第四章 油藏开发动态分析方法
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第四章
油藏开发动态分析方法
进行油田动态分析的目的在于认识油田开采过程中开发指标的变 化规律，检验开发方案的合理性，并根据开发实践所得的认识，完善 开发方案的实施步骤和政策界限，对原方案进行调整，以获得较好的 开发效果。 动态分析的方法包括：①渗流力学方法；②物质平衡方法；③经 验统计方法；④数值模拟方法等。 动态分析的主要内容包括：①通过油田生产实际情况不断加深对 油藏的认识，核实和补充各项基础资料，进一步落实地质储量；②分 析分区及分层的油气水饱和度和压力分布规律；③分析影响油藏最终 采收率的各种因素；④预测油藏动态，提出进一步提高油藏开发效果 的合理措施。
试井的分类
根据所评价底层特性可选择不同的试井方法，一般分为两大类。 1．评价本井控制地层特性的试井方法 （1）压力降落试井（Drawdown well test）油井以定产量进行生产，油 井井底压力不断降低记录压力随时间的变化（适用于新开发油井和油井 关井时间长到以达到稳定后）。 （2）压力恢复试井（Buildup well test）油井生产一段时间后突然关 井测取关井后井底压力随时间的变化关系。 （3）中途试井（Dill-strem testing）在完井之前利用钻柱携带测压仪 器，开井生产短时间后关井，并同时分别记录开井和关井的压力历史。 2．确定两点之间的联通性 （1）干扰试井（Interference well test ）主要目的就是为了确定井 间的联通性。A井（激动井，active well）施加以压力信号，记录B井（ 观察井，observation well）的井底压力变化，分析判断A、B是否处于 同一水动力系统。 （2）脉冲试井（Impulse well test）A井产量多以脉冲的形式改变，记 录井底压力随时间的变化信息。
第三节
一、油田产量变化规律
产量递减分析
就油田开发全过程而言，任何油田的开发都要经历产量上升、 产量稳定、产量递减三个阶段。产量递减分析方法是针对已处于 产量递减阶段的油田，预测和分析油藏动态的一种数理统计方法。
二、产量递减的几个基本概念
油、气田产量递减阶段，产量递减的大小通常用递减率表示，即单位时间内的产量 递减分数，其表达式为：
第四章
Biblioteka Baidu
油藏开发动态分析方法
第一节 油井不稳定试井方法 第二节 物质平衡分析方法 第三节 产量递减规律 油田含水变化规律（ 第四节 油田含水变化规律（略） 第五节 油藏采收率预测
第四章
油藏开发动态分析方法
第一节 油井不稳定试井方法 第二节 物质平衡分析方法 第三节 产量递减规律 第四节 油田含水变化规律 第五节 油藏采收率预测
2、调和递减 由于n=1， 3、双曲递减
D Q = Do Qo
n≠0且n≠1时为双曲递减，
Q=
Qo (1 + nDo t )
1 n
产量的递减速度主要取决于递减指数n和初始递减率Do。在初始递减率Do相同 时，以指数递减最快，双曲递减(特指0＜n＜1)次之，调和递减最慢。在递减指数 一定即递减类型相同时，初始递减率越大，产量递减越快，在递减阶段的初期， 三种递减类型比较接近，因而常用比较简单的递减类型如指数递减等研究实际问 题；在递减阶段的中期，一般符合双曲递减；而在递减阶段后期，一般符合调和 递减。在油气田开发的整个递减阶段，其递减类型并不是一成不变的，因此，应 根据实际资料的变化对最佳递减类型做出可靠的判断。
第五节
油藏采收率预测
原油采收率是指可采储量与原始地质储量的比值，而油气田的可采储量是 指在现有工业技术条件下，能从油气田的原始地质储量中采出经济合理油气量 的总和；因此采收率是衡量油田开发效果和开发水平的最重要的综合指标。根 据资料统计，在过去几十年前苏联和美国的原油采收率平均每十年提高6～10％ 左右。充分说明通过多年的生产实践和油田开发经验的累积以及大量的科学研 究工作，人们对储存条件、驱油机理等油田客观因素的认识不断加深，同时油 气田开发理论和采油工艺新技术也在不断投入应用，成为原油采收率提高的决 定因素。 确定原油采收率是油田开发动态分析的基本问题之一，由于采收率的大小 除和油藏本身的地质特征和其中流体的物理化学特性相关外，还同开发和工艺 措施相关，影响因素十分复杂，所以到目前为止，虽然原油采收率的确定方法 很多，但没有一种能够即直接而又精确的测定方法，目前趋向于利用油田实际 资料进行综合分析，常用方法有岩心分析法、水动力学概算、油藏数值模拟法、 相关经验公式法和开发动态分析法等。
D=− 1 dQ Q dt
式中
D——瞬时递减率，mon-1或a-1； Q——递减阶段t时间的产量，油田为104t／mon或104t／a，气田为108m3／mon或
108m3／a；
——单位时间内的产量变化率。 在矿场实际应用中，经常用递减系数(α)这一概念表示产量递减的快慢程度， 递减系数与递减率的关系为： α=1-D Arps研究认为瞬时递减率与产量遵循下面的关系： D=KQn 式中K——比例常数；n——递减指数。
1．指数递减 由于n＝0，则D＝Do，由递减率的定义公式分离变量积分,
Q = Qo e − dot
可见，产量与时间成指数关系式，这也是称该递减为指数 递减的原因，由于指数递减中递减率为常数，因此，又叫常百 分比递减，等百分比递减和等比级数递减，又由于产量与时间 成半对数直线关系，因此，又称半对数递减。
第四章
油藏开发动态分析方法
第一节 油井不稳定试井方法 第二节 物质平衡分析方法 第三节 产量递减规律 第四节 油田含水变化规律 第五节 油藏采收率预测
第一节 油井不稳定试井方法
试井的目的：
试井是为了了解油藏动态的重要手段，其目的就是通过油气井的 测试资料来评价油井或油气藏的生产动态，具体地说可以获得以下的 地层参数： （1）推算地层的原始压力或平均地层压力。 （2）确定地下流体在地层中的流动能力，即地层流动系数kh/ µ ，底 层系数kh及地层的渗透率等。 （3）油井进行曾产措施后，判断其增产效果，即算化和压裂的效果。 （4）认识油藏形状，目的是为了评价油藏能量作用范围，即评价边界 性质和断层、油水边界、尖灭等。 （5）估算油藏地质储量和油藏（单井）的可采储量。
第四章
油藏开发动态分析方法
第一节 油井不稳定试井方法 物质平衡分析方法（ 第二节 物质平衡分析方法（略） 第三节 产量递减规律 第四节 油田含水变化规律 第五节 油藏采收率预测
第四章
油藏开发动态分析方法
第一节 油井不稳定试井方法 第二节 物质平衡分析方法 第三节 产量递减规律 第四节 油田含水变化规律 第五节 油藏采收率预测
dQ dt
由此可以得出，任一时刻的递减率和产量与初始递减率和初始产量满足：
D Q = D0 Q0
n
（*）
式中 Do——初始递减率； Qo——初始产量。 递减指数是判断递减类型，确定递减规律，进而预测递减动态 的重要参数。
三、油气田产量递减分类
目前国内外提出的一系列描述产量递减规律的数学模型中，以 阿普斯(J．J．Arps)递减模型用得最多最广。 根据阿普斯递减模型(即方程（*）)，单从数学意义上讲，n可 以取(-∞，+∞)区间中的任何值。由于产量递减，所以Q/Qo＜1，则n ＝0时，D=Do，即产量以一恒递减率递减；n＞0时,(Q/Qo)n＜1，D＜Do， 产量递减率越来越小，t→∞时，D＝0，产量趋于稳定；n＜O时， (Q/Qo)n>1, D＜Do，递减率越来越大。根据递减指数的不同，产量递 减可以分为指数递减、双曲递减、调和递减三种类型。n≠0且n≠1 时为双曲递减，但通常双曲递减是指0＜n＜1的范围。由于油田实际 的产量递减一般都是开始递减最快，之后逐渐变缓，因此一般n＞0 为递减过缓，而n＞1的递减情况一般不存在。
油藏开发动态分析方法
进行油田动态分析的目的在于认识油田开采过程中开发指标的变 化规律，检验开发方案的合理性，并根据开发实践所得的认识，完善 开发方案的实施步骤和政策界限，对原方案进行调整，以获得较好的 开发效果。 动态分析的方法包括：①渗流力学方法；②物质平衡方法；③经 验统计方法；④数值模拟方法等。 动态分析的主要内容包括：①通过油田生产实际情况不断加深对 油藏的认识，核实和补充各项基础资料，进一步落实地质储量；②分 析分区及分层的油气水饱和度和压力分布规律；③分析影响油藏最终 采收率的各种因素；④预测油藏动态，提出进一步提高油藏开发效果 的合理措施。
试井的分类
根据所评价底层特性可选择不同的试井方法，一般分为两大类。 1．评价本井控制地层特性的试井方法 （1）压力降落试井（Drawdown well test）油井以定产量进行生产，油 井井底压力不断降低记录压力随时间的变化（适用于新开发油井和油井 关井时间长到以达到稳定后）。 （2）压力恢复试井（Buildup well test）油井生产一段时间后突然关 井测取关井后井底压力随时间的变化关系。 （3）中途试井（Dill-strem testing）在完井之前利用钻柱携带测压仪 器，开井生产短时间后关井，并同时分别记录开井和关井的压力历史。 2．确定两点之间的联通性 （1）干扰试井（Interference well test ）主要目的就是为了确定井 间的联通性。A井（激动井，active well）施加以压力信号，记录B井（ 观察井，observation well）的井底压力变化，分析判断A、B是否处于 同一水动力系统。 （2）脉冲试井（Impulse well test）A井产量多以脉冲的形式改变，记 录井底压力随时间的变化信息。
第三节
一、油田产量变化规律
产量递减分析
就油田开发全过程而言，任何油田的开发都要经历产量上升、 产量稳定、产量递减三个阶段。产量递减分析方法是针对已处于 产量递减阶段的油田，预测和分析油藏动态的一种数理统计方法。
二、产量递减的几个基本概念
油、气田产量递减阶段，产量递减的大小通常用递减率表示，即单位时间内的产量 递减分数，其表达式为：
第四章
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油藏开发动态分析方法
第一节 油井不稳定试井方法 第二节 物质平衡分析方法 第三节 产量递减规律 油田含水变化规律（ 第四节 油田含水变化规律（略） 第五节 油藏采收率预测
第四章
油藏开发动态分析方法
第一节 油井不稳定试井方法 第二节 物质平衡分析方法 第三节 产量递减规律 第四节 油田含水变化规律 第五节 油藏采收率预测
2、调和递减 由于n=1， 3、双曲递减
D Q = Do Qo
n≠0且n≠1时为双曲递减，
Q=
Qo (1 + nDo t )
1 n
产量的递减速度主要取决于递减指数n和初始递减率Do。在初始递减率Do相同 时，以指数递减最快，双曲递减(特指0＜n＜1)次之，调和递减最慢。在递减指数 一定即递减类型相同时，初始递减率越大，产量递减越快，在递减阶段的初期， 三种递减类型比较接近，因而常用比较简单的递减类型如指数递减等研究实际问 题；在递减阶段的中期，一般符合双曲递减；而在递减阶段后期，一般符合调和 递减。在油气田开发的整个递减阶段，其递减类型并不是一成不变的，因此，应 根据实际资料的变化对最佳递减类型做出可靠的判断。
第五节
油藏采收率预测
原油采收率是指可采储量与原始地质储量的比值，而油气田的可采储量是 指在现有工业技术条件下，能从油气田的原始地质储量中采出经济合理油气量 的总和；因此采收率是衡量油田开发效果和开发水平的最重要的综合指标。根 据资料统计，在过去几十年前苏联和美国的原油采收率平均每十年提高6～10％ 左右。充分说明通过多年的生产实践和油田开发经验的累积以及大量的科学研 究工作，人们对储存条件、驱油机理等油田客观因素的认识不断加深，同时油 气田开发理论和采油工艺新技术也在不断投入应用，成为原油采收率提高的决 定因素。 确定原油采收率是油田开发动态分析的基本问题之一，由于采收率的大小 除和油藏本身的地质特征和其中流体的物理化学特性相关外，还同开发和工艺 措施相关，影响因素十分复杂，所以到目前为止，虽然原油采收率的确定方法 很多，但没有一种能够即直接而又精确的测定方法，目前趋向于利用油田实际 资料进行综合分析，常用方法有岩心分析法、水动力学概算、油藏数值模拟法、 相关经验公式法和开发动态分析法等。
D=− 1 dQ Q dt
式中
D——瞬时递减率，mon-1或a-1； Q——递减阶段t时间的产量，油田为104t／mon或104t／a，气田为108m3／mon或
108m3／a；
——单位时间内的产量变化率。 在矿场实际应用中，经常用递减系数(α)这一概念表示产量递减的快慢程度， 递减系数与递减率的关系为： α=1-D Arps研究认为瞬时递减率与产量遵循下面的关系： D=KQn 式中K——比例常数；n——递减指数。
1．指数递减 由于n＝0，则D＝Do，由递减率的定义公式分离变量积分,
Q = Qo e − dot
可见，产量与时间成指数关系式，这也是称该递减为指数 递减的原因，由于指数递减中递减率为常数，因此，又叫常百 分比递减，等百分比递减和等比级数递减，又由于产量与时间 成半对数直线关系，因此，又称半对数递减。
第四章
油藏开发动态分析方法
第一节 油井不稳定试井方法 第二节 物质平衡分析方法 第三节 产量递减规律 第四节 油田含水变化规律 第五节 油藏采收率预测
第一节 油井不稳定试井方法
试井的目的：
试井是为了了解油藏动态的重要手段，其目的就是通过油气井的 测试资料来评价油井或油气藏的生产动态，具体地说可以获得以下的 地层参数： （1）推算地层的原始压力或平均地层压力。 （2）确定地下流体在地层中的流动能力，即地层流动系数kh/ µ ，底 层系数kh及地层的渗透率等。 （3）油井进行曾产措施后，判断其增产效果，即算化和压裂的效果。 （4）认识油藏形状，目的是为了评价油藏能量作用范围，即评价边界 性质和断层、油水边界、尖灭等。 （5）估算油藏地质储量和油藏（单井）的可采储量。
第四章
油藏开发动态分析方法
第一节 油井不稳定试井方法 物质平衡分析方法（ 第二节 物质平衡分析方法（略） 第三节 产量递减规律 第四节 油田含水变化规律 第五节 油藏采收率预测
第四章
油藏开发动态分析方法
第一节 油井不稳定试井方法 第二节 物质平衡分析方法 第三节 产量递减规律 第四节 油田含水变化规律 第五节 油藏采收率预测
dQ dt
由此可以得出，任一时刻的递减率和产量与初始递减率和初始产量满足：
D Q = D0 Q0
n
（*）
式中 Do——初始递减率； Qo——初始产量。 递减指数是判断递减类型，确定递减规律，进而预测递减动态 的重要参数。
三、油气田产量递减分类
目前国内外提出的一系列描述产量递减规律的数学模型中，以 阿普斯(J．J．Arps)递减模型用得最多最广。 根据阿普斯递减模型(即方程（*）)，单从数学意义上讲，n可 以取(-∞，+∞)区间中的任何值。由于产量递减，所以Q/Qo＜1，则n ＝0时，D=Do，即产量以一恒递减率递减；n＞0时,(Q/Qo)n＜1，D＜Do， 产量递减率越来越小，t→∞时，D＝0，产量趋于稳定；n＜O时， (Q/Qo)n>1, D＜Do，递减率越来越大。根据递减指数的不同，产量递 减可以分为指数递减、双曲递减、调和递减三种类型。n≠0且n≠1 时为双曲递减，但通常双曲递减是指0＜n＜1的范围。由于油田实际 的产量递减一般都是开始递减最快，之后逐渐变缓，因此一般n＞0 为递减过缓，而n＞1的递减情况一般不存在。