第六节 油藏物质平衡方程
西南石油大学油藏工程课后习题答案(李传亮)
1.8 简述油气藏的分类方法与主要类型。
答.油藏分类通常从以下几个方面进行:（1）.储集层岩性。
储集层岩石为砂岩，则为砂岩油气藏，如果为碳酸盐岩，则为碳酸盐岩油气藏。
（2）.圈闭类型。
主要类型有断层遮挡油藏，岩性油气藏，地层不整合油气藏，潜山油气藏，地层超覆油气藏。
（3）.孔隙类型。
主要类型单一孔隙介质油气藏，如孔隙介质油藏；双重介质油气藏，如裂缝-溶洞型介质油藏，三重孔隙介质油气藏；如裂缝-溶洞-孔隙型介质油藏。
（4）.流体性质。
油藏按原油密度大小分为轻质油藏、中质油藏和重质油藏等；气藏根据凝析油含量的多少细分为干气藏、湿气藏和凝析气藏。
（5）.接触关系。
如底水油藏，边水油藏；层状油藏，层状边水油藏等。
1.9 简述砂岩储集层与碳酸盐岩储集层的主要区别。
答.大多数的碎屑岩都发育有开度较大的原生粒间孔隙，碳酸盐岩中发育了开度较大的次生孔隙（裂缝，溶洞等），则可以成为好的储集层。
碳酸盐岩与碎屑岩储层的区别：碳酸盐岩与碎屑岩相比，由于其化学性质不稳定，容易遭受剧烈的次生变化，通常经受更为复杂的沉积环境及沉积后的变化。
有以下几点区别：1.碳酸盐岩储集层储集空间的大小、形状变化很大，其原始孔隙度很大而最终孔隙度却较低。
因易产生次生变化所决定。
2.碳酸盐岩储集层储集空间的分布与岩石结构特征之间的关系变化很大。
以粒间孔等原生孔隙为主的碳酸盐岩储层其空间分布受岩石结构控制，而以次生孔隙为主的碳酸盐岩储层其储集空间分布与岩石结构特征无关系或关系不密切。
3.碳酸盐岩储集层储集空间多样，且后生作用复杂。
构成孔、洞、缝复合的孔隙空间系统。
4.碳酸盐岩储集层孔隙度与渗透率无明显关系。
孔隙大小主要影响孔隙容积。
2.1某天然气样品的摩尔组成为C1H4(0.90)，C2H6(0.06)和C3H8(0.04)。
若地层压力为30MPa,地层温度为80℃，试确定气体的相对密度和地层条件下的偏差因子；若把天然气视作理想气体，储量计算的偏差为多少？解.(1) 此天然气平均摩尔质量:M =∑M i∗x jM=16×0.9+30×0.06+44×0.04=17.96相对密度：γg=M / M ai r =17.96 /28.97 = 0.62气体拟临界压力：p pc=∑P ci∗x jp pc=4.6408×0.9+4.8835×0.06+4.2568=4.64MP a气体拟临界温度：T pc=∑T ci∗x jT pc=190.67×0.9+305.50×0.06+370×0.04=204.73K对比压力：p pr=pp pc=304.64=6.47对比温度：T pr=TT pc=353204.73=1.72查图2.1.2 可得偏差因子为0.92,理想气体偏差因子为1在此处键入公式。
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
油气藏物质平衡分析
中国地质大学本科生课程读书报告课程名称油气藏工程基础论文标题油气藏物质平衡分析教师姓名学生姓名学生学号专业所在班级日期:摘要论文主要讨论油气藏物质平衡分析，通过平衡分析方法、平衡分析方程式为依据来展开说明，以及如何建立平衡方程式、其应用。
第三第四部分主要以气藏物质平衡、裂缝性页岩气物质平衡为例来具体说明平衡分析方法的应用。
关键词：油气藏，平衡分析，分析方程式，页岩气目录一、概述 (3)二、油气藏物质平衡分析方法 (3)1、油藏饱和类型和驱动类型的划分 (3)2、油藏物质平衡方程式的建立 (4)3、油藏物质平衡方程式的简化 (5)（1）未饱和油藏的封闭型弹性驱动物质平衡方程 (5)（2）未饱和油藏的天然弹性水压驱动物质平衡方程 (6)（3）未饱和油藏的天然水驱和人工注水的弹性水压驱动 (6)（4）溶解气驱物质平衡方程 (6)(5)气顶驱、溶解气和弹性驱动油藏物质平衡方程 (6)4、油藏物质平衡方程式的应用 (6)（1）天然能量分析 (6)（2）储量计算(即物质平衡方程的直线式) (7)(3)计算弹性产率K1 (8)(4)计算弹性产油量 (8)(5)计算采出程度 (8)(6)判断气顶大小 (9)(7) 预测油藏动态 (9)三、气藏物质平衡方法 (10)1、气藏物质平衡通式的建立与简化 (10)（1）物质平衡通式的推导 (10)（2）无水驱气藏的物质平衡方程式 (12)（3）水驱气藏的物质平衡方程式 (13)2、定容封闭气藏的储量计算与动态预测 (13)（1）储量计算 (14)（2）. 确定气藏的可采储量 (15)（3）动态预测方法简介 (15)3、正常压力系统水驱气藏的储量计算 (18)（1）计算储量的基本原理 (18)（2）储量计算方法及讨论 (19)四、裂缝性封闭页岩气藏物质平衡方程 (21)1、页岩气藏物质平衡理论页岩气边形成边赋存聚集 (22)2、页岩气藏物质平衡方程的建立 (22)3、模型求解式 (23)4、实例分析 (23)5、结论 (24)五、参考文献 (24)一、概述油藏的物质平衡方程式来自1936年R.JSchilthuis利用物质守恒原理建立以来，经历过几十年的应用，已得到不断改进和完善，在国内外得到了广泛的应用。
油层物理各节重点
题型：名词解释简答题画图题计算题（平时成绩40%+考试成绩60%）第一章储层流体的高压物性第一节油气藏烃类的相态特性1、单、双、多组分体系的相态特征单组分体系：两点:临界点C,三相共存点T三线:饱和蒸汽压线,溶点线,升华线三区:气相区,液相区,固相区临界温度:高于该温度，无论施加多大压力，气体不可液化 .临界压力:高于此压力，无论温度多少，液体和气体不会同时存在.泡点压力:温度一定，开始从液相中分离出第一批气泡的压力.露点压力:温度一定，开始从气相凝析出第一批液滴的压力.泡点线: 是等温降压时体系出现第一批气泡的轨迹线。
露点线: 是等温升压时体系中出现的第一批液滴的轨迹线饱和蒸汽压线:单组分的饱和蒸汽压线为泡点线和露点线的共同轨迹.分析1----2 3-----4相态变化多组分体系：（1）双组分体系的相图不再是一条单调曲线，而是一开口的环形曲线.（2）双组分体系的临界点不再是两相共存的最高压力和温度点, 而是泡点线和露点线的对接点.（3）双组分体系的两相区介于两纯组分的饱和蒸汽压曲线之间, 且临界压力高于各组分的临界压力,但临界温度确界于两组分的临界温度之间.（4）两组分中哪个组分的含量占优势,露点线或泡点线就靠近哪一组分的饱和蒸汽压线。
（5）两组分的浓度越接近则两相区的面积越大，两组分的组成有一组分的含量占绝对优势，两相区就越窄长.（6）两组分系统中，组成系统的物质不同其临界点也不同，而且分子结构越相近的两组分，其临界点轨迹曲线越扁平。
如果两组的挥发性和分子量差别愈大时，临界点轨迹所包围的面积愈大，临界凝析压力也愈高.2、等温反凝析现象的解释当体系处于A点时体系为单一气相。
当压力降至B点时，由于压力下降，烃分子距离加大，因而分子引力下降，这时被气态轻烃分子吸引的(或分散到轻烃分子中的)液态重烃分子离析出来，因而产生了第一批液滴。
而当压力进一步下降到D点时，由于气态轻烃分子的距离进一步增大，分子引力进一步减弱，因而就把液态重烃分子全部离析出来，这时在体系中就凝析出最多的液态烃而形成凝析油。
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。
油藏工程 第六章 油藏物质平衡N
p
Vwc V'
b
孔隙体积减小 Vp VpcpP 束缚水膨胀 Vwc VwccwP 油藏存水量 W We WinjBw WpBw
P 时油藏容积
Vc Vci Vp Vwc W
Vc
Vci (1
cp swccw 1 swc
)P
W
《油藏工程原理》讲义 17
cp swccw 1 swc
P)
W Bo
Vci NBoi
N p Bo
NBoi
(
Bo Boi BoiP
cp swccw 1 swc
)P
第六章 油藏物质平衡
R.J.Schilthuis于1936年最早建立油藏物质平衡方程，主 要用于油藏储量计算、驱动机制分析和动态预测等油藏工程研 究。
由于Schilthuis的物质平衡方程非线性程度较强，因此， 其应用受到了极大的限制。后来D.Havlena和A.S.Odeh于19631964年对物质平衡方程进行了线性化处理，从而使油藏物质平 衡方程得到了广泛应用。“直线技术”因而成为油藏工程分析 的一项重要技术。
《油藏工程原理》讲义 5
Vc Vci Vp Vwc
Vc Vci VpcpP VwccwP
Vc
Vci (1
cp swccw 1 swc
P)
Vp
1 1 swc
Vci
Vwc
swc 1 swc
Vci
《油藏工程原理》讲义 6
二、物质平衡方程
1. 原始油量
Voi Vci
换算到地面
N Voi Vci Boi Boi
Байду номын сангаас
油气藏工程方法与应用2.6物质平衡法的应用end
t 22 = ∆ t 2 t 32 = ∆ t 2 + ∆ t 3 t 33 = ∆ t 3 t 44 = ∆ t 4 t 42 = ∆ t 2 + ∆ t 3 + ∆ t 4 t 43 = ∆ t 3 + ∆ t 4
(3)P e1 、 P e2 、 P e3 、 P e4 分别乘 1.2.3.4 列的各元素得
2) 不定态水侵 Y 值仍由 (6.13) 式计算
1 ∑ ∆PeQ(t D ) Bg (6.15) X = Bo Bob mBob Bgi Bob ( (1 − )+ (Cf + CwSwi )∆P − Rs ) − ( − Rsb) + Bg Bg Bgi Bg SoiBg
此外，对多油层油田，在一套开发层系内，部分油层原始地层压力低于饱和压 力，有原生气顶；而多数油层原始地层压力高于饱和压力。投入开发后，地层压力 降到多数层的饱和压力以前，仅考虑气顶驱，而不考虑溶解气驱，这就出现了仅有 气顶驱，没有溶解气驱的油田类型。这是有气顶驱和溶解气驱这一类型的特殊情 况。其计算公式如下： 1) 定态水侵
∆ P e4 ⋅ t 44
∑ (∆Pe ∑ ∆t )
j =1 i= j
n
第一阶段末的值为上矩阵的第一行相加， 即
∑ (∆Pej ∑ ∆ti) = ∆Pe1 ⋅ t11
j =1 i= j 2 2
1
1
第二阶段末的值为上矩阵的第二行相加， 即
∑ ( ∆Pe ∑ ∆t ) = ∆Pe ⋅ t
j i 1 j=1 i= j 3 3
ao油藏含油面积kmm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10地面gp油藏累积产气量10地面wi累积注水量10地面we累积水侵量10t油藏累积生产天数dti油藏第阶段的生产天数dtd无因次时间无因次时间系数10d油藏无因次水侵量b油藏天然水侵系数10mpapi油藏原始地层压力mpa126p油藏目前地层压力mpapb油藏饱和压力mpapsc地面标准压力01mpapc天然气临界压力mpapr对比压力无因次p油藏平均地层总压降mpapj油藏第j阶段末的总压降mpapj油藏第j阶段的平均总压降即为pjpj12mpapej油藏第阶段的平均阶段压降即为pjpj1mpaz天然气偏差系数无因次boi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k油藏定态水侵常数10mpadrs油藏目前天然气溶解度m127rd无因次半径半径比rorre油藏供水区外缘半径mr油藏含油半径mrs球形流含油半径mrr径向流含油半径mo地面脱气原油相对密度g天然气相对密度t油藏绝对温度ktsc地面标准绝对温度273ktc天然气绝对临界温度ktr对比温度无因次co地层原油弹性压缩系数1mpacw地层水弹性压缩系数1mpacf地层岩石弹性压缩系数1mpact油藏综合弹性压缩系数1mpace油藏供水区有效弹性压缩系数1mpa地层有效孔隙度fsoi地层原始含油饱和度fswi地层原始含水饱和度fkw油藏供水区的有效渗透率10128lw带状油藏供水区的长度mw油藏供水区地层水粘度mpas参考文献
西南石油大学油藏工程课后习题答案(李传亮)
1.8 简述油气藏的分类方法与主要类型。
答.油藏分类通常从以下几个方面进行:（1）.储集层岩性。
储集层岩石为砂岩，则为砂岩油气藏，如果为碳酸盐岩，则为碳酸盐岩油气藏。
（2）.圈闭类型。
主要类型有断层遮挡油藏，岩性油气藏，地层不整合油气藏，潜山油气藏，地层超覆油气藏。
（3）.孔隙类型。
主要类型单一孔隙介质油气藏，如孔隙介质油藏；双重介质油气藏，如裂缝-溶洞型介质油藏，三重孔隙介质油气藏；如裂缝-溶洞-孔隙型介质油藏。
（4）.流体性质。
油藏按原油密度大小分为轻质油藏、中质油藏和重质油藏等；气藏根据凝析油含量的多少细分为干气藏、湿气藏和凝析气藏。
（5）.接触关系。
如底水油藏，边水油藏；层状油藏，层状边水油藏等。
1.9 简述砂岩储集层与碳酸盐岩储集层的主要区别。
答.大多数的碎屑岩都发育有开度较大的原生粒间孔隙，碳酸盐岩中发育了开度较大的次生孔隙（裂缝，溶洞等），则可以成为好的储集层。
碳酸盐岩与碎屑岩储层的区别：碳酸盐岩与碎屑岩相比，由于其化学性质不稳定，容易遭受剧烈的次生变化，通常经受更为复杂的沉积环境及沉积后的变化。
有以下几点区别：1.碳酸盐岩储集层储集空间的大小、形状变化很大，其原始孔隙度很大而最终孔隙度却较低。
因易产生次生变化所决定。
2.碳酸盐岩储集层储集空间的分布与岩石结构特征之间的关系变化很大。
以粒间孔等原生孔隙为主的碳酸盐岩储层其空间分布受岩石结构控制，而以次生孔隙为主的碳酸盐岩储层其储集空间分布与岩石结构特征无关系或关系不密切。
3.碳酸盐岩储集层储集空间多样，且后生作用复杂。
构成孔、洞、缝复合的孔隙空间系统。
4.碳酸盐岩储集层孔隙度与渗透率无明显关系。
孔隙大小主要影响孔隙容积。
2.1某天然气样品的摩尔组成为C1H4(0.90)，C2H6(0.06)和C3H8(0.04)。
若地层压力为30MPa,地层温度为80℃，试确定气体的相对密度和地层条件下的偏差因子；若把天然气视作理想气体，储量计算的偏差为多少？解.(1) 此天然气平均摩尔质量:M =∑M i∗x jM=16×0.9+30×0.06+44×0.04=17.96相对密度：γg=M / M ai r =17.96 /28.97 = 0.62气体拟临界压力：p pc=∑P ci∗x jp pc=4.6408×0.9+4.8835×0.06+4.2568=4.64MP a气体拟临界温度：T pc=∑T ci∗x jT pc=190.67×0.9+305.50×0.06+370×0.04=204.73K对比压力：p pr=pp pc=304.64=6.47对比温度：T pr=TT pc=353204.73=1.72查图2.1.2 可得偏差因子为0.92,理想气体偏差因子为1在此处键入公式。
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=；。
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
6. 弹性采收率
NpBo=NBoiceffp
Boi ceff p •采出程度 Ro N Bo
Np
p降低
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
p
pi pb c
pmax=pi -pb
Vwc
二、物质平衡方程
1. 原始油量
Vci
Voi=Vci
Voi Vci N Boi Boi
pi
Vci NBoi
2. 剩余油量
Vo Vc
N res Vo Vc Bo Bo
Vp
Vc
W
cp swc cw Vc Vci 1 p W 1 s wc N res W Vci cp swc cw 1 p B Bo 1 s wc o
Bo N res Bo sor (1 swc ) c p eff B Ao h oi
NpBo=NBoiceffp
•开发初期
p较小 BoBoi
p
Np
Np=Nceffp
第二节 水压驱动
•未饱和油藏 •未饱 无气顶 和 •水压驱动 有相连水体或注水
X p
Y=NBoiceffX
Y
a
X
a=NBoiceff
•MBA曲线
四、水侵量计算
1. 生产指示曲线法
Np Bo NBoi ceff p
p
NpBo
WNp Boຫໍສະໝຸດ NBoi ceff p WW We WinjBw Wp Bw We W WinjBw Wp Bw
油藏工程常用计算公式
V V = f
i − We + BwWp
上式中 Vi 和 Vf 为气体的孔隙体积，即他们不包括束缚水。
因为有 从地层中采出的 SCF=地层中原始的 SCF-遗留在地层中原始的 SCF， 用气体的分子数作出 一个物质平衡如下：
np = ni − nr
PV = znRT 上式中各项可用气体定律公式 P1V1 = P2V2 及相应的当量公式来代替得到（用分子数）：
S 地层气体体积： 43560 ×φ × gr
S 地面气体体积为： 43560 ×φ × gr × Bga 标准立方英尺
单元产量即为： 43560 ×φ × (1−Swi )×Bgi −43560×φ×S gr × Bga
= 43560 × φ × (1 − Swi )(Bgi − S gr Bga )
]
由上式可以得到在井底流动压力低于饱和压力条件下，利用测试的产量
Q
* o
和相应的井底流
p J 动压力 数值，求饱和压力以上采油指数 的关系式
wf
o
Q*
Jo =
o
FE(1 − V )( p − p )2
P P ( − ) −
R
wf
b
wf
p (2 −V )
b
J p p 若令 * 表示在
< 的条件下，不同生产压差的采油指数，那么相应的油井产量可表
D D = OWC
+ oi
wd
O GDw − GDo
同理，气藏的气水界面可写为：
p −p
=
+ gi
wd
D D GWC
g
−
G G Dw
Dg
（1） （2） （3） （4）
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第六节油藏物质平衡方程简介（2学时）
一、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。
二、教学重点、难点
教学重点
1、油藏物质的定义
2、物质平衡方程式的推导
教学难点
1、物质平衡方程式的推导
三、教法说明
课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表
四、教学内容
本节主要介绍五个方面的问题：
一、油藏物质平衡概念
二、物质平衡方程式的推导
三、物质平衡方程式的简化
四、物质平衡方程式的分析
（一）、油藏物质平衡概念
所谓物质平衡就是指：在油田开发阶段的某一时期流体的采出量加上剩余的储存量等于流体的原始储量。
即物质守恒定律，它具有三大特点，即：
地下平衡
体积平衡
累积平衡
（二）、物质平衡方程式的推导
1、几个假定
①、孔隙介质的孔隙度与压降无关，即在压力发生变化时，孔隙度不发生
变化。
②、气体在水中溶解度很小，在此可以忽略不计
③、油气两相在任一压力下均能在瞬间达到平衡
④、油藏温度在整个开发过程中始终保持不变
2、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
o
g
V V m ——原始气顶容积与油带容积之比值
Boi ——原始条件下地层油的体积系数
Bo ——压力降为P 时地层油的体积系数
Bgi ——原始油藏压力下气体的体积系数
Bg ——在压力为P 时气体的体积系数
B oi ——原始油藏压力下油气两相体积系数
Bt ——在压力为P 时地层油气两相体积系数
Bw ——在压力为P 时地层水的体积系数
3、方程式的推导
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)·N·Boi-(N-Np)·Bo-(W-Wp)·Bw]/Bg
⑤、剩余溶解气量=(N-Np)·Rs
()()()()
g w p o p oi s p p p si gi oi B B w w B N N NB m 1R N N R N NR B mNB ----++-+⋅=+ 化简得：
()[]
()⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛-+---=gi gi g ti ti t g p si o p B B B mB B B B R R B N N
（三）、物质平衡方程式的简化
1、封闭性的弹性驱动油藏：即无边底水，无气顶
m=0，W=0，W p =0，Rsi=Rp
方程简化为：
oi o o
p B B B N N -=
2、有边底水、无气顶的低饱和油藏
m=0，Rp=Rsi=Rs （P>P b ）
()oi o w
p o p B B B W W B N N ---=
3、有气顶、无边底水的饱和油藏
W=0，W p =0
()[]gi i g g ti ti t g p si o p B B B mB B B B R R B N N -+---=
4、溶解气驱（无边底水）
m=0，W=W p =0
()[]ti t g p si o p B B B R R B N N ---=
（四）、物质平衡方程式的分析
1、参数归类
平衡方程式所用的参数可归纳为三种类型：
①、开发动态数据，即生产统计数据Np、Wp、Rp
②、油藏物性参数Bo、Boi、Bgi、Bg、Rs、Rsi、Bw、Bti、Bt
③、未知数N、m、W
所以要应用物质平衡方程就必须搞好生产统计资料，认真测定各项高压物性参数，并进行匀整处理。
但是方程中含有N、m、W三个未知数，所以要解这个方程还得附加一个方程，一般讲，m可以通过测井来确定，所剩下的N、W可以借助于最小二乘法解不同时期的平衡方程式组而得。
2、对平衡方程式的评价
优点：
①、可以加避油层非均质和多相渗流计算的困难
②、可以预测油层压力及采收率
③、计算简单
缺点：
由于物质平衡方程式的导出是建立在前面的几个假设条件之上的，而实际情况并非如此，所以这样就会产生一些误差，主要表现在：
①、相平衡在油藏中不易迅速达到
②、PVT数据中的脱气过程不能完全反映出油层、井及分离器内的实际脱
气过程
③、地层的平衡压力难确定，特别是厚油层、倾斜地层、非均质、稠油油
藏更是如此
④、实际油藏中因为存在有油水过渡带，所以油水艰难划分，所以m的取
值也有困难
⑤、Np、Rp、Wp不易精确测得。
五、教学后记
通过本节的学习，同学们掌握了物质平衡的基本概念，方程式的推导方法与技巧，为今后油藏工程课的学习打下了较好的基础。
六、教学参考书
1．何更生编．油层物理．石油工业出版社
2．洪世铎编．油藏物理基础．石油工业出版社
3．秦积瞬、李爱芬主编．油层物理学．石油大学出版社
4．罗挚谭编．油层物理．地质出版社
5．威廉.麦凯恩编．石油流体性质. 石油工业出版社
七、复习思考题
1、以油为研究对象推导油藏的物质平衡方程式。