,）,与累积产气量,（,Gp,）,之间不存在直线关系。,随着净水侵量的增加，气藏的地层压降率不断减小。,（二）水驱气藏,130,被水淹的原始含气孔隙体积的分数,天然水驱气藏的累积水侵量为：,（二）水驱气藏,131,水驱气藏天然水驱能量作用的程度：,EDI,气体膨胀的驱动指数,WeDI,天然水驱的驱动指数,EDI+WeDI=1,（二）水驱气藏,132,天然水侵不但会影响气田的产能，而且会严重地影响到气田的采收率。,定容消耗驱气田的采收率一般可以达到,90%,左右。,水驱气田采收率只能达到,50%,左右。,（二）水驱气藏,133,（三）异常高压气藏,异常高压气藏,和,关系曲线。,GP,G,pseudo,G,real,G,直线与横轴交点即为地质储量,异常高压气藏,天然气的膨胀、储层的再压实、岩石颗粒的膨胀、束缚水的膨胀、,周围你演的再压实和有限的封闭边水。,曲线初始直线段形成原因有以下几点：,134,1、根据油藏物质平衡方程,试建立封闭人工注水未饱和油藏的物质平衡方程式。,作业,2、根据(1)所建物质平衡方程式，,建立该方程式的物质平衡线性表达式；,3.作出(1)物质平衡线性表达式的曲线图。,135,作业,4、写出下列油藏物质平衡方程各项的物理意义。,5、建立未饱和油藏的天然弹性水压驱动油藏的物质平衡方程式。,6、绘制异常高压气藏 和 关系曲线。在图中确定出地质储量；分析异常高压气藏 曲线初始直线段形成原因。,136,作业,7、绘制定容封闭气藏和水驱气藏 关系曲线;,8、分析水驱气藏 关系曲线形成原因;,9、什么是驱动指数？,137,第六章 油藏动态分析的经验方法,油田产量递减规律及其应用,油田含水规律的研究与预测,138,第六章 油藏动态分析经验方法,概念：,系统地观察油（气）藏的生产动态，准确齐全地,收集整理并深入分析能说明生产规律的资料,，用数理方法（如数理统计、最小二乘法、灰色理论）加工相应的信息，,找出表达这些规律的经验公式,，用此经验公式,预测油藏的未来动态,。,139,特点：,不去研究油（气）藏复杂的地下渗流过程,方法具有一定的可靠性,无法完全揭示变化的机理,方法需要校正、检验和完善,第六章 油藏动态分析经验方法,140,三个阶段,：,第一阶段：研究油藏的生产历史,(,拟合期,),收,集、分析资料，总结出表达规,律的经,验公式。,第二阶段：油藏动态的预,测期,未来动态、生产指标（产量、压,力、含,水等）进行预测。,第三阶段：方法的校正和完善,预,测与实际油藏动态指标对比，,修正和,完善方法本身。,第六章 油藏动态分析经验方法,141,第一节 油田产量递减规律及其应用,一、油田产量变化的一般规律,二、产量递减率的定义,三、产量递减规律及分析,四、递减类型的对比与判断,五、产量递减规律的应用,142,一、油田产量变化的一般规律,t,I,II,III,Q,I-上产阶段,II-高产稳产,阶段阶段,III-递减阶段,研究对象？,只要已经进入递减期，均可利用产量递减法预测油气田的可采储量和剩余可采储量。,143,油、气藏的储集类型,驱动类型、稳产阶段的采出程度,开发调整,(,细分层系、打加密井,),强化开采工艺技术的效果等。,一、油田产量变化的一般规律,油气田开发的实际经验表明，何时进入递减阶段，主要取决于：,我国根据经验统计分析，高产稳产期间最大许可采出总可采,储量的50%左右，无因次采出程度的下限为0.5，上限为0.6.,144,产量,是一个生产,状态参数,，反映油气井目前的生产现状，它既与气井储层特性、地质储量有关，也与油气井的生产能力、下游需求有关。,随地层压力和油气井生产能力的降低，可以通过工艺措施（如压裂酸化、增大生产压差等）来维持恒定产量，但最终仍将以一定规律递减；,产能,是一个生产,能力参数,，反映油气井目前的生产能力，主要受储层地质条件的影响，随地层压力的降低，产能始终是逐渐递减。,二、产量递减率的定义,1.两个基本概念：（产量和产能）,145,产量自然递减,是指油气田（井）不继续做任何产能建设条件下的产量自然递减特征。,产量综合递减,是指在完成必要的产能建设条件下，油气田（井）产量表现出的综合递减特征。,二、产量递减率的定义,146,二、产量递减率的定义,2.瞬时递减率的定义,a,（又称名义递减率）,单位时间的产量变化率（产量递减百分数），用下式表示：,单位：,1/天，1/月，1/季，1/年,注意：时间的单位应与产量中所用时间单位一致！,147,D,=1-,a,在矿场实际工作中，也常用到递减系数的概念，它与递减率的关系式为:,3.递减系数,D,（矿场常用,）,D:单位与,a,相同。,二、产量递减率的定义,148,1.产量递减规律,是油气田或油气井在开采中后期出现的共同的规律，各个油气田或油气井不同的是：,开始递减的时间不同；,递减快慢不同；,递减的原因不同。,三、产量递减分析,该方法仅适用于已经进入递减阶段且有较长递减历史的油气田或油气井。,149,Q,t有无规律？,如有，有哪些规律？,如何将这些规律应用于矿场的动态预测？,三、产量递减分析,1.产量递减规律,我们关心的,问题,150,n:递减指数，用于判断递减类型，确定递减规律；,n=0时，a=a,i,=const，为指数递减；,n=1时，a=a,i,（Q/Q,i,），为调和递减；,0n1,n,0.5,时，a=a,i,（Q/Q,i,）,n,，为双曲线递减。,t=0时对应的递减率,Arps总结出的三种类型的产量递减规律,2.Arps的三种递减规律,151,1）.指数递减分析(n=0),4.递减分析,根据递减率的定义：,n=-1时，称为直线递减,n=0.5时，称为衰竭递减。,3.其它特殊递减规律：,三、产量递减分析,152,未来产量Q与时间,t,的对应关系,取定积分：,改写成：,4.递减分析-指数递减,指数递减基本方程：,lnQ,t,直线的斜率为递减率,a,截距为ln,Q,i,153,递减周期：,设在某一时间T,0,时，油田产量正好降为初始产量的,1/10,，则递减周期,T,0,满足：,aT,0,=2.303,即：,T,0,=2.303/,a,半周期,T,1,(产量降为初始产量之半)满足：,T,1,=0.69315/,a,4.递减分析-指数递减,154,求累积产油量,N,p:,积分结果为：,产量与累积产量的关系：,4.递减分析-指数递减,Q,N,p,直线的截距为,Q,i,，斜率为,a,155,2）.双曲线递减,(0nC时，,上式可变为：,此公式即是水驱规律的基本公式，又称为甲型水驱曲线。,一、水驱特征曲线的基本原理,水驱特征曲线：曲线。,170,它的物理意义是：,水驱油藏在含水达到一定程度后(一般在中、高含水期)，,累积产油量与累积产水量,的关系曲线在半对数坐标上是一条直线。,式中的,常数a,的几何意义是：水驱规律曲线上直线段对纵轴的斜率，其物理意义是累积产水量上升10倍(即一个对数周期)所能获得的采油量。,b的几何意义是：,直线延长线在纵轴上的截