油藏课件-4.1物质平衡方程

什么是油藏的动态分析？为什么进行油藏的动态分析？目的：研究掌握油藏的动态变化规律；寻找影响油田动态变化的因素，为开发调整提供依据和方法。油藏、单井第四章油藏动态分析方法方法：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、采收率计算不同的油藏类型、不同的开发阶段油藏的开发规律不同步骤：历史拟合动态预测对比校正完善主要内容物质平衡方法水驱特征曲线产量变化规律水平井产量变化采收率预测第一节物质平衡方法一、油藏的认识规律演化二、油藏的类型及驱动类型三、物质平衡方程的建立四、物质平衡方程的简化五、物质平衡方程的应用一、油藏认识规律演化几何学油藏：K·L·H·Φ·So.w.g物理学油藏：K·L·H·Φ·So.w.g+P·V·T动力学油藏：K·L·H·Φ·So.w.g+P·V·T+K·ΔP1、水动力计算：边内、边外、切割注水、面积注水2、数值模拟黑油模型（一维、二维、三维）组分模型（单组分、多组分）神经网络、复杂网络经济学油藏：1、技术、经济、规划、优化2、将油藏作为商业资产进行经营高压物性试验达西定律应用油藏经营管理二、油藏的类型及驱动类型饱和油藏溶解气驱溶解气驱＋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封闭弹性驱动弹性驱动＋弹性水压驱动物质平衡方法一、油藏的认识规律演化二、油藏的类型及驱动类型三、物质平衡方程的建立四、物质平衡方程的简化五、物质平衡方程的应用三、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状态，压力变化在瞬间达到全油藏的平衡不考虑油藏的温度变化各个部位的采出量注入量均衡，且在瞬间达到平衡，即开发指标是油藏空间的平均值2.平衡原理：视油藏为一个容器（封闭或者不封闭），如果不考虑压力变化时油藏孔隙体积的变化，其容积为定值。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等于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流体体积变化代数和为零。由于没有考虑空间平面上的渗流，所以物质平衡是体积的静态的平衡，称三相的零维模型。参数要取全取准，有代表性。3.基础数据：高压物性数据ogwstowBBBRCCC、、、、、、等生产数据ppipwNWWRf、、、、等油藏数据Nm、等水侵数据eW五类数据压力数据iPP、4.物质平衡方程式的建立：gaswateroilGOCWOC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区溶解气的分离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。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gaswateroilGOCWOC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＋边底水入侵量压力为P时气顶区、油区孔隙体积变化和束缚水体积变化分别求解两部分的数值，即可以得到物质平衡方程原始条件下油区油体积NoiNB气区气体积oimNBm为原始条件下气顶的气体积与油区油体积之比m可以从测井资料得到，或者通过平衡方程核实求解N的单位为方压力为P时油区油体积()poNNB气区气体积原有气体总量＋溶解气量－采出气量－目前溶解气量()oisipppsggimNBNRNRNNRBB地面水侵入区体积()eip()eip压力为P时油区油体积气区气体积孔隙体积和束缚水体积变化压力变化导致111oioioiwcwcNBmNBNBmSS11oiwcwcNBmSS11oifwcNBmCPS11oiwcwwcNBmSCPS1()1oifwcwwcmNBCSCPS水侵入区体积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＋边底水入侵量＋压力为P时气顶区、油区孔隙体积变化和束缚水体积变化oioimNBNB()poNNB()oisipppsggimNBNRNRNNRBB()eip1()1oifwcwwcmNBCSCPS将含有生产参数项移到左边；带有N放到右边，化简整理得：()()(1)()()()1poppsgpeiggiooisisgoioifwwcgiwcNBNRRB物理意义：PP油藏压力为时（采出油量＋自由气量＋采出水量）＝压力下（水侵入量＋注水量＋原油体积变化＋溶解气的膨胀分离＋气顶膨胀＋孔隙收缩＋束缚水膨胀）引入两相体积系数：TioiBB()TosisgBBRRB()()(1)()()1poppsgpeiggiTTiTiTifwwcgiwcNBNRRB(4-1)(4-2)()()(1)()()1poppsgpeiggiTTiTiTifwwcgiwcNBNRRB另外一种形式：(())()(1)()()1pTsipgeipggiTTiTiTifwwcgiwcNBRRB变换变换()()(1)()()1pTsigeippgggiTTiTiTifwwcgiwcNBRB(4-3)(4-4)(4-5)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。(4-5)物质平衡方法一、油藏的认识规律演化二、油藏的类型及驱动类型三、物质平衡方程的建立四、物质平衡方程的简化五、物质平衡方程的应用四、物质平衡方程的简化饱和油藏溶解气驱溶解气驱＋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封闭弹性驱动弹性驱动＋弹性水压驱动1.封闭弹性驱动形成条件：无边底水、注入水，无气顶，地层压力大于饱和压力0;0;0;0;eippssi(())()(1)()()1pTsipgeipggiTTiTiTifwwcgiwcNBRRB()()1pooiooifwwcwcNBNBBBCCSPS1oVCVP1ooiooiBBCBPooiooiBBCBP(4-6)(4-5)()()1pooiooifwwcwcNBNBBBCCSPS()1pooioiofwwcwcNBNBBCPCCSPS()1pofwwcoiowcNBNCCSBCPS1fwwctowcCCSCCS综合压缩系数(4-6)(4-7)(4-8)(4-9)()1pofwwcoiowcNBNCCSBCPSpooitNBNBCP()pooitiNBNBCPP1()oitpioNBCNPPkPB弹性产率弹性产率：即油藏平均压力下降单位压力时，地面累积产油量max1()oitpiboNBCNPPkPBmax()poitiboNBCPPNB弹性采收率(4-10)(4-11)(4-12)(4-13)potoiNBCNBP或：封闭弹性驱替例题某封闭弹性驱油藏，地质储量为526×104t，原始地层压力为38.5Mpa，饱和压力为17.5Mpa.，求弹性产率和弹性采收率。时间累积产量(104t)总压降(Mpa)1971121.51.04197222.11.38197242.51.67197263.21.91197283.42.111972103.62.31972124.12.58197324.72.82197345.13.13197365.63.53197378.24.741973812.06.881973915.58.8219731018.310.3回归得到弹性产率为K1=1.7319×104t/MPa。最大弹性产油量为K1×(Pi-Pb)=36.37×104t。弹性采收率为36.37/526*100=6.91%。38.5-17.52.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0;;0;pssiimRRRW()poepoitNBWWNBCP(())()(1)()()1pTsipgeipggiTTiTiTifwwcgiwcNBRRB(4-14)(4-5)3.溶解气驱动：形成条件：无边底水注水，无气顶，地层压力等于饱和压力0;0;0;0;0epipssi(())()(1)()()1pTsipgeipggiTTiTiTifwwcgiwcNBRRB(())()1pTsipgfwwcTTiTiwcNBRRBNCCSBBBPS能否写成综合压缩系数的形式？(4-15)(4-5)4.气顶驱动：形成条件：无边底水注水，有气顶存在，地层压力等于饱和压力0;0;0;0;0eippssi(())(1)()()1pTsipgggiTTiTiTifwwcgiwcNBRRBNBBmBBmBBCCSPBS(())()(1)()()1pTsipgeipggiTTiTiTifwwcgiwcNBRRB根据简化条件可以得到各种驱动形式的物质平衡方程。(4-5)(4-16)物质平衡方法一、油藏的认识规律演化二、油藏的类型及驱动类型三、物质平衡方程的建立四、物质平衡方程的简化五、物质平衡方程的应用3.核实油藏地质储量1.评价天然能量大小2.驱油能量机理分析5.测算水侵量的大小4.预测油藏动态五、物质平衡方程的应用1.评价天然能量大小poproitbNBNNBCP在只采用天然能量开发时PR指标充足较充足有一定不足ΔP/R0.2Mpa0.2~0.8Mpa0.8~2.5Mpa2.5MpaNpr3010~302~102采油速度2%1.5~2%1-1.5%1%每采出1%地质储量，油藏的压力变化值主要反映边底水的能量等于1为纯弹性驱替衡量天然能量大小2.判断驱油机理驱动指数：某种驱油能量占总驱油能量的百分数。(())()(1)()()1ptpsigpeiggiTTiTiTifwwcgiwcNBRRBF-总采出流体量，或地层亏空(1)()()()11ggiTiooiTifwwcsisggiwceiBBmmNBNBBNBCCSPNRRBBSWWFFFFF溶解气驱动指数气顶驱动指数弹性驱动指数天然水驱动指数忽略了重力的驱油能量人工注水驱动指数从油藏中采出的流体是各项能量共同作用的结果说明：(1)所有的驱动指数之和等于1，哪种能量为主称为某种驱动油藏，某种驱动指数减小，必然引起其他驱动指数的增加(2)在开发过程中，驱动指数在不断的发生变化，应该及时的调整开发方式，向驱动效率高的方式转化。如由溶解气驱动向水驱动的转换，或者降低采液速度，关闭高含水井。(3)在油藏的内部，不同的部位驱动方式可能不同。(1)()()()11ggiTiooiTifw