第五章 气藏物质平衡N 西南石油油藏工程课件

第五章 气藏物质平衡
天然气与石油主要物性差异
C 第五C章o 气藏C物g 质平衡
天然气与石油主要物性差异
《油藏工程原理》讲义 1
第五章 气藏物质平衡
天然气的开采相对简单，物质平衡在气藏生产管理中发 挥着重要的作用。气藏物质平衡：质量守恒定律在气藏工程 中的应用。
采出量
总烃量
剩余量
《油藏工程原理》讲义 2
《油藏工程原理》讲义 10
四、指示曲线用途
气藏生产指示曲线除了上面的两个用途之外， 还有下面的一些用途。
1. 动态预测 定地层压力
预测 产量
定产量
预测
地层压力 开采年限 采收率
《油藏工程原理》讲义 11
Pp Ppa
采收率
开采年限
T GR Qg
采出程度 R Gp 1 Pp
GR Gp
G
Ppi
R GR 1 Ppa
cc Pi 2 4Z
《油藏工程原理》讲义 21
动态预测
PF
Pp
PF
气藏类型判断
PF
G G Gp
Gp
《油藏工程原理》讲义 22
第三节 水驱气藏
一些气藏，与周围水体(边水、底水)之间保持良好 的连通关系，当从气藏采出天然气时，边底水会因气藏 压力的下降而流入(侵入)气藏，从而驱替气藏中的天然 气，该类气藏被称作水驱气藏。
水驱气藏开采到一
定程度气井都会产水，
气井产水会增加气井的
~
~
举升难度，提高气藏的 废弃压力，从而降低气
~
藏的采收率。边底水的 侵入，使得气藏的开采
动态变得复杂起来。
《油藏工程原理》讲义 23
一、气藏容积
1. 原始气藏容积
Vci Agh (1 swc )
Pi
Vci
Vs
Vp
Vwc Vb
P
Vs
Vp
Vs
Vc W Vp
Vwc
Vwc
Vb
《油藏工程原理》讲义 24
2. 开发过程中气藏容积
P
Vs
Vp
Vc W
Vs
Vp
Vwc
Vwc
Vb
孔隙体积减小： Vp VpcpP 束缚水膨胀： Vwc VwccwP
气藏存水量： W We WpBw
水侵体积
P时气藏容积
Vc Vci Vp Vwc W
(1
Gp G
)
G Gp
《油藏工程原理》讲义 19
三、生产指示曲线
PF
PFi
(1
Gp G
)
PF
PF a bGp
PFi a G a b
Gp
G
《油藏工程原理》讲义 20
PF Pp PF PpccP PF
也可以写成：
PF
P Z
cc (Pi
P)
Pp
PF
PF
G Gp
P Pi 2
PFmax
由于气藏温度在天然气开发过程中基本上不 发生变化，因此，物质平衡方程一般只研究采 出气量与地层压力之间的关系。
气藏分类：
气藏
定容气藏 封闭气藏 水驱气藏
《油藏工程原理》讲义 3
第一节 定容气藏
所谓定容气藏，是指天然气开发过程中气藏的容 积一直不发生变化的气藏 (它是一种理想化的气藏 模型)。
Pi
Pi
Vci
Vs
Vp
Vwc Vb
P
Vs
Vp
Vs
Vc Vp
Vwc
Vwc
Vb
《油藏工程原理》讲义 15
2. 开发过程
P
Vs
Vp
Vc
Vs
Vp
Vwc
Vwc
Vb
孔隙体积减小： Vp VpcpP 束缚水膨胀： Vwc VwccwP P时气藏容积：
Vc Vci Vp Vwc
Vp
1 1 swc
Vci
Vwc
《油藏工程原理》讲义 17
3. 物质平衡方程
G
Gp
Vci Bg
(1
ccP)
Vci GBgi
Bgi Bg
(1
ccP)
1
Gp G
利用状态方程
P Z
(1
ccP)
Pi Zi
(1
Gp G
)
《油藏工程原理》讲义 18
采用拟压力
Pp
(1
cc
P)
Ppi
(1
Gp G
)
令： PF Pp(1 ccP)
PF
PF
PFi
Bg
G
P Pi (1 Gp ) Z Zi G
《油藏工程原理》讲义 7
采用拟压力：
Ppi
Pi Zi
Pp
P Z
Pp
Ppi (1
Gp G
)
上式即为拟压力形式的定容气藏物质平衡方程。
《油藏工程原理》讲义 8
三、生产指示曲线
Pp
Ppi (1
Gp G
)
Ppi
Pp
Pp a bGp
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ppi a G a b
swc 1 swc
Vci
《油藏工程原理》讲义 16
Vc
Vci (1
cp swccw 1 swc
P)
令：
cc
cp swccw 1 swc
Vc Vci (1 ccP)
二、物质平衡方程
气藏容积压缩系 数
1. 原始气量 2. 剩余气量
G Vci Bgi
Vg Vc
Grem
Vg Bg
Vc Bg
Vci (1 ccP) Bg
所谓封闭气藏，是指那些无相连水体的气藏。 水体是地下的相连水域(包括边水和底水)。
封闭气藏开采过程中，
与水体不存在质量交换，
也不存在能量交换。因此， 不存在外来水的侵入，但
气藏的容积却因地层压力
的下降而有所变化。开采
过程中一般也不会产水，
~
~ 因而气藏的采收率普遍较
高。
《油藏工程原理》讲义 14
一、气藏容积 1. 原始条件 Vci Agh (1 swc )
P
Vs
Vci Vp
Vwc
Vb
Vs
Vc Vp
Vwc
Vb
气藏的容G积在G开p发中G不发rem生变化
《油藏工程原理》讲义 4
一、气藏容积
气藏中能够储存天然气的孔隙体积。
Vp Agh
Vci Agh (1 swc )
Pi P
Vc Vci
《油藏工程原理》讲义 5
二、物质平衡方程
1. 原始气量
Vgi Vci
G Vgi Vci Bgi Bgi
2. 剩余气量
Vg Vc Vci
Grem
Vg Bg
Vc Bg
Vci Bg
3. 物质平衡方程
G
Gp
Vci Bg
Vci GBgi
Bgi 1 Gp
Bg
G
《油藏工程原理》讲义 6
Bgi
Psc ZscTsc
ZiTi Pi
Bg
Psc ZscTsc
ZT P
代入
Bgi 1 Gp
G
Ppi
Ppa
Pabn Z abn
《油藏工程原理》讲义 12
2. 判断气藏类型
根据定容气藏的物质平衡方程，气藏的生产指 示曲线为一条直线。如果气藏实际的生产指示曲 线不是一条直线，则说明气藏不是定容气藏(如下 图)。这是生产指示曲线指示出的气藏特性之一。
Pp
Gp
《油藏工程原理》讲义 13
第二节 封闭气藏
Gp
G
若知道Zi , 可确定出原始地层压力Pi 可确定出气藏动态(或动用)地质储量G
《油藏工程原理》讲义 9
动态地质储量通常小于静态地质储量。动 态地质储量与静态地质储量的比值，定义为 气藏储量的动用程度。若动用程度在80％以 上，说明开发方案设计合理；若动用程度在 50％以下，说明大部分地质储量尚未动用， 需重新设计开发方案或对原开发方案进行适 当调整。