第06章 油藏物质平衡

第六章
油藏物质平衡
与天然气相比，石油有以下主要特点。
第一，石油的粘度较高，流动能力相对较弱， 流速往往较小； 第二，石油的密度较高，井筒垂向流动消耗 的能量较多，一般需要人工举升措施； 第三，石油的压缩系数较小，弹性能量相对 不足，仅靠天然能量驱动采收率一般都较低， 需要向地层补充人工能量。
第六章
Vo =Vocop
一、油藏容积
1. 原始条件 Vb=Aoh
Vci Vp=Aoh 1 swc swc Vwc=Aohswc Vci 1 swc
Vb Vs pi
Vci
Vwc
Vci=Vp-Vwc =Aoh(1-swc)
2. 开发过程
Vp
Vci
Np
Vc
pi
Vwc
p
Vwc
Vc=Vci - Vp - Vwc
Np Bo NBoi ceff p We WinjBw Wp Bw
三、动态地质储量
1. 生产指示曲线法 •开发初期
Np Bo NBoi ceff p W
NpBo
Np Bo NBoi ceff p
a N Boi ceff
•继续生产 向右弯曲
p
2. 物质平衡分析曲线法
p
NpBo
2. 计算动态储量
NpBo
NpBo=NBoiceffp NpBo=ap
a NBoi ceff a N Boi ceff
p
a
•储量动用程度
•动态地质储量
3. 油藏动态预测
NpBo=ap
NpBo
p Np
Np
p
p
4. 弹性产能指数或弹性产率
NpBo=NBoiceffp
2. 亏空体积曲线法
Np Bo NBoi ceff p We WinjBw Wp Bw
Np Bo Wp Bw WinjBw NBoi ceff p We
•采出液量 •注入液量 •净采出液量
Np Bo Wp Bw
WinjBw
亏空体积
Np Bo Wp Bw WinjBw
b NBoi ceff
We X p
N p Bo Wp Bw Winj Bw p
•MBA曲线
We NBoi ceff p
Y b X
Y
b NBoi ceff
b N Boi ceff
b
1
X
Y
N p Bo Wp Bw Winj Bw p
Y
We偏小
We X p
Vci=NBoi
NBo Np Bo NBoi 1 cc p
NBo Np Bo NBoi 1 cc p Np Bo NBo NBoi 1 cc p
Np Bo NBo NBoi NBoi cc p
Bo Boi N p Bo NBoi c p c B oi
Np Bo NBoi ceff p We WinjBw Wp Bw
Np Bo Wp Bw WinjBw NBoi ceff p We
N p Bo Wp Bw Winj Bw p
Y p
We NBoi ceff p
N p Bo Wp Bw Winj Bw
p
W
NpBo 不注水时，油藏生产指示 曲线偏离初始直线段的时 间，反映了水体的活跃程 度。 偏离的时间越早，表明水 体越活跃：
• 当指示曲线明显偏离初始直线段的油藏采出程度 小于5%时，水体比较活跃； • 当采出程度大于10% 时，水体不活跃； • 当采出程度介于5%~10%之间时，水体的活跃程度 中等。
Bo Boi N p Bo NBoi c p W c B p oi
Np Bo NBoi co cc p W
Np Bo NBoi ceff p W
Np Bo NBoi ceff p W
W=We+WinjBw-WpBw
Vwc=Vwccwp Vwc=Vcicwpswc/(1-swc) W=We+WinjBw-WpBw
Vc
W
Vwc
•油藏存水量
•剩余容积
Vc=Vci-Vp-Vwc-W
Vp
Vc Vci Vci
cp 1 swc
p
Vc
W
swc cw Vci p W 1 swc
cp swc cw V 1 c p W Vc Vci 1 p W ci c 1 s wc
Vp
Vc
p
Vwc
cp swc cw V 1 c p Vc Vci 1 p ci c 1 s wc
二、物质平衡方程 1. 原始油量 Voi = Vci
N=Voi/Boi =Vci/Boi Vci=NBoi
pi
Vci
2. 剩余油量
0
t
•累产曲线
Np p Wp
t
第一节
弹性驱动
•驱动能量来自油藏自身弹性能 •封闭未饱和油藏 •封闭 无相连水体
透镜体
氧化稠油带
~ ~
弱渗透层
•未饱和
无气顶
p pb
p
C
T
pi
Np
p
•弹性驱动
1atm
Np
1atm
•水压驱动
•弹性驱动
驱油动力为弹性 采油过程中油藏压力下降
压缩系数衡量弹性强度
Vc Vci 1 cc p Vo Vc Vci 1 cc p
N res Vo Vci 1 cc p Bo Bo
Vp
Vc
p
Vwc
3. MBE
N res
Vci 1 cc p Bo
N = Np + Nres
Vci N N p 1 cc p Bo
第二节 水压驱动
•未饱和油藏 •未饱和 无气顶 •有相连水体或注水
~
~
•水侵
•人工注水
•水压驱动 靠注水或水侵驱油的方式 •天然水驱 •弹性水压驱动 同时依靠弹性能和水压能进行驱动 •刚性水压驱动 •人工水驱
仅依靠水压能进行驱动
刚性水压
p
弹性水压
弹性驱动
t p
t
一、油藏容积
Vci=Aoh(1-swc)
•油藏存水体积系数
We e Vci Wp Bw p Vci
•水侵体积系数
•产水体积系数 •注水体积系数
inj
6. 剩余地质储量 NpBo=NBoiceffp
Boi 1 c p Nres N Np N eff B o •剩余油饱和度
Bo N res Bo sor (1 swc ) c p eff Ao h Boi
•体积变化量
p= pi - p 油藏压降
Vcicp p 1 swc
p
Vp
Vc
Vp=Vpcpp
Vwc
Vci swc cw p Vwc=Vwccwp 1 swc
•剩余容积
Vc=Vci - Vp - Vwc
Vc Vci Vci cp 1 swc swc cw p Vci p 1 swc
Bo Boi N p Bo NBoi B p cc p oi cp swc cw Bo Boi co cc Boi p 1 swc
co cc ceff
Np Bo NBoi ceff p
1 swc
ceff
soi co swc cw cp
Vci Vp=Aoh 1 swc swc Vwc=Aohswc Vci 1 swc
Vb Vs
pi
Vci
Vwc
Vp Vci
Np
Vc W
pi
Vwc
p
Vwc
Vc=Vci-Vp-Vwc-W
•体积变化量
p= pi - p
Vp
Vp=Vpcpp Vp=Vcicpp/(1-swc)
NpBo=NBoiceffp
Boi ceff p Ro N Bo
Np
p增大
Ro提高
•油藏废弃时的Ro为采收率
Boi ceff ER ( pi pabn ) Bo
•弹性驱动何时结束? pi pb
pmax pi pb
p
pi pb c
•油藏地饱压差 •弹性采收率
T
Boi ceff pmax Boi ceff ( pi pb ) Re Bob Bob
4. 剩余地质储量
Np Bo NBoi ceff p We WinjBw Wp Bw
Nres N Np
Boi We WinjBw Wp Bw N 1 B ceff p Bo o
N res Bo sor Ao h
We Winj Bw Wp Bw Bo (1 swc ) B ceff p NB oi oi
NBoi ceff Epi Bo p p
NpBoi
Np
Epi
Np p
•反映油藏弹性能量的多少
•储量大, 压缩系数大, 弹性能量就多
NpBo=NBoiceffp
ceff
soi co swc cw cp 1 swc
c o > cw > cp
5. 弹性采收率 •采出程度 p降低
四、水侵量计算
NpBo
1. 生产指示曲线法
Np Bo NBoi ceff p Np Bo NBoi ceff p W
p
W
W We WinjBw Wp Bw
We W WinjBw Wp Bw
NpBo
p
W
We > 0 水侵作用 We = 0 无水侵
We < 0 外溢
•有效压缩系数
ct soi co swc cw cp
ceff
ct soi
•总压缩系数
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NpBo=NBoiceffp
Vop = Voi ceffp 采出地下油量 = 地下体积膨胀量
三、生产指示曲线
NpBo=NBoiceffp
NpBo
p
a
1. 判断驱动类型
•直线
封闭未饱和弹 性驱动油藏 •曲线 非封闭 饱和 非弹性驱动
N
原始油量(sc)
油藏物质平衡 Np Nres
剩余油量(sc)
累产油量(sc)
•MBE(BF)
N = Np + Nres
•Schilthuis(1936)提出MBE, 分析预测 •Havlena & Odeh(1963)提出直线形式
•生产曲线
qw qo p
N p qo dt
0
t
t
Wp qw dt
Vv NBoi ceff p We
•开发初期
Vve NBoi ceff p
p
Vv
•继续生产
We Vv Vve
Vve
We
Vv
•亏空体积曲线
五、油藏注采平衡
Np Bo NBoi ceff p W
•油藏存水量
W We WinjBw Wp Bw
W W Vci NBoi
Vwc
N res
Vci W 1 cc p Bo Bo
3. MBE
N = Np + Nres
Vci W N N p 1 cc p Bo Bo
Vci=Voi=NBoi
NBoi 1 cc p N Np Bo Bo
Bo Boi co Boi p W
•亏空体积
•亏空率
Vv Np Bo Wp Bw WinjBw
Rv Vv / Vci
Vv NBoi ceff p We
Np Bo Wp Bw WinjBw NBoi ceff p We
油藏亏空体积 = 地下膨胀量 +水侵量
Vv Np Bo Wp Bw WinjBw
We正确
We偏大
Y b X
X
•试差法(Trial and Error)
3.采出程度
N p Bo NBoi ceff p We Winj Bw Wp Bw
Ro Np N Boi ceff p Bo W NBo
提高水驱油藏采出程度的主要方法 是增大油藏压降和油藏存水量。
Vwc
二、物质平衡方程 1. 原始油量
Voi=Vci
Voi Vci N Boi Boi
Vci
Vci NBoi
pi
2. 剩余油量
Vo Vc
N res Vo Vc Bo Bo
Vp
Vc
W
Vc Vci 1 cc p W
N res Vci W 1 cc p Bo Bo