石油大学,石油工程,油藏工程 物质平衡方程

第四章油藏动态分析方法什么是油藏的动态分析？为什么进行油藏的动态分析？目的：研究掌握油藏的动态变化规律；寻找影响油田动态变化的因素，为开发调整提供依据和方法。方法：理论方法：B-L方法、物质平衡、数值模拟、渗流力学经验方法：产量变化规律、含水变化、采收率计算步骤：历史拟合动态预测对比校正完善主要内容物质平衡方法水驱特征曲线产量变化规律水平井产量变化采收率预测物质平衡方法油藏的认识规律演化油藏的类型及驱动类型物质平衡方程的建立物质平衡方程的简化物质平衡方程的应用油藏认识演化几何学油藏：K·L·H·Φ·So.w.g物理学油藏：K·L·H·Φ·So.w.g+P·V·T动力学油藏：K·L·H·Φ·So.w.g+P·V·T+K·ΔP1、水动力计算：边内、边外、切割注水、面积注水2、数值模拟黑油模型（一维、二维、三维）组分模型（单组分、多组分）神经网络、复杂网络经济学油藏：1、技术、经济、规划、优化2、将油藏作为商业资产进行经营油藏的类型及驱动类型饱和油藏未饱和油藏溶解气驱溶解气驱＋天然水驱溶解气驱＋气顶驱动溶解气驱＋气顶驱动＋天然水驱封闭弹性驱动弹性驱动＋弹性水压驱动物质平衡方法油藏的类型及驱动类型油藏的认识规律演化物质平衡方程的建立物质平衡方程的简化物质平衡方程的应用物质平衡方程的建立假设条件：--掌握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不考虑油藏的温度变化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平衡原理：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：开发过程中的任一时刻，采出流体的体积＋剩余在地下的流体体积等于原始条件下油藏的流体体积。开发过程中的任一时刻，油藏中的流体体积＝原始条件下油藏的流体体积。容器内任一时刻油气水三相流体体积变化代数和为零。所用到的数据：高压物性数据等、、、、、、wotswgoCCCRBBB生产数据等、、、、wpippfRWWN物质平衡方程的作用：确定油藏地质储量驱油能量机理分析测算水侵量的大小计算油藏动态压力数据iPP、物质平衡方程式的建立：gaswateroilGOCWOC驱油的能量有多种考虑开采油区，不直接开采气顶油区采油油区压力降低气顶膨胀边底水入侵油区溶解气的分离开发过程中的任一时刻，油藏中的流体体积＝原始条件下油藏的流体体积。以气顶和油区孔隙体积减去束缚水所占的体积后为容器的体积原始条件下气顶区域气体积＋油区油的体积压力为P时气顶区域气体积＋油区油的体积＋边底水入侵量原始条件下油区油体积NoiNB气区气体积oimNBm为原始条件下气顶的气体积与油区油体积之比压力为P时油区油体积opBNN)(气区气体积原有气体总量＋溶解气量－采出气量－目前溶解气量gspppgioisiBRNNRNBmNBNR)(4部分压力为P时油区油体积气区气体积水侵入区体积wpieB)()(pie孔隙体积和束缚水体积变化压力变化导致PCSmNBfwcoi11PCSSmNBwwcwcoi11PCSCSNBmwwcfwcoi)(11将各项放到相应的位置上，即可以得到物质平衡方程：原始条件下气顶区域气体积＋油区油的体积＝压力为P时气顶区域气体积＋油区油的体积＋边底水入侵量＋压力为P时气顶区、油区体积变化和束缚水体积变化oioiNBmNBopBNN)(gspppgioisiBRNNRNBmNBNR)()(piePCSCSNBmwwcfwcoi)(11PSCCSmNBBBBmNBBRRNBBN)(1)1()()()()(物理意义：引入两相体积系数：oiTiBBgssioTBRRBB)(PSCCSmNBBBBmNBBBN)(1)1()()()(PSCCSmBBBBmBBB)(1)1()()()(另外一种形式：PSCCSmBBBBmBBB)(1)1()()())((变换变换PSCCSmBBBBmBBBBG)(1)1()()()(PSCCSmBBBBmBBBBG)(1)1()()()(说明：1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，地层压力应该取全取准2是任意的开发时刻与初始时刻的比较，所以将任意时刻的参数代入都可以利用，而与其余的时刻无关。3零维方程，将油藏看为整体，不考虑空间参数变化，不考虑空间的渗流特征，可以视为一个点。4形式上与时间没有关系，但是部分参数有关，如水侵量。物质平衡方法油藏的类型及驱动类型油藏的认识规律演化物质平衡方程的建立物质平衡方程的简化物质平衡方程的应用油藏的类型及驱动类型饱和油藏未饱和油藏溶解气驱溶解气驱＋天然水驱溶解气驱＋气顶驱动溶解气驱＋气顶驱动＋天然水驱封闭弹性驱动弹性驱动＋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，地层压力大于饱和压力sisppieRRRm;0;0;0;0PSCCSmBBBBmBBB)(1)1()()())((PSCCSBBBBNNwcwfwcoioioop)(1)(PSCCSBBBBNNwcwfwcoioioop)(1)(PSCCSBPCBBNNwcwfwcoiooiop)(1PSSCCCBBNNwcwcwfooiop)1(单位体积的地层原油，当下降单位地层压力时，依靠原油、束缚水、岩石孔隙体积的弹性采出的地下油量。PNBBNCoiopt封闭弹性驱替例题某封闭弹性驱油藏，地质储量为526×104t，原始地层压力为38.5Mpa，饱和压力为17.5Mpa.，求弹性产率和弹性采收率。时间累积产量(104t)总压降(Mpa)1971121.51.04197222.11.38197242.51.67197263.21.91197283.42.111972103.62.31972124.12.58197324.72.82197345.13.13197365.63.53197378.24.741973812.06.881973915.58.8219731018.310.3弹性驱动＋弹性水压驱动：形成条件：无注水，有边底水，无气顶，地层压力大于饱和压力;0;;0isispWRRRmPCBWWBNNtoipeop)(PSCCSmBBBBmBBB)(1)1()()())((溶解气驱动：形成条件：无边底水注水，无气顶，地层压力等于饱和压力0;0;0;0;0sispipeRRRm)(1)1()()())((PSSCCBBBBRRBNNwcwcwfTiTiTgpsiTp1)())((气顶驱动：形成条件：无边底水注水，地层压力等于饱和压力0;0;0;0;0sisppieRRRm)(1)1()())((PSCCSmBBBBmBBB)(1)1()()())((根据简化条件可以得到各种驱动形式的物质平衡方程。要求可以根据综合形式简化其他形式。物质平衡方法油藏的类型及驱动类型油藏的认识规律演化物质平衡方程的建立物质平衡方程的简化物质平衡方程的应用核实油藏地质储量评价天然能量大小驱油能量机理分析测算水侵量的大小计算油藏动态评价天然能量大小btoiopprPCNBBNNRP指标充足较充足有一定不足ΔP/R0.2Mpa0.2~0.8Mpa0.8~2.5Mpa2.5MpaNpr3010~302~102采油速度2%1.5~2%1-1.5%1%每采出1%地质储量，油藏的压力变化值判断驱油机理驱动指数：某种驱油能量占总驱油能量的百分数。PSCCSmNBBBBmNBBBN)(1)1()()())((FWFWFPSCCSmNBBBNFBBBmNBFBRRNiewcwfwcTioiogigigTigssi)(1)1()()(1溶解气驱动指数气顶驱动指数弹性驱动指数天然水驱动指数人工注水驱动指数从油藏中采出的流体是各项能量共同作用的结果说明：1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2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。FWFWFPSCCSmNBBBNFBBBmNBFBRRNiewcwfwcTioiogigigTigssi)(1)1()()(1核实油藏地质储量驱油能量机理分析测算水侵量的大小计算油藏动态PSCCSmBBBBmBBB)(1)1()()()(利用高压物性数据和生产数据确定核实地质储量的大小封闭弹性驱替PBCBNNoitopXNPBCNBNoitopXNPBCNBNoitopoPBNXNk弹性水驱驱替PCB)(etoipiopWPCNBWWBNPCBWNPCBWWBNtoietoipiopPCBtPQBNPCBWWBNtoiDtoipiopPCBWWBNtoipioPPCBtPQtoiDNBk溶解气驱PSSCCBBBBRRBNNwcwcwfTiTiTgpsiTp1)())(()())((TiTgpsiTpBBBRRBNN)())((TiTgpsiTpBBNBRRBN)())((TiTgpsiTpBBNBRRBNTiTBB))((gpsiTpBRRBNNk核实油藏地质储量驱油能量机理分析测算水侵量的大小计算油藏动态以溶解气驱动为例进行说明：物质平衡方程)())((TiTgpsiTpBBBRRBNN饱和度方程瞬时气油比方程oiowcpoBBSNNNS)1(gooroorggosoggosSkSkBBRqqBBRR)()(溶解气驱油藏动态预测动态预测一油藏的原始地层压力等于饱和压力，没有气顶，要求预测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选定一个油藏的压力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Np1×Rp1ggsiTpTiTppBBRBNBBNRN)()(1112利用假设的累积产油量为