油藏工程4-1 姜汉桥

(Bt
Bti ) mBti
Bg Bgi Bgi
Bti
(1 m) 1 Swc
(C
f
CwSwc )p
N
N p[Bt (Rsi Rp )Bg ]
(Bt
Bti ) mBti
Bg Bgi Bgi
Bti
(1 m) 1 Swc
(C
f
CwSwc )p
根据简化条件可以得到各种驱动形式的物质平衡方程。
(Bo
Boi
)
1
Boi Swc
(C f
CwSwc )p
又因为：
N (Bo Boi ) NBoiCop Bo Boi BoiCop 代入上式，得：
N
N p Bo
BoiCo
p
1
Boi Swc
(C f
CwSwc )p
N
Boi (Co
N p Bo C f CwSwc
1 Swc
)p
Ct
Co
第一节 物质平衡方法
油藏的类型及驱动类型 物质平衡方程的建立 物质平衡方程的简化 物质平衡方程的应用
26
第一节 物质平衡方法
封闭弹性驱动 形成条件： 无边底水注水，无气顶，地层压力大于饱和压力
We 0 ; Wi 0 ; Wp 0 ; m 0 ; Rp Rs Rsi
Bt Bo (Rsi Rs )Bg Bo
gas oil
GOC WOC
water
驱油的能量有多种 考虑开采油区，不直接开采气顶 油区采油 油区压力降低 气顶膨胀 边底水入侵
油与溶解气的膨胀 束缚水及岩石骨架膨胀 15
第一节 物质平衡方法
开发过程中的任一时刻，油藏中的流体体积＝原始条件下 油藏的流体体积－孔隙体积减小量。
以气顶和油区孔隙体积减去束缚水所占的体积后为容器的 体积
溶解气驱动： 形成条件： 无边底水注水，无气顶，地层压力小于饱和压力
We 0；Wp 0；Wi 0；m 0；Rp Rs Rsi 0
由： N
N p[Bt (Rsi Rp )Bg ] (We Wi W p )
(Bt
Bti ) mBti
Bg Bgi Bgi
Bti
(1 m) 1 Swc
要求能够根据综合形式简化其他形式。 31
第一节 物质平衡方法
油藏的类型及驱动类型 物质平衡方程的建立 物质平衡方程的简化 物质平衡方程的应用
32
第一节 物质平衡方法
4
第四章 油藏动态分析方法
主要内容
第一节 物质平衡方法 第二节 水驱特征曲线 第三节 产量递减规律 第四节 其它预测模型简介 第五节 水平井产能评价
5
第一节 物质平衡方法
物质平衡方法是油藏动态分析的理论方法之一。
方法的创立： Schilthuis ，1936 方法的实质：体积平衡
如果把油藏看成是体积不变的容器。如果忽略 地层压力下降引起的油藏孔隙体积的变化，则其容 积为定值。因此，在任一时刻满足以下条件：
(C
f
CwSwc )p
N N p[Bt (Rsi Rp )Bg ]
(Bt
Bti )
Bti
C f CwSwc 1 Swc
p
30
第一节 物质平衡方法
气顶驱动：
形成条件： 无边底水注水，地层压力等于饱和压力
We 0；Wi 0；Wp 0；m 0；Rp Rs Rsi 0
由： N
N p[Bt (Rsi Rp )Bg ] (We Wi Wp )
不考虑油藏的温度变化
12
第一节 物质平衡方法
2)所用到的数据： 高压物性数据
生产数据 压力数据
Bo、Bg、Bw、Rs、Ct、Co、Cw等
N
p、W
p、Wi、R
p、f
等
w
p、pi
13
第一节 物质平衡方法
3)平衡原理：
视油藏为一个容器（封闭或者不封闭），如果先不考虑压 力变化时油藏孔隙体积的变化，其容积为定值。
23
内容回顾（温故而知新）
气mN顶B区oi NBoi
气顶区
(N油-N区p)Bo
水侵区
原始条件下气顶区域气体积＋油区油的体积 ＝
压力为p时气顶区域气体积＋油区油的体积＋水入侵 量＋压力为p时孔隙体积变化和束缚水体积变化
mNBoi NBoi
NRsi
mNBoi Bgi
Np
Rp
(N
N p )Rs
原始条件下气顶区域气体积＋油区油的体积
＝
压力为p时气顶区域气体积＋油区油的体积＋边底水入侵 量＋岩石骨架和束缚水的膨胀体积
16
第一节 物质平衡方法
原始条件下
油区油体积 N
NBoi
气区气体积 mNBoi
气mN顶B区oi NBoi
m为原始条件下气顶的气体积与油区油体积之比
压力为p时
1)油区油体积 2)气区气体积 3)水侵入体积
气顶区
(N油-N区p)Bo
水侵区
4)孔隙体积和束缚水体积变化
17
第一节 物质平衡方法
1)油区油体积
(N N p )Bo
2)气区气体积 原有气体总量－采出气量＋原有溶解气量－目前溶解气量
NRsi
mNBoi Bgi
Np
Rp
(N
N p )Rs Bg
3)水侵入体积 (We Wi Wp )Bw
说明：
1 许多参数与地层压力有关，有显函数，还有隐函数，所以 应用物质平衡方程时，地层压力应该取全取准
2 是任意的开发时刻与初始时刻的比较，所以将任意时刻的 参数代入都可以利用，而与其余的时刻无关。
3 零维方程，将油藏看为整体，不考虑空间参数变化，不考 虑空间的渗流特征，可以视为一个点。
4 形式上与时间没有关系，但是部分参数有关，如水侵量。 22
N (Bo
Boi ) N (Rsi
Rs )Bg
mNBoi
Bg Bgi Bgi
NBoi
(1 m) 1 Swc (C f
CwSwc )p
物理意义：地下产量等于油藏中体积变化之和
引入两相体积系数：
Bt Bo (Rsi Rs )Bg
Bti Boi
N p Bo N p (Rp Rs )Bg W p (We Wi )
C f CwSwc 1 Swc
N N p Bo BoiCt p
可得：
Ct
N p Bo Boi pN
单位体积的地层原油，当下降单位地层压力
时，依靠原油、束缚水、岩石骨架的弹性采出
的地下油量。
28
第一节 物质平衡方法
弹性驱动＋弹性水压驱动： 形成条件： 无注水，有边底水，无气顶，地层压力大于饱和压力
(Bt Bti ) mBti
Bg Bgi Bgi
Bti
(1 m) 1 Swc
(C
f
CwSwc )p
21
第一节 物质平衡方法
N
(Bt
N p (Bt Rsi Bg ) (We Wi W
Bti ) mBti
Bg Bgi Bgi
Bti
(1 m) 1 Swc
p ) Gp Bg (C f CwSwc )p
8
第一节 物质平衡方法
油藏的类型及天然驱动类型
溶解气驱
饱和油藏 ( pi Pb )
溶解气驱＋天然水驱 溶解气驱＋气顶驱动
溶解气驱＋气顶驱动＋天然水驱
未饱和油藏
( pi Pb )
封闭弹性驱动 弹性驱动＋弹性水压驱动
9
第一节 物质平衡方法
油藏物质平衡方程通式:
在气顶驱、溶解气驱、天然水驱和人 工水驱同时存在的混合驱动方式下并考虑
主要内容
第一章 油藏工程设计基础 第二章 非混相驱替及注水开发指标概算 第三章 油藏动态监测原理与方法 第四章 油藏动态分析方法 第五章 油藏管理
1
第四章 油藏动态分析方法
油藏投入开采以后，其地层流体的分布及状态将 随时发生变化，这些变化是遵循一定的规律进行的， 并且是受到某些因素的控制和约束的。
m 0 ；Rp Rs Rsi ；Wi 0
由： N
N p[Bt (Rsi Rp )Bg ] (We Wi W p )
(Bt
Bti ) mBti
Bg Bgi Bgi
Bti
(1 m) 1 Swc
(C
f
CwSwc )p
N N pBo (We W p )
BoiCt p
29
第一节 物质平衡方法
可以推出以下的结论：
开发过程中的任一时刻，采出流体的体积＋剩余在地 下的流体体积＝原始条件下油藏的流体体积。
开发过程中的任一时刻，油藏中的流体体积＝原始条
件下油藏的流体体积。
容器内任一时刻油气水三相体积变化代数和为零。
思考：若考虑孔隙体积变化，该如何描述？
14
第一节 物质平衡方法
4)物质平衡方程式的建立：
油藏动态分析的主要任务就是：研究油藏投入开 采以后的变化规律，寻找控制这些变化的因素，并运 用这些规律来调整和完善油藏的开发方案，使之取得 最好的开发效果。
2
第四章 油藏动态分析方法
动态分析方法方法：
理论方法： B-L方法、物质平衡、数值模拟、渗流力学 经验方法： 产量变化规律、含水变化规律
步骤：
(1 m) 1 Swc
(C
f
CwSwc )p
引入累产气量
N
N p[Bt (Rsi Rp )Bg ] (We Wi W p )
(Bt
Bti ) mBti
Bg Bgi Bgi
Bti
(1 m) 1 Swc
(C
f
C地wGS面pw=c累)N产ppR气p
N
N p (Bt Rsi Bg ) (We Wi W p ) Gp Bg
历史拟合
动态预测
校正完善
3
第四章 油藏动态分析方法
油藏动态分析的三个阶段：
历史拟合：利用已有的开发资料，再现油田已开发的历程， 寻找油田开发的规律；（排除干扰） 动态预测：将拟合建立的动态描述方法用于规划和预报以 后的生产，并对调整措施提供帮助； 校正和完善：将预测指标和实际生产资料进行对比，校正 和完善动态变化规律。（识别偶然因素的影响、纠正错误、 校正因考虑不周而出现的偏差）
N (Bt
Bti ) mNBti
Bg Bgi Bgi
NBti
(1 m) 1 Swc
(C
f
CwSwc )p
20
第一节 物质平衡方法
另外一种形式：
引入两相体积系数
N
N p Bo N p (Rp Rs )Bg W p (We Wi )
(Bt
Bti ) mBti
Bg Bgi Bgi
Bti
6
第一节 物质平衡方法
• 采出流体的地下体积＋地下剩余流体体积＝原始 油藏流体体积；
• 目前油藏中的流体体积＝原始条件下的流体体积； • 采出流体的地下体积＝地下流体的体积膨胀量。
实际上，孔隙体积也是变化的，油藏是个变体积的容器， 这也要考虑。
7
第一节 物质平衡方法
油藏的类型及驱动类型 物质平衡方程的建立 物质平衡方程的简化 物质平衡方程的应用
Bw 1
(We Wi Wp )
4)孔隙体积和束缚水体积变化
压力变化导致
NBoi 1
1 Swc
m
C
f
p
NBoi 1
1 Swc
m
Swc
Cwp
1 m NBoi
Fra Baidu bibliotek1 Swc
(C
f
Swc
Cw )p
18
第一节 物质平衡方法
将各项放到相应的位置上，即可以得到物质平衡方程：
原始条件下气顶区域气体积＋油区油的体积＝压力为p时气 顶区域气体积＋油区油的体积＋水入侵量＋压力为p时孔隙体
Bg
(N N p )Bo
(We Wi Wp )
1 m NBoi
1 Swc
(C
f
Swc
Cw )p
N
( Bt
N p (Bt Rsi Bg ) (We Wi W p ) Gp Bg
Bti ) mBti
Bg Bgi Bgi
Bti
(1 m) 1 Swc
(C f
CwSwc )p
内容回顾（温故而知新）
孔隙体积的变化的物质平衡方程式。
10
第一节 物质平衡方法
油藏的类型及驱动类型 物质平衡方程的建立 物质平衡方程的简化 物质平衡方程的应用
11
第一节 物质平衡方法
物质平衡方程的建立
1)假设条件：------掌握 油藏内的储层物性和流体物性均质
任意时刻油藏压力处于平衡，压力变化在瞬间达到全 油藏的平衡 各个部位的采出、注入量均衡，且在瞬间达到平衡， 即开发指标是油藏空间的平均值
油藏物质平衡方程通式
N
(Bt
N p (Bt Rsi Bg ) (We Wi W p ) Gp Bg
Bti ) mBti
Bg Bgi Bgi
Bti
(1 m) 1 Swc
(C
f
CwSwc )p
在气顶驱、溶解气驱、天然水驱和人工水 驱同时存在的混合驱动方式下并考虑孔隙体积
的变化的物质平衡方程式。
由： N
N p[Bt (Rsi Rp )Bg ] (We Wi W p )
(Bt
Bti ) mBti
Bg Bgi Bgi
Bti
(1 m) 1 Swc
(C
f
CwSwc )p
N
N p Bo
(Bo
Boi
)
1
Boi Swc
(C f
CwSwc )p
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第一节 物质平衡方法
N
N p Bo
积变化和束缚水体积变化
mNBoi NBoi
NRsi
mNBoi Bgi
Np
Rp
(N
N p )Rs Bg
(N N p )Bo
(We Wi Wp )
1 m NBoi
1 Swc
(C
f
Swc
Cw
)p
19
第一节 物质平衡方法
N p Bo N p (Rp Rs )Bg W p (We Wi )