第六章 油藏物质平衡N
油藏物质平衡方程式
曲线Bt—两相(总)体积系数；
曲线Bo—单相原油体积系数；
曲线Rs—溶解气油比，m/m；
曲线Bg—天然气的体积系数。
图2-2 地层流体物性随地层压力的变化关系
油藏物质平衡方程式 而天然气的目前和原始体积系数分别为：
(2-5)
式中：psc、Tsc—地面标准状态下的压力和温度。
油藏物质平衡方程式
油藏物质平衡方程式
油藏饱和类型和驱动类型的划分
对于一个新发现的油藏，可以通过探井的测压和高压物性的分析资料，确 定出油藏的原始地层压力和饱和压力。根据两者数值的大小及其关系，可将 原始条件的油藏划分为如下两大类：当原始地层压力大于饱和压力(pi＞pb) 时，叫做未饱和油藏；当原始地层压力等于或小于饱和压力(pi≤pb)时，叫 做饱和油藏。 在原始条件下的饱和油藏，可以具有气顶或没有气顶。无论是未饱和油藏 或是饱和油藏的饱和压力，都有从构造顶部向翼部减小的趋势。这是由于油 藏的饱和压力，与其压力、温度和油、气的组分有关所致。因此，在实际应 用中，无论是原始地层压力或是饱和压力，都需要考虑利用加权平均数据。 在确定油藏饱和类型的前提下，可以根据油藏的原始边外条件，即有无边 、底水和气顶的存在，以及作用于油、气地层渗流的驱动机理情况，将油藏 的天然驱动类型划分如下：
△p—
油藏物质平衡方程式 然而，对于天然水域比较大的油藏，油藏开采的地层压降，不可能很快地波 及到整个天然水域。在某些情况下，甚至在整个开采阶段中，仍有一部分天 然水域保持原始地层压力。这就存在着油藏含油部分的地层压力，向天然水 域传播时存在着一个明显的时间滞后现象。这样，天然水侵量的大小，除与 地层压降有关外，还应当与开发时间有关。这时，应用(2-35)式就不能描述 天然水侵量，而所需要的天然水侵量的表达式，必须考虑时间因素的影响。 目前采用的表达式包括稳定流法和非稳定流法两类。就其天然水侵的几何形 状而言，又可分为直线流、平面径向流和半球形流三种方式(见图2-3)。
油气田地下地质学――第六章
第六章油藏评价与开发可行性研究(Chapter6 reservoir description)第一节油藏中流体分布一、油藏内流体类型油藏中的流体除石油外，还有水和气，产状有9种：束缚水、边水、底水、夹层水、溶解气、气顶气、夹层气、纯气层气、低渗性高含水饱和度油层中的可动水等。
二、油藏内流体分布规律油的相对渗透率为0时（含油饱和度约25%），不流动。
在油藏顶部纯油带中，仅含不可流动的束缚水；纯油带之下是只产油不产水带，含有少量自由水，含油饱和度降低。
油水同出带，自由水饱和度增大，达到可流动临界值，含油饱和度降低，生产时油水同出。
没有绝对的油水界线，只有过渡带，含油饱和度范围75%--25%只产水不产油带，含油饱和度很低，油的相对渗透率降为零，同时有很高的含水饱和度，故只产水不产油；最下面是纯含水带。
三、影响流体特征及分布的因素油藏流体在孔隙系统中的分布特征表明：在粗、中砂岩中，粗大孔隙之间彼此有较多的粗喉道相连通时，孔喉中几乎充满了油，并形成网络联系，成为统一的流动体系；而在细、粉砂岩中，原油一般多为孤立的分散状。
即不同岩性储层的孔隙结构特征不同，原油在其中的分布状态是很不相同的。
1、反映液体基本性质的参数①流体性质参数包括：原油密度、粘度、含蜡量、含胶量、凝固点和初馏点；饱和压力、气油比、体积系数、组分等；天然气密度，甲烷、重烃和非烃气体含量等；油气田水化学成分、总矿化度、物理性质和水型等。
②油气按组分含量、密度、气油比等分为重油、黑油、挥发油、凝析油（气）、湿气、干气等多种类型。
2、流体分布非均质性①原生油藏：一般遵循上轻下重、顶轻边重的规律。
这是同一油藏内流体的重力分异作用和边水氧化作用的结果。
②次生油藏：呈现比较复杂的现象，上下两组储层原油性质差异较大，而且是上重下轻。
原油性质的平面分布非均质性的研究，如原油密度、粘度、地层水总矿化度等的平面等值线图，可以分析构造对流体性质分布的控制作用。
油藏工程6章
（四）准稳态：
t
We K2 0 Pdt K2 (Pit)
（6-8）
适用条件：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。但我们把压力变化看作无数稳定状态的连续变化。
注意：以上三种方法中压降均被视为常数，也就是目前地 层压力用平均地层压力代替，而准稳态法中的压降是变量
N((Rsi-Rs)Bg-(Boi - Bo)) — 溶解气净膨胀量（也就是驱油量）
Nm Boi/ Bgi(Bg - Bgi) — 地下气顶总气体体积膨胀量
(1+m)NBoi△P(Cw Swi+ Cf)/ Soi— 含油区气顶区两部分束缚水 入水量地下体积 GIBg —注入气量地下体积 N p Bo — 累积原油地下体积 N p (Rp Rs )Bg — 累积产气量地下体积 Wp Bw — 累积产水量地下体积
△Vw =Cw Vw △P
Vw=(NBoi/Soi) Swi
△Vw = (NBoi/Soi) SwiCw △P
地层中束缚水
总的膨胀体积[(1+m)NBoi Swi /Soi ]Cw △P
岩石的弹性膨胀体积
情况2
Cf=△Vf / Vf △P
△Vf =Cf Vf △P
Vf=NBoi/Soi
△Vf =Cf( NBoi/Soi) △P
稳定流法适用条件：
充足的水源连续补给，补给量等于采出量， 采油速度不高。所以压力降可视为常数。
（三） 修正稳定公式：
（6-7） We
K2
t 0
Pi P dt log at
a-时间换算系数
dWe/dt=k2(pi-p)/lgat
修正稳定法适用条件：
Hurst ，与含油区相比，供水区很大，油层产生的压 力降不断向外传播，使流动阻力增大，因而边水侵入速 度减小，也就是水侵系数变小。一般用于油田生产一段 时间以后，压力处于平稳下降的阶段。
物质平衡计算
物质平衡方法在油田开发分析中应用广泛。
其基本原理是：把油藏看成一个储集油气的地下容器，不管油藏以什么方式开采，这个地下容器中的油、气、水的体积变化始终服从物质守衡原理。
5.1 物质平衡方程物质平衡通式：()()()()NmBoiBg NBob N Np Bo NmBob NRsbBg GpBg N Np RsBg Bgi NBob We Wi Wp Bw Cf CwSwi P Soi⎡⎤--+-+---⎢⎥⎣⎦=+-++∆式中：N--油藏的原始地质储量，104m 3(地面)，(输入输出104t)m--饱和油藏的原始气顶含气体积量与原始含油体积量之比，无因次Np--油藏的累积产油量，104m 3(地面)，(输入输出104t)Wp--油藏累积产水量，104m 3(地面)Gp--油藏累积产气量，104m 3(地面)Wi--累积注水量，104m 3(地面)We--累积水侵量，104m 3Boi--油藏的原始原油体积系数，无因次Bo--油藏目前原油体积系数，无因次Bob--油藏饱和压力下原油体积系数，无因次Bgb--油藏饱和压力下天然气体积系数，无因次Bgi--油藏原始天然气体积系数，无因次Bg--油藏目前天然气体积系数，无因次Bw--地层水体积系数，无因次Rs--油藏目前天然气溶解度，m 3/m 3Rsb--油藏饱和压力点的天然气溶解度，m 3/m 3Co--地层原油弹性压缩系数，1/MPaCw--地层水弹性压缩系数，1/MPaCf--地层岩石弹性压缩系数，1/MPaCt--油藏综合弹性压缩系数，1/MPaSoi--地层原始含油饱和度，fSwi--地层原始含水饱和度，f由EPC 油田资料可知，该有藏为异常高压油藏，原始油藏压力为75atm ，泡点压力为37atm 。
鉴于原始压力系数远高于静水柱压力且该油藏水侵不太强烈，可以认为该油藏基本为一封闭性油藏。
研究区没有气顶、目前油层压力也高于泡点压力。
在物质平衡方程中可以不考虑其影响，其物质平衡方程可简化为：[]()()()NBob N Np Bo NRsbBg GpBg N Np RsBg NBob We WpBw Cf CwSwi P Soi------=-++∆式中：Rp —累积生产气油比，Gp / Np, 累积产气量/累积产油量物质平衡方程式可变为：[]P CwSwi Cf SoiNBoi WpBw We RsBg Np N NpRpBg NRsiBg Bo Np N NBoi ∆++-=------)()()( 把产出项合并到等式的左边：()[]F B W B R R B N w p g s p o p =+-+把与储量有关的项合并到等式的右边：()()[]()f o f o g s si o oi E E N E N E N P CwSwi Cf Soi NBoi B R R B B N +=∙+∙=∆++-+-)( ()e f o W E E N F ++= fo e f o e f o E E W N E E W N E E F +∙+=++=+1 在直角坐标上，f o E E F +与f o E E +1呈线性关系，截距为原始石油地质储量N ，斜率为水侵量We 。
油藏物质平衡方法
11
油藏物质平衡方程建立
一、油藏饱和类型和驱动类型的划分
未饱和 油藏
封闭型未饱和油藏 不封闭型未饱和油藏
封闭弹性驱动 弹性水压驱动
饱和 油藏
无气顶、无边、底水动的饱和油藏 无气顶、有边、底水活动的饱和油藏 有气顶、无边底、水活动的饱和油藏 有气顶、有边、底水活动的饱和油藏
Oil or
简 化
gas
为
Water
Oil or gas
Water 21
油藏水侵规律
Oil or gas Water
简为 简 化化 为
Oil or Water gas
Oil or gas Water
简为 简 化化 为
Oil or gas Water
22
油藏水侵规律
一、小水体水侵
1.使用条件：油藏的天然水域比较小，油藏开采所引
5
油藏物质平衡方法概述
●4．通过实验确定或参考国内外有关资料确 定地层水和储集层岩石的压缩系数；
●5．通过实验确定油、气、水相对渗透率数 据；
●6．还应确定以下地质数据：原始地质储量 （N）；含气区体积与含油区体积之比（m）；束 缚水饱和度（Swi）；孔隙度等。
6
油藏物质平衡方法概述
四、物质平衡方法中的基本物性参数
15
油藏物质平衡方程建立
（三）物质平衡方程通式 根据物质平衡的原理，在不考虑岩石和束缚水的弹性膨
胀时综合驱动油藏的物质平衡关系为：
N o m iB o i ( N N o N B P B B o ) m B g o i i N N s i N R B N P R S N P R P B g W e W P B W
油藏动态分析物质平衡方法
当地层只含原油和束缚水时：
C t C o ( 1 S wi ) CW S wi C f C o
( 2 ) 生产数据： N p、Wp、Wi、R p、fW
( 3 ) 测试数据： Pi、P
第二节 油藏物质平衡方程通式
油藏物质平衡方程通式:
Bg - Bgi Bgi
Bti = Boi
N p Bo N p ( R p Rs )Bg W p ( We Wi ) N ( Bt Bti ) mNBti 1 m NBti C f S wi C w Δp 1 - S wi
重庆科技学院石油与天然气工程学 院
N p Bo N p ( R p Rs ) Bg W p (We Wi ) N ( Bo Boi ) N ( Rsi Rs ) Bg m NBoi 1 m C f S wi Cw p NBoi 1 - S wi
引入：
Bt = Bo + (Rsi - Rs )B g
二.油藏的物质平衡方程通式的建立
G t mNB oi NR si N P R P ( N N P )R s Bg B gi
式中：
Gt——压力为P时，自由气的地下体积，m３
Rsi －原始溶解油气比，m３/m３（标准） Rs——压力为P时的溶解油气比，m3/m3(标准) Rp——平均累积生产油气比，m3/m3(标准) Bg——压力为P时的气体体积系数积系数：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。
Bt Bo (R si - Rs )Bg
重庆科技学院石油与天然气工程学 院
压缩系数：单位体积的物质体积随压力的变化率。
第六章 油藏物质平衡
Np Bo = NBoiceff ∆P Np Bo = NBoiceff ∆P +W
偏离直线段时的油藏采出程度： 偏离直线段时的油藏采出程度： <3%，水体比较活跃 ， >10%，水体不活跃 ， 3%～10%，水体活跃程度中等 ～ ，
∆P
W
We > 0
发生水侵 无水侵 产生外逸
10
We = W −WinjBw +Wp Bw We = 0
Swi及孔隙体积减少的贡献
水驱的贡献
原油及溶解气膨胀的贡献
气顶气的贡献
19
物质平衡方程的特点： 物质平衡方程的特点： 不涉及流体流动的方向问题,被称作零维模型； 不涉及流体流动的方向问题 被称作零维模型； 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； 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， 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； 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； 缺乏时间依赖性，时间尺度隐含在压力的变化中； 方程的求解十分困难。 方程的求解十分困难。
（2）物质平衡方程： ）物质平衡方程： 原始油量： 原始油量： Voi =Vci
Voi Vci N= = Boi Boi
剩余油量： 剩余油量： Vo = Vc =Vci (1−
cp + swccw 1− swc
)∆P
cp + swccw Vo Vc Vci Nres = = = (1− )∆P Bo Bo Bo 1− swc
(1+ m)NBoicp∆P (1+ m)NBoiswccw∆P Vc = NBoi − − 1− swc 1− swc Bg − mNBoi ( −1) − N(Rsi − Rs )Bg + Np (Rp − Rs )Bg Bgi
油藏
油藏第一章1．储集层（孔隙开度较大的岩石层）非储集层（孔隙开度较小的岩石层）水平、倾斜储层无法聚集油气。
2. 圈闭：定义：能够阻止油气继续运移、并能遮挡油气，使其聚集起来的地质构造。
构成要素：储集层（储集油气的岩石层）、盖层（阻止油气向上运移的岩石层）、遮挡物（阻止油气侧向运移的岩石层）。
圈闭大小度量参数：溢出点（圈闭中油气溢出的地方）、闭合高度h（圈闭的t（通过溢出点的闭合等高线所包最高点与溢出点之间的垂向距离）、闭合面积At围的面积）。
：V ct=A t hφ(1-S wc) h—储集层的厚度圈闭容积Vct3. 油藏：定义：单一圈闭中被油气占据的部分，称作油气藏。
（08年已考）度量参数：油水界面、油柱高度h o、含油面积A o。
油藏容积：V c=A o hφ(1-S wc)圈闭充满系数：油藏容积与圈闭容积的比值。
β= V c/V ct4. 油藏地质条件：生油岩、油气生成、油气运移、储集层、盖层、圈闭、保存条件。
5. 油藏力学条件一：同一个油藏应具有统一的油水界面，不同的油藏应具有不同的油水界面。
6. 油藏力学条件二：同一个油藏应具有统一的压力系统，不同的油藏应具有不同的压力系统。
7. 油藏分类：岩性圈闭孔隙流体接触关系（边水油藏、底水油藏）底水油藏：如果油藏的内含油面积为0，即油藏的整个含油面积全部与底水接触，这样的油藏称作底水油藏。
（示意图10年已考）边水油藏：如果油藏的内含油面积不为0，即油藏只有部分含油面积与底水接触，大量的地层水位于含油边界以外的区域，这样的油藏称作边水油藏。
（示意图已考）8．地质储量：特定地质构造中所聚集的油气数量。
分为静态地质储量和动态地质储量。
动态地质储量与静态地质储量的比值，称作储量的动用程度。
可采储量：在目前技术经济条件下, 可以采出的地质储量。
采收率：可采储量与地质储量的比值。
静态地质储量：采用静态地质参数（如含油面积和储集层厚度）计算的地质储量。
动态地质储量：在油气开采过程中采用动态生产数据（如油气产量和地层压力）计算的地质储量。
油藏物质平衡知识点总结
油藏物质平衡知识点总结一、烃类组成烃类是构成油气的主要组成部分，包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等轻烃和辛烷、壬烷等重烃。
在油藏中，烃类组成的比例会随着地层条件的变化而改变，这种变化反映了油气的地质历史和成因。
研究油藏中烃类组成的平衡关系，可以为油气勘探和开发提供重要的理论依据。
1. 轻烃和重烃比例轻烃和重烃是油气中重要的组成部分，它们的比例对地下储层的流体性质和开采工艺有着重要影响。
一般来说，轻烃的比例越高，地下储层的渗透率越大，流体粘度越小，对地层的影响也越大；而重烃的比例越高，地下储层的渗透率越小，流体粘度越大，对地层的影响也越小。
因此，研究轻烃和重烃的比例及其平衡关系对预测油气产能和开发方案的选择具有重要意义。
2. 芳烃和饱和烃比例芳烃和饱和烃是油气中的另一重要组成部分，它们的比例也影响着地下储层的物性参数和开采工艺。
一般来说，芳烃的比例越高，地下储层的渗透率越小，流体粘度越大，对地层的影响也越大；而饱和烃的比例越高，地下储层的渗透率越大，流体粘度越小，对地层的影响也越小。
因此，研究芳烃和饱和烃的比例及其平衡关系同样具有重要意义。
3. 极性和非极性烃比例极性和非极性烃是油气中的又一重要组成部分，它们的比例也对地下储层的性质和开采工艺有着重要影响。
一般来说，极性烃的比例越高，地下储层的渗透率越小，流体粘度越大，对地层的影响也越大；而非极性烃的比例越高，地下储层的渗透率越大，流体粘度越小，对地层的影响也越小。
因此，研究极性烃和非极性烃的比例及其平衡关系同样具有重要意义。
二、物性参数地下储层的物性参数是指地下储层中流体的密度、粘度、渗透率、孔隙度等参数。
这些参数对地下储层的流体特性和流体平衡有着重要影响，其平衡关系对油气的产量和开采工艺具有重要意义。
1. 流体密度地下储层中的流体密度是指单位体积的地下储层中的流体的质量，它是地下储层的重要物性参数之一。
流体密度的平衡关系可以通过地下储层中流体组成的平衡来进行研究，进而为油气的开采提供理论依据。
油藏物质平衡方法
第二章
油藏物质平衡方法
（3）实际油藏的简化 ）
基于以上假设，把一个实际的油藏， 基于以上假设，把一个实际的油藏，简化为封闭的或不封 闭的（具有天然水侵）储存油、气的地下容器； 闭的（具有天然水侵）储存油、气的地下容器； 在这个容器内，随着油藏的开采， 在这个容器内，随着油藏的开采，油、气、水的体积变化 服从物质守恒原理，由此原理所建立的方程式称为物质平 服从物质守恒原理，由此原理所建立的方程式称为物质平 衡方程式。 衡方程式。
时地层中剩余油的体积为： 所以在压力 P 时地层中剩余油的体积为：
地层油体积 =
NBo -N P Bo =(N − N P ) Bo
（2-1） ）
为累积采油量， 为油藏地质储量， 式中 N 为油藏地质储量，米 3；N p 为累积采油量，米 3；Bo 为压力为 P 时地层油的体积系数。 时地层油的体积系数。
m=
GB gi NBoi
GBgi = mNBoi
原始状况下地下 气顶气的总体积
3、油藏压力为 P 时油藏中油的体积 、
原始压力 pi 下， N 的原油在油藏中占据的体积为 NBoi ； 压力降到 p 时， N 的原油在油藏中占据的体积为 NBo ； 产出 N p 油在 p 时的体积为 N p Bo 。
已知：在油藏原始条件下， 已知：在油藏原始条件下，即在原始地层压力 pi 和地层温度 原始条件下 条件下，气顶区内天然气的原始地质储量（地面标准条件， 条件下，气顶区内天然气的原始地质储量（地面标准条件， 0.101MPa 20℃ 它所占有的地下体积为 0.101MPa 和 20℃）为 G，它所占有的地下体积为 GBgi ；含油 区内原油的原始地质储量（地面标准条件） 区内原油的原始地质储量（地面标准条件）为 N ，它所占有 的地下体积为 NBoi ；气顶区的天然气地下体积与含油区的原 油地下体积之比为 m， m = GB gi NBoi ； 即 气顶的孔隙体积为 V p 。 时间的开采后， 从油藏中累积产 经过 t 时间的开采后，地层压力下降到 p，从油藏中累积产 出的油量为 N p ，气量为 Gp，水量为 Wp。
油藏工程课件第6章
（6-1）
油藏气体体积平衡 开发前 Voi+ Vgi +Vwi 开发后某一时刻t Vop+ Vgp +Vwp
Voi+ Vgi +Vwi=Vop+ Vgp +Vwp 等式左侧：Voi=NBoi Vgi =mNBoi Vwi
式中：m-气顶指数，在原始条件下，原始状 态时气顶内自由气的体积与原始状态时的含 油体积之比。
We — 水侵量 WI Bw—注入水量地下体积 GIBg —注入气量地下体积 N p Bo — 累积原油地下体积 N ( R R ) B — 累积产气量地下体积 Wp Bw — 累积产水量地下体积
p p s g
三
驱动指数：
记为DI，就是某一种驱油量占整个产出量的比例。 令：则上（6-2）式平衡方程式化为
（二） 物性参数：包括流体物性，岩石物性，常规物性，高压
Swi-束缚水饱和度；Soi -残余油饱和度；Cf-岩石压缩系数；
Ct -总的压缩系数； Cw -水压缩系数； Co -油压缩系数；
Rs-溶解油气比； Rp-平均累积生产油气比 Bq -气体体积系数； Pb-饱和压力； （三）地质参数：
Rsi -原始溶解油气比； Bo-原油体积系数； Bw-水体积系数；
令 (6-2)
Boi Eg ( Bg Bgi ) Bgi 右式中：
Eo (Rsi Rs )Bg (Boi Bo )
E fw C w S wi C f S oi Boi P
令(6-2) 左式： F=NpBo+Np(Rp-Rs)Bg+WpBw
则上（6-2）式平衡方程式化为
(6-2)
N p Bo N p ( R p Rs ) Bg W p Bw
第六节 油藏物质平衡方程
原始气顶气量+原始溶解气量=产油量×生 产油气比+剩余气顶气量+ 剩余溶
气量 ① 原始气顶气量=mNBoi/Bg ② 原始溶解气量=N·Rsi ③ 采出气量=Rp·Np ④ 剩余气顶气量=[(m+1)NBoi-(N-Np)Bo(W-
Wp)Bw]/Bg ⑤ 剩余溶解气量=(N-N )R
第六节 油藏物质平衡方程简介
¾ 教学目的：
了解油藏物质平衡原理，熟练掌握流体高压物性参数的 应用。
¾ 教学重点和难点：
教学重点： 1、地层油、气、水高压物性的定义 2、物质平衡的原理
教学难点 1、物质平衡方程式的推导
¾教法说明：
课堂讲授并辅助多媒体课件展示相关的数据和图表
¾教学内容：
1、油藏物质平衡概念 2、物质平衡方程式的推导 3、物质平衡方程式的简化 4、物质平衡方程式的分析
由于实际中所形成的油气藏各式各样，我们不可能对每 种类型的油气藏都来进行推导，为了能说明问题，我们 特选一个带气顶有边底水的饱和油藏来进行推导，实际 上，其它类型的油气藏则多半为这种油气藏的特例。
符号说明：
N——原始储油量，标米3 G——原始储气量，标米3 Rsi——原始溶解油气比，标米3/米3 Np——累积采油量，标米3 Rp——累积平均生产油气比，标米3/米3 Rs—油藏压力降为P时的溶解油气比，标米3/米3 W—在油压力降至P时，侵入油带的水量，标米3 Wp——累积产水量，标米3 m = Vg ——原始气顶容积与油带容积之比值
N = NpBo − w − wp Bw Bo − Boi
③ 若有气顶无边底水的饱和油藏(即气顶驱)
w=0，wp=0
[ ( ) ] N
油藏工程 第六章 油藏物质平衡N
三、动态地质储量
1. 生产指示曲线法
初期 NpBo NBoiCeff P
一段时间后 NpBo NBoiceff P W
Np Bo
利用初期直线段斜率确定油
藏地质储量是水压驱动油藏确定
P
地质储量的常用方法。
《油藏工程原理》讲义 20
2. 物质平衡分析曲线法
NpBo WpBw WinjBw NBoiceff P We
S
wc
)(
Bo Boi
Ceff P)
物质平衡方程进一步简化：
P Pb Bo Boi
Np Bo NBoiCeff P
Np NCeff P
《油藏工程原理》讲义 14
第二节 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。
《油藏工程原理》讲义 2
第一节 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。
弹性驱动
指开采原油的驱动能量，全部来自于油 藏自身的弹性膨胀能。
油藏物质平衡基本形式
N Np Nrem
《油藏工程原理》讲义 3
一、油藏容积
1. 原始条件
2. 亏空体积曲线法
NpBo WpBw WinjBw NBoiceff P We
油藏的亏空体积 Vv
Vv NBoiCeff P We
油藏的亏空率
Rv
N p Bo
Wp Bw NBoi
WinjBw
开发初期，弹性驱动阶段亏空体积： Vve NBoiCeff P
油藏物质平衡方程式
油藏物质平衡方程式
油藏饱和类型和驱动类型的划分
对于一个新发现的油藏，可以通过探井的测压和高压物性的分析资料，确 定出油藏的原始地层压力和饱和压力。根据两者数值的大小及其关系，可将 原始条件的油藏划分为如下两大类：当原始地层压力大于饱和压力(pi＞pb) 时，叫做未饱和油藏；当原始地层压力等于或小于饱和压力(pi≤pb)时，叫 做饱和油藏。 在原始条件下的饱和油藏，可以具有气顶或没有气顶。无论是未饱和油藏 或是饱和油藏的饱和压力，都有从构造顶部向翼部减小的趋势。这是由于油 藏的饱和压力，与其压力、温度和油、气的组分有关所致。因此，在实际应 用中，无论是原始地层压力或是饱和压力，都需要考虑利用加权平均数据。 在确定油藏饱和类型的前提下，可以根据油藏的原始边外条件，即有无边 、底水和气顶的存在，以及作用于油、气地层渗流的驱动机理情况，将油藏 的天然驱动类型划分如下：
油藏物质平衡方程式 然水侵量若小于采出量时，油藏地层压力的下降率将随之增加，并将调整到新 的可能供采平衡条件。这就叫做天然水驱油藏的供采敏感性效应。该效应，在 天然水压驱动的未饱和油藏最为明显。油藏天然水侵的强弱，主要取决于天然 水域的大小、几何形状、地层岩石物性和流体物性的好坏，以及天然水域与油 藏部分的地层压差等因素。 当油藏的天然水域比较小时，油藏开采所引起的地层压力下降，可以很快地 波及到整个天然水域的范围。此时，天然水域对油藏的累积水侵量，可视为与 时间无关，并表示为： (2-35) 式中： We— Vpw— Cw— Cf— 天然累积水侵量，m ； 天然水域的地层孔隙体积，m； 天然水域的地层水压缩系数，MPa； 天然水域的地层岩石有效压缩系数， MPa； 油藏的地层压降(△p＝pi-p)，MPa。
油藏物质平衡方程式 ①累积产油量+ ②累积产气量+ ③累积产水量＝ ④气顶的累积体积膨胀量+ ⑤气顶区内地层束缚水和岩石的累积弹性体 积膨胀量+ ⑥含油区内地层原油的累积膨胀量+ ⑦含油区内地层束缚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。 利用油藏工程的参数符号，可将上面的文字表达式分写如下： ①地面的累积产油量为Np，在p压力下的地下累积体积量为NpBo，Bo为p压力 下的地层原油体积系数； ②地面的累积产气量为Gp=NpRp，Rp为累积生产气油比。而在p压力下累积产 油量Np的溶解气量为NpRs，Rs为p压力下的溶解气油比。因此，地层压力由pi下 降到p时，由油藏中多产出的天然气地下体积量为Np(Rp－Rs)Bg，Bg为p压力下的 天然气体积系数；
第06章 油藏物质平衡
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
油藏工程基础的物质平衡方程
物质平衡方程一、假设条件：① 储层流体物性均质②任何时间压力平衡③开发指标平均值④不考虑油藏温度变化 应用：① 计算弹性产量②确定弹性产油量③预测油藏动态④判断油藏的封闭性⑤求地质储量 二、体积变化量的分解：（1）液体油的膨胀量：-oi o N B N B （2）通过气体膨胀量：()si s g -N R R B （3）气顶气的膨胀量：goi gi m -1B N B B ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭ （4）束缚水体积的变化量：()oi w c w w c 1+m 1-N B S C P S （5）地层孔隙体积变化量：()oi f w c1+m 1-N B C P S （6）天然气水侵量：w e W B ； 人工注水量：i w W B（7）累计产液量：p p ppN R W ⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩产油：N 地上产气：产水：；()p op p s gp -wB N R R B W B ⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩产油：N 地下产气：产水：三、地下产量=油藏中体积变化量之和()()()()()g oi oi 0w si s g oi wc w f w i wgi wc wc 1+m 1+m +-R +W B =N -B +-+m -1++++1-1-p p s g p oi o e B N B N B N B R B B N R R B N B S C P C P W B W B B S S ⎛⎫⎡⎤ ⎪⎣⎦ ⎪⎝⎭引入两项体积系数：=ti oi B B ; ()t o =+-si s g B B R R B 得：()()()()p -+-+N R B -++1+1-ptsi g e i p wp gw w c fti t ti ggi t giw cNBR B W W W BN S S Cm B B B BB m B P B S -=⎛⎫--⎪⎝⎭=()()()()si p g e i ---+--1+-++B +1-pt p w g gi t ti ti ti f w c w gi w cNB R R B W W W B B B mB B m BC S C P B S ⎡⎤⎣⎦3.①()-0.01*12*2t =Q =2046=1609.4t/d ie Q at e ②()()()()--0.12*2p 2046*365t =1-=1-=13278700.12atQ iN e et ai③a=1%；④112046t=ln =ln=13.30.124.6l tQ a Q 年⑤ ()()()-*25-*24-0.12*252046*365=1--1-=1-=39420(t)0.12a a lip Q Q N e eeaiai4.①2046===1650(/)1+1+0.12*2i t Q Q t d ait ②()()62046*365=ln 1+=ln 1+0.12*2=1.34*10(t)0.12i p Q N ait ai③0.12===9.7%1+1+0.12*2aiait ait ④-2046-416===32.50.12*416i Q Q t aiQ年⑤()()p 2046*3652046*365=ln 1+0.12*25-ln 1+0.12*24=189435(t)0.120.12N ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦5）某油藏水驱特征方程为4lg =N /+lg ,a=24.0*10,=1.2p p W a b t b 且1>去含水率f=0.5时的累积产量np 和累计产水量wp ；2>若地质储量为500*104t ，采出程度η为多少？解1>()5/1-=1.04*102.3P a f f W t =;()=lg lg =1.2*106p P N a W b t -;2>641.2*10==24%500*10P N Nη=；。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
P
令： ceff
co soi swccw cp 1 swc
N p Bo NBoiceff P
油藏有效压缩系数
采出的地下体积
地下体积的膨胀量
《油藏工程原理》讲义
9
三、生产指示曲线
N p Bo
N p Bo NBoiCeff P
P
1. 判断油藏类型 2. 计算动态储量
N p Bo aP
P
~ ~
1
刚性水驱
2 弹性水驱
3 弹性驱动
t
《油藏工程原理》讲义
15
一、油藏容积 1. 原始条件
Vci Ao h (1 S wc )
2. 开发过程
Pi
Vci
Vwc
P
Vs
Vp
Vs
Vp
Vs'
Vc W
Vwc
V p'
Vwc
V b'
《油藏工程原理》讲义
16
Vb
P
Vs
Vp
孔隙体积减小
Vp Vp cp P
压降强度指数
或
Bo 1 PDI NBoiCeff EEI
Bo P 1 PDR R BoiCeff EII
12
《油藏工程原理》讲义
6. 弹性采收率
Ro Np N
BoiCeff P BoiCeff Ro ( Pi P) Bo Bo
B C ER oi eff ( Pi Pabn ) ( Pabn Pb ) Bo
3%～10%，水体活跃程度中等
P
W
>10%，水体不活跃
《油藏工程原理》讲义
24
水体的活跃，对油藏开发一般具有积极的意义。从油
藏生产指示曲线可以看出，在不注水的情况，因水体的侵
入，油藏的压力下降趋缓。在地层压力不下降的情况下， 依然可以采出更多的原油，从而提高了油藏的采出程度。 下图为边水驱动油藏的油水界面推进(水侵)状况图。
a N BoiCeff
《油藏工程原理》讲义
10
3. 油藏动态预测 4. 弹性评价参数 弹性能量指数
EEI
弹性强度指数
EII
Np P
或
NBoiCeff EEI Bo
Np N P
B C oi eff Bo
《油藏工程原理》讲义
11
5. 压降评价参数 压降指数
P PDI Np
N p Bo Wp Bw NBoiceff P We
压力>原始地层压力，注采过平衡
N p Bo Wp Bw WinjBw NBoiceff P Lof
Lof
油藏逸出量（包括油和水）
《油藏工程原理》讲义
31
过平衡开采导致油藏流体外逸，从而浪费油藏的驱替
能量，矿场上一般不采用这种驱替方式。为了充分利用水 体的能量，油藏的压力应保持在原始地层压力之下，压降 越大，水体越能发挥作用。同时，为了保持油井有相对较 高的举升能力，油藏压力又不能降得太低，因为油藏压力 越高，油井的举升能力就越强。因此，油藏压力应保持一 个合理的压力水平。
Bo Boi cp swccw N p Bo NBoi ( )P Boi P 1 swc
Bo Boi co Boi P
N p Bo NBoi
co soi swccw cp 1 swc
P
《油藏工程原理》讲义
8
N p Bo NBoi
co soi swccw cp 1 swc
物质平衡方程进一步简化：
PP b
Bo Boi
N p Bo NBoi Ceff P
N p NCeff P
《油藏工程原理》讲义
14
第二节
水压驱动
未饱和油藏水压驱动
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。
Pi Pb
P
弹性采收率
B C Re oi eff ( Pi Pb ) Bob
C
T
《油藏工程原理》讲义
13
7. 剩余地质储量
N rem
Boi N N p N (1 Ceff P) Bo
书上有误
N rem Bo Bo S or (1 S wc )( Ceff P) AoH Boi
《油藏工程原理》讲义
25
N p Bo
N p Bo NBoiceff P N p Bo NBoiceff P W
P
W
指示曲线偏离初始直线段的水平距离即为油藏的存水量W， 然后根据下式计算出油藏的水侵量：
We 0
发生水侵
无水侵 产生外逸
《油藏工程原理》讲义
26
We W WinjBw Wp Bw
《油藏工程原理》讲义
32
P 地层压力保持水平: Pi
P Pi P 油藏压降水平: Pi Pi
1
0.5
显然:
1
t
0
注水开发油藏的压力水平一般在80% －90%左右。
《油藏工程原理》讲义
33
第三节
综合驱动油藏
物质平衡方程通式
带有气顶和相连水体的油藏。其物质
Vc Vci Vp cp P Vwccw P
Vc Vci (1
cp swccw 1 swc
P)
《油藏工程原理》讲义
6
二、物质平衡方程 1. 原始油量
Voi Vci
2. 剩余油量
换算到地面
Voi Vci N Boi Boi
Vo Vc Vci (1
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。
《油藏工程原理》讲义
2
第一节
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
弹性驱动
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，全部来自于油 藏自身的弹性膨胀能。
采用试算法求水侵量
X
《油藏工程原理》讲义
22
若油藏为封闭油藏，则 We=0，因此：
N p Bo Wp Bw WinjBw NBoiceff P We
Np Bo Wp Bw WinjBw NBoiceff P
令： Y N p Bo Wp Bw WinjBw
N p Bo Wp Bw WinjBw P
令： Y
We NBoiceff P
We X P
N p Bo Wp Bw WinjBw P
Y NBoiceff X
《油藏工程原理》讲义
21
Y b X
Y
1
b N Boiceff
理论上
b
Y X
水侵量偏小
水侵量偏大
1. 生产指示曲线法
初期 一段时间后
N p Bo
N p Bo NBoiCeff P
N p Bo NBoiceff P W
利用初期直线段斜率确定油 藏地质储量是水压驱动油藏确定
P
地质储量的常用方法。
20
《油藏工程原理》讲义
2. 物质平衡分析曲线法
N p Bo Wp Bw WinjBw NBoiceff P We
W W 存水体积系数 Vci NBoi
注水体积系数 inj 显然:
Winj Bw Vci
产水体积系数 p
W p Bw Vci
e inj p
《油藏工程原理》讲义
29
累计注采比:
Rcip
WinjBw N p Bo Wp Bw
QinjBw Qo Bo Qw Bw
Vci NBoi
Bo Boi cp swccw N p Bo NBoi ( )P W BoiP 1 swc
N p Bo NBoiceff P W N p Bo NBoiceff P We WinjBw Wp Bw
《油藏工程原理》讲义
19
三、动态地质储量
二、物质平衡方程
1. 原始油量
Voi Vci N Boi Boi
2. 剩余油量
Vo Vc
换算到地面
N rem
cp swccw Vo Vc Vci W (1 P) Bo Bo Bo 1 swc Bo
《油藏工程原理》讲义
18
3. 物质平衡方程
cp swccw Vci W N N p (1 P) Bo 1 swc Bo
换算到地面
cp swccw 1 swc
P)
N rem
cp swccw Vo Vc Vci (1 P) Bo Bo Bo 1 swc
《油藏工程原理》讲义
7
3. 物质平衡方程
cp swccw Vci N N p (1 P) Bo 1 swc
Vci NBoi
束缚水膨胀
Pi
V Vs
'
s
Vc' Vp VVp
V P
P 时油藏容积
Vwc
Vc Vci Vp Vwc
《油藏工程原理》讲义
5
Vc Vci Vp Vwc
1 Vp Vci 1 swc swc Vwc Vci 1 swc
油藏物质平衡基本形式
N N p N rem
《油藏工程原理》讲义
3