油藏工程4-1 姜汉桥

1、主要内容主要内容第一章第一章 油藏工程设计基础油藏工程设计基础第二章第二章 非混相驱替及注水开发指标概算非混相驱替及注水开发指标概算第三章第三章 油藏动态监测原理与方法油藏动态监测原理与方法第四章第四章 油藏动态分析方法油藏动态分析方法第五章第五章 油藏管理油藏管理1 油藏投入开采以后，其地层流体的分布及状态将油藏投入开采以后，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，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。并且是受到某些因素的控制和约束的。 油藏动态分析的主要任务就是：油藏动态分析的主要任务就是：研究油藏投入开研究油藏投入开

2、采以后的变化规律，寻找控制这些变化的因素，并运采以后的变化规律，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。最好的开发效果。 第四章第四章 油藏动态分析方法油藏动态分析方法2第四章第四章 油藏动态分析方法油藏动态分析方法动态分析方法方法：动态分析方法方法：理论方法理论方法：B-LB-L方法、物质平衡、数值模拟、渗流力学方法、物质平衡、数值模拟、渗流力学经验方法经验方法：产量变化规律、含水变化规律产量变化规律、含水变化规律步骤：步骤：历史拟合历史拟合动态预测动态预测校正完善校正完善3第四章第四章 油藏动态

3、分析方法油藏动态分析方法油藏动态分析的三个阶段：油藏动态分析的三个阶段：历史拟合历史拟合：利用已有的开发资料，再现油田已开发的历程，：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；（寻找油田开发的规律；（排除干扰排除干扰）动态预测动态预测：将拟合建立的动态描述方法用于规划和预报以：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；后的生产，并对调整措施提供帮助；校正和完善校正和完善：将预测指标和实际生产资料进行对比，校正：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。（和完善动态变化规律。（识别偶然因素的影响、纠正错误、识别偶然因素的影响、纠正

4、错误、校正因考虑不周而出现的偏差校正因考虑不周而出现的偏差）4第四章第四章 油藏动态分析方法油藏动态分析方法主要内容主要内容第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法第二节第二节 水驱特征曲线水驱特征曲线第三节第三节 产量递减规律产量递减规律第四节第四节 其它预测模型简介其它预测模型简介第五节第五节 水平井产能评价水平井产能评价5方法的创立方法的创立： Schilthuis Schilthuis ，19361936方法的实质方法的实质：体积平衡：体积平衡 如果把油藏看成是体积不变的容器。如果忽略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，则其容地层压力下降引起的油

5、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：积为定值。因此，在任一时刻满足以下条件：第一节第一节 物质平衡方法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。物质平衡方法是油藏动态分析的理论方法之一。6 采出流体的地下体积地下剩余流体体积原始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；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；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。采出流体的地下体积地下流体的体积膨胀量。第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法7第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法油藏的类型及驱动类型

6、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建立物质平衡方程的简化物质平衡方程的简化物质平衡方程的应用物质平衡方程的应用8油藏的类型及油藏的类型及天然天然驱动类型驱动类型饱和油藏饱和油藏未饱和油藏未饱和油藏溶解气驱溶解气驱溶解气驱天然水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溶解气驱气顶驱动天然水驱溶解气驱气顶驱动天然水驱封闭弹性驱动封闭弹性驱动弹性驱动弹性水压驱动弹性驱动弹性水压驱动第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法9)Pp(bi )Pp(bi 第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法10第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法油藏的类型及驱动类型油藏的类型及驱动类型物质平

7、衡方程的建立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简化物质平衡方程的应用物质平衡方程的应用11第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法物质平衡方程的建立物质平衡方程的建立1)1)假设条件：假设条件：-掌握掌握油藏内的储层物性和流体物性均质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油藏的平衡不考虑油藏的温度变化不考虑油藏的温度变化各个部位的采出、注入量均衡，且在瞬间达到平衡，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即开发指标是油藏空间的平均值12第一节第一节 物质

8、平衡方法物质平衡方法2)2)所用到的数据：所用到的数据：高压物性数据高压物性数据等、wotswgoCCCRBBB生产数据生产数据等、wpippfRWWN压力数据压力数据ipp、13第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法 视油藏为一个容器（封闭或者不封闭），视油藏为一个容器（封闭或者不封闭），如果先不考虑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：可以推出以下的结论： 开发过程中的任一时刻开发过程中的任一时刻，采出流体的体积，采出流体的体积剩余在剩余在地下的流体体积地下的流体体积原始条件下油藏的流体体积。原始条件下油藏的流

9、体体积。 开发过程中的任一时刻开发过程中的任一时刻，油藏中的流体体积，油藏中的流体体积原始原始条件下油藏的流体体积。条件下油藏的流体体积。 容器内容器内任一时刻任一时刻油气水三相体积变化代数和为零。油气水三相体积变化代数和为零。14第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法4)4)物质平衡方程式的建立：物质平衡方程式的建立：gaswateroilGOCWOC驱油的能量有多种驱油的能量有多种考虑开采油区，不直接开采气顶考虑开采油区，不直接开采气顶15第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法 开发过程中的任一时刻，油藏中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原始条件下油藏的流体体积下油

10、藏的流体体积孔隙体积减小量。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体积原始条件下原始条件下气顶区域气体积油区油的体积气顶区域气体积油区油的体积 压力为压力为p时时气顶区域气体积油区油的体积边底水入气顶区域气体积油区油的体积边底水入侵量侵量岩石骨架和束缚水的膨胀体积岩石骨架和束缚水的膨胀体积16第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法原始条件下原始条件下油区油体积油区油体积NoiNB气区气体积气区气体积oimNBm为原始条件下气顶的气体积与油区油体积之比为原始条件下气顶的气体积与油区油体积之比压力为压力为p时时1)

11、1)油区油体积油区油体积2)2)气区气体积气区气体积3)3)水侵入体积水侵入体积4)4)孔隙体积和束缚水体积变化孔隙体积和束缚水体积变化17气顶区NBoimNBoi油区油区气顶区气顶区水侵区水侵区( (N-NN-Np p) )B Bo o第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法2)2)气区气体积气区气体积3)3)水侵入体积水侵入体积wpieBWWW)()(pieWWW4)4)孔隙体积和束缚水体积变化孔隙体积和束缚水体积变化压力变化导致压力变化导致11oifwcNBmCpS11oiwcwwcNBmSCpS1()1oifwcwwcm NBCSCpS1wB 1)1)油区油体积油区油体积opBNN)(原

12、有气体总量采出气量原有溶解气量目前溶解气量原有气体总量采出气量原有溶解气量目前溶解气量gspppgioisiBRNNRNBmNBNR)(18第一节第一节 物质平衡方法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：将各项放到相应的位置上，即可以得到物质平衡方程： 原始条件下原始条件下气顶区域气体积气顶区域气体积油区油的体积油区油的体积压力为压力为p时时气顶区域气体积气顶区域气体积油区油的体积油区油的体积水入侵量水入侵量压力为压力为p时孔隙时孔隙体积变化和束缚水体积变化体积变化和束缚水体积变化oioiNBmNBopBNN)(gspppgioisiBRNNRNBmNBNR)()(pie

13、WWW1()1oifwcwwcm NBCSCpS19第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法()()(1)()()()1poppsgpeiggiooisisgoioifwwcgiwcN BNRR BWWWBBmN BBN RR BmNBNBCC SpBS物理意义：地下产量等于油藏中体积变化之和物理意义：地下产量等于油藏中体积变化之和引入两相体积系数：引入两相体积系数：tioiBB()tosisgBBRR B()()(1)()()1poppsgpeiggittititifwwcgiwcN BNRR BWWWBBmN BBmNBNBCC SpBS20第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法()()(1

14、)()()1poppsgpeiggittititifwwcgiwcN BNRR BWWWNBBmBBmBBCC SpBS另外一种形式：另外一种形式：()()(1)()()1ptsipgeipggittititifwwcgiwcNBRRBWWWNBBmBBmBBCC SpBS引入两相体积系数引入两相体积系数引入累产气量引入累产气量()()(1)()()1ptsigeippgggittititifwwcgiwcNBR BWWWG BNBBmBBmBBCC SpBSGp= =NpRp地面累产气地面累产气21第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法()()(1)()()1ptsigeippgggitti

15、titifwwcgiwcNBR BWWWG BNBBmBBmBBCC SpBS说明：说明：1 1 许多参数与地层压力有关，有显函数，还有隐函数，所以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应用物质平衡方程时，地层压力应该取全取准2 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。参数代入都可以利用，而与其余的时刻无关。3 3 零维方程，将油藏看为整体，不考虑空间参数变化，零维方程，将油藏看为整体，不考虑空间参数变化，不考不考虑空间的渗流特征虑空间的渗

16、流特征，可以视为一个点。，可以视为一个点。4 4 形式上与时间没有关系，但是部分参数有关，如水侵量。形式上与时间没有关系，但是部分参数有关，如水侵量。2223内容回顾（温故而知新）内容回顾（温故而知新）气顶区NBoimNBoi油区油区气顶区气顶区水侵区水侵区( (N-NN-Np p) )B Bo o原始条件下原始条件下气顶区域气体积气顶区域气体积油区油的体积油区油的体积压力为压力为p时时气顶区域气体积气顶区域气体积油区油的体积油区油的体积水入侵水入侵量量压力为压力为p时孔隙体积变化和束缚水体积变化时孔隙体积变化和束缚水体积变化oioiNBmNBopBNN)(gspppgioisiBRNNRNB

17、mNBNR)()(pieWWW1()1oifwcwwcm NBCSCpS()()(1)()()1ptsigeippgggittititifwwcgiwcNBR BWWWG BNBBmBBmBBCC SpBS内容回顾（温故而知新）内容回顾（温故而知新）()()(1)()()1ptsigeippgggittititifwwcgiwcNBR BWWWG BNBBmBBmBBCC SpBS第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法油藏的类型及驱动类型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建立物质平衡方程的简化物质平衡方程的简化物质平衡方程的应用物质平衡方程的应用26第一节第一节 物质平衡方法

18、物质平衡方法封闭弹性驱动封闭弹性驱动形成条件：形成条件： 无边底水注水，无气顶，地层压力大于饱和压力无边底水注水，无气顶，地层压力大于饱和压力0;0;0;0;eippssiWWWmRRR()()(1)()()1ptsipgeipggittititifwwcgiwcNBRRBWWWNBBmBBmBBCC SpBS()()1pooiooifwwcwcN BNBBBCC SpS由：由：27()tosisgoBBRR BB第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法()()1pooiooifwwcwcN BNBBBCC SpS()1pooioiofwwcwcN BNBB CpCC SpS ()1pofwwc

19、oiowcN BNCC SBCpS 单位体积的地层原油，当下降单位地层压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、岩石骨架的弹性采力时，依靠原油、束缚水、岩石骨架的弹性采出的地下油量。出的地下油量。pooitN BNB Cp()ooioioooioioN BBNB CpBBB Cp又因为：又因为：1fwwctowcCC SCCSpotoiN BCBpN代入上式，得：代入上式，得：可得：可得：28第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法弹性驱动弹性水压驱动：弹性驱动弹性水压驱动：形成条件：形成条件：无注水，无注水，有边底水有边底水，无气顶，地层压力大于饱和压力，无气顶，地层压力大

20、于饱和压力00pssiimRRRW； ；()poepoitN BWWNB Cp()()(1)()()1ptsipgeipggittititifwwcgiwcNBRRBWWWNBBmBBmBBCC SpBS由：由：29第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法溶解气驱动：溶解气驱动：形成条件：形成条件： 无边底水注水，无气顶，地层压力小于饱和压力无边底水注水，无气顶，地层压力小于饱和压力00000epipssiWWWmRRR；()()(1)()()1ptsipgeipggittititifwwcgiwcNBRRBWWWNBBmBBmBBCC SpBS()()1ptsipgfwwcttitiwcNBR

21、RBNCC SBBBpS由：由：30第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法气顶驱动：气顶驱动：形成条件：形成条件： 无边底水注水，地层压力等于饱和压力无边底水注水，地层压力等于饱和压力00000eippssiWWWmRRR；()(1)()()1ptsipgggittititifwwcgiwcNBRRBNBBmBBmBBCC SpBS()()(1)()()1ptsipgeipggittititifwwcgiwcNBRRBWWWNBBmBBmBBCC SpBS 根据简化条件可以得到各种驱动形式的物质平衡方程。根据简化条件可以得到各种驱动形式的物质平衡方程。要求能够根据综合形式简化其他形式。要求能够

22、根据综合形式简化其他形式。由：由：31第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法油藏的类型及驱动类型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建立物质平衡方程的简化物质平衡方程的简化物质平衡方程的应用物质平衡方程的应用32第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法核实油藏地质储量核实油藏地质储量评价天然能量大小评价天然能量大小驱油能量分析驱油能量分析测算水侵量的大小测算水侵量的大小计算油藏动态计算油藏动态33第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法评价天然能量大小评价天然能量大小poproitN BNNB CpprpDR每采出每采出1%1%地质储量，油藏的压力变化值地质储量，油藏的压力变化值采

23、出油量与封闭弹性产量的比值采出油量与封闭弹性产量的比值为纯弹性驱时，为纯弹性驱时，Npr134pooitN BNB Cp第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法判断驱油机理判断驱油机理()()(1)()()1ptpsigpeiggittititifwwcgiwcNBRRBWWWBBmN BBmNBNBCC SpBS(1)()()()11ggitiooitifwwcsisggiwceiBBmmNBN BBNBCC SpN RR BBSWWFFFFF溶解气驱溶解气驱动指数动指数气顶驱动气顶驱动指数指数弹性驱动弹性驱动指数指数天然水驱天然水驱动指数动指数驱动指数：某种驱油能量占总驱油能量的百分数。驱动

24、指数：某种驱油能量占总驱油能量的百分数。F35第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法从油藏中采出的流体是各项能量共同作用的结果从油藏中采出的流体是各项能量共同作用的结果说明：说明：1 1、所有的驱动指数之和等于、所有的驱动指数之和等于1 1，哪种能量为主称为某种驱动方，哪种能量为主称为某种驱动方式，某种驱动指数减小，必然引起其他驱动指数的增加。式，某种驱动指数减小，必然引起其他驱动指数的增加。2 2、在开发过程中，驱动指数在不断的发生变化，应该及时的、在开发过程中，驱动指数在不断的发生变化，应该及时的调节开发方式，向驱动效率高的方式转化。调节开发方式，向驱动效率高的方式转化。(1)()()()

25、11ggitiooitifwwcsisggiwceiBBmmNBN BBNBCC SpN RR BBSWWFFFFF36第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法核实油藏地质储量核实油藏地质储量驱油能量分析驱油能量分析测算水侵量的大小测算水侵量的大小计算油藏动态计算油藏动态37第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法()()(1)()()1poppsgpeiggittititifwwcgiwcN BNRR BWWWNBBmBBmBBCC SpBS利用高压物性数据和生产数据确定核实地质储量的大小利用高压物性数据和生产数据确定核实地质储量的大小封闭弹性驱替封闭弹性驱替potoiN BNC Bppotoi

26、N BNC BpNX bkXY物质平衡方程可写为如下通式：物质平衡方程可写为如下通式：38第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法potoiN BNC BpNX oPBNXNk 弹性水驱驱替弹性水驱驱替()poeipoitN BWWWNB CppoipoiteN BWWNB CpW poipeoitoitN BWWWNB CpB Cp39第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法poipDoitoitN BWWBpQ tNB CpB CpPoipoitN BWWB CpDoitpQ tB CpNBk 溶解气驱溶解气驱()()1ptsipgfwwcttitiwcNBRRBNCC SBBBpS()()p

27、tsipgttiNBRRBNBB()()ptsipgttiNBRRBNBB（忽略岩石和束缚水的膨胀）（忽略岩石和束缚水的膨胀）40第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法()()ptsipgttiNBRRBNBBttiBB()ptsipgNBRRBNk 41第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法实例分析确定油藏的地质储量和采出程度实例分析确定油藏的地质储量和采出程度1 某溶解气驱开发油藏，原始地层压力为原油的饱和压力为某溶解气驱开发油藏，原始地层压力为原油的饱和压力为24.5MPa，经过一段时间的溶解气驱开采后，地层压力下降到，经过一段时间的溶解气驱开采后，地层压力下降到19.0MPa，此时的累

28、积产油量，此时的累积产油量Np为为236.2104m3，平均的累积生产，平均的累积生产气油比为气油比为587.7 m3/m3。已知下列参数。已知下列参数Boi=1.572 ；Bo=1.52； Bg=0.00572；Rsi=196 m3/m3； Rs=160 m3/m3。核实地质储量并计算。核实地质储量并计算采出程度。采出程度。 gssioiogsPPoPBRRBBBRRNBNN)()(608800572. 0)160196(572. 152. 100572. 0)1607 .587(2 .23652. 13 .236N%88. 360883 .236NNRP42第一节第一节 物质平衡方法物质平

29、衡方法核实油藏地质储量核实油藏地质储量驱油能量机理分析驱油能量机理分析测算水侵量的大小测算水侵量的大小计算油藏动态计算油藏动态43第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法以溶解气驱动为例进行说明：以溶解气驱动为例进行说明：物质平衡方程物质平衡方程()()ptsipgttiNBRRBNBB饱和度方程饱和度方程瞬时气油比方程瞬时气油比方程()(1)/(1)popooowcpoiwcoiNNBNNVBSSVNBSNB()()gosggogrgoooossoogogroogoqqRQBBqkSBBRRRqQB qB kSB2lnrooeowkk hpqRSR2lnrggegwkk hpqRSR44第一节

30、第一节 物质平衡方法物质平衡方法溶解气驱油藏动态预测溶解气驱油藏动态预测动态预测动态预测 一油藏的原始地层压力等于饱和压力，没有气顶，要求一油藏的原始地层压力等于饱和压力，没有气顶，要求预测一系列压力下的油藏累积产量，瞬时气油比，采出程度预测一系列压力下的油藏累积产量，瞬时气油比，采出程度等参数。等参数。1、选定一个油藏的压力、选定一个油藏的压力p1，在该压力下，在该压力下设设累积产油量为累积产油量为Np1，利用物质平衡方程可以求出利用物质平衡方程可以求出Np1Rp1111()()ttiptsigppgN BBNBR BN RB45第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法2、利用假设的累积产油量

31、、利用假设的累积产油量Np1，用饱和度方程求解，用饱和度方程求解So1，进而利进而利用油气相对渗透率曲线求解该饱和度下的用油气相对渗透率曲线求解该饱和度下的krg /kro，再利用该再利用该值和瞬时气油比方程求解值和瞬时气油比方程求解p1时的瞬时生产气油比时的瞬时生产气油比R1。oiowcpoBBSNNNS)1 (11gooroorggosSkSkBBRR)()(1113、利用饱和度方程和瞬时气油比方程计算出的、利用饱和度方程和瞬时气油比方程计算出的R1计算计算从初始从初始阶段到阶段到p1下的累积产气量下的累积产气量。211RRNsipRp146第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法4、比较利

32、用物质平衡方程计算出的、比较利用物质平衡方程计算出的产气量产气量和利用瞬时气和利用瞬时气油比达西定律计算出的油比达西定律计算出的产气量产气量是否相同。如果相同，是否相同。如果相同，证明假设的证明假设的Np1正确；否则不正确，重新假设正确；否则不正确，重新假设Np1 ，重，重复复14，直到两者相等。，直到两者相等。111()()ttiptsigppgN BBNBR BN RB211RRNsip5、假设压力、假设压力p2下的累积产油量为下的累积产油量为Np2，利用物质平衡方程，利用物质平衡方程计算总的产气量，进而求出计算总的产气量，进而求出从上一压力时刻到此时的从上一压力时刻到此时的阶段采气量阶段

33、采气量。47第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法6、利用假设的累积产油量为、利用假设的累积产油量为Np2，用饱和度方程求解，用饱和度方程求解So2，进进而利用油气相对渗透率曲线求解该饱和度下的而利用油气相对渗透率曲线求解该饱和度下的krg/kro，再利，再利用该值和瞬时气油比方程求解用该值和瞬时气油比方程求解p2时的瞬时生产气油比时的瞬时生产气油比R2。oiowcpoBBSNNNS)1 (22gooroorggosSkSkBBRR)()(2227、利用饱和度方程和瞬时气油比方程计算出的、利用饱和度方程和瞬时气油比方程计算出的R2计算计算从从p1到到p2下的累积产气量下的累积产气量。2)(21

34、12RRNNpp48第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法8、比较利用物质平衡方程计算出的产气量和利用瞬时气、比较利用物质平衡方程计算出的产气量和利用瞬时气油比、达西定律计算出的产气量是否相同。如果相同，油比、达西定律计算出的产气量是否相同。如果相同，证明假设的证明假设的Np2正确；否则不正确，重新假设正确；否则不正确，重新假设Np2 ，重，重新计算，直到两者相等。新计算，直到两者相等。9 9、重复计算、重复计算6-86-8步骤，即可以得到一系列压力下的累积产步骤，即可以得到一系列压力下的累积产油量，以及每个压力下的瞬时生产气油比，采出程度。油量，以及每个压力下的瞬时生产气油比，采出程度。计算

35、到废弃压力为止。计算到废弃压力为止。1010、整理计算的结果，绘制相应的图表和曲线。、整理计算的结果，绘制相应的图表和曲线。49第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法核实油藏地质储量核实油藏地质储量驱油能量机理分析驱油能量机理分析测算水侵量的大小测算水侵量的大小计算油藏动态计算油藏动态50 随着油气开采的进行，油区随着油气开采的进行，油区地层压力下降，并向外传播，导地层压力下降，并向外传播，导致天然水域压力下降，引起天然致天然水域压力下降，引起天然水域地层水和岩石膨胀，在天然水域地层水和岩石膨胀，在天然水域和油区之间形成压差，在压水域和油区之间形成压差，在压差作用下，天然水域的水向油区差作用下

36、，天然水域的水向油区侵入，形成水侵。侵入，形成水侵。天然水域油区 水侵的强弱主要取决于天然水域的大小、几何形状、岩水侵的强弱主要取决于天然水域的大小、几何形状、岩石和流体性质等。石和流体性质等。)C/(t、owK51第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法52OilWater第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法v侵入量的大小与侵入量的大小与p和和t有关，不同时刻、不同压力下，有关，不同时刻、不同压力下，水侵形态不同水侵形态不同稳态和非稳态稳态和非稳态v油藏水侵量与油藏的油藏水侵量与油藏的采液速度和注采比采液速度和注采比的变化相适应，的变化相适应，此现象称为

37、油藏的此现象称为油藏的供采敏感性效应供采敏感性效应以提高采液速度以提高采液速度为例：为例：53第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法与时间无关的水侵与时间无关的水侵定（稳）态水侵定（稳）态水侵准定（稳）态水侵准定（稳）态水侵非定（稳）态水侵非定（稳）态水侵54第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法与时间无关的水侵与时间无关的水侵 当水区的范围比较小，油藏的压降能迅速的传播到整个当水区的范围比较小，油藏的压降能迅速的传播到整个水区范围，需要的时间比较短，可以近似的认为水侵量的大水区范围，需要的时间比较短，可以近似的认为水侵量的大小与时间无关。小与时间无关。()epwfwWVCCp水侵量的大小即水

38、区弹性能量的发挥。水侵量的大小即水区弹性能量的发挥。Vpw天然水域的地层孔隙体积天然水域的地层孔隙体积.p 油藏的地层压降油藏的地层压降(pi-p)55第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法定（稳）态水侵定（稳）态水侵形成条件：形成条件： 水区有充足的水源补给，水区地层压力不变；油藏由于采油速水区有充足的水源补给，水区地层压力不变；油藏由于采油速度不高，油藏的压力也保持稳定。此时的油藏采液速度等于边水入度不高，油藏的压力也保持稳定。此时的油藏采液速度等于边水入侵的速度。侵的速度。2eedWqCKpdtK2水侵系数水侵系数:单位时间单位压降下，侵入到油藏中的水量。单位时间单位压降下，侵入到油藏中

39、的水量。popietoiN BWWWNC Bp2epopitoiWN BWWNC BpAKpttpopioitN BWWNB Cp求解求解K2 2: :2eWKptA2/eekqKqp斜率56第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法水侵起始压差水侵起始压差p 的确定的确定当压力波未传到油水边界时当压力波未传到油水边界时( (We=0)=0)：poPioitFN BWWNB Cp当压力波传到油水边界后当压力波传到油水边界后( (开始水侵开始水侵) )：poPioiteFN BWWNB CpW 绘制绘制Fp曲线，可曲线，可知开始为一条直线，当压知开始为一条直线，当压降传播到边界后出现拐点，降传播到边

40、界后出现拐点，该处对应的压降为水侵的该处对应的压降为水侵的起始压降。起始压降。ppF57第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法准定（稳）态水侵准定（稳）态水侵薛尔绍斯法又称为准定态水侵法。薛尔绍斯法又称为准定态水侵法。形成条件为：形成条件为： 有充足的边水供给，即供水区的压力比较稳定，但有充足的边水供给，即供水区的压力比较稳定，但油藏压力还未达到稳定状态。油藏压力还未达到稳定状态。 在一段时间内，油藏的压力可以视为稳定，把压力在一段时间内，油藏的压力可以视为稳定，把压力变化看作无数稳定状态的连续变化。变化看作无数稳定状态的连续变化。22000ttteeWq dtKpdtKpdt 2eqKp在每

41、个稳定阶段在每个稳定阶段58第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法22000ttteeWq dtKpdtKpdt12121()()()()2nijijejjjppppWKttKpt 2()eWKpt ()pt eW2Kk 59第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法1epopiWN BWWKppopietoiN BWWWNC Bp由平衡方程由平衡方程可求可求We地下亏空量地下亏空量弹性产量弹性产量K1: :纯弹性产率纯弹性产率, ,单位压降下靠弹性开采的累积产出液地下体积单位压降下靠弹性开采的累积产出液地下体积 可绘制亏空可绘制亏空F与压降与压降曲线，初期没有水侵呈直曲线，初期没有水侵呈直线关系

42、，斜率为线关系，斜率为K1，后期，后期弯曲。弯曲。1Ktg60第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法非定（稳）态水侵非定（稳）态水侵形成条件：形成条件： 水区有限，供给不足，水区压力下降；油藏压力也水区有限，供给不足，水区压力下降；油藏压力也不能保持稳定，此时的水侵量都是依靠水区弹性能量的不能保持稳定，此时的水侵量都是依靠水区弹性能量的发挥。发挥。 当用当用薛尔绍斯法得不到满意结果，可用范薛尔绍斯法得不到满意结果，可用范. .艾富丁根艾富丁根和赫斯特法和赫斯特法(Van Everdingen & Hurst)。此时水侵量与此时水侵量与油藏及供水区的形状、大小、连通情况等有关。油藏及供水

43、区的形状、大小、连通情况等有关。61第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法 假设：假设：岩石参数均质，岩石参数均质，内边界压力一定内边界压力一定，圆形地层。，圆形地层。62orer2211wtppprrrtkC()0er rpr外边界条件封闭( )or rpp内边界条件定压0( )tipp初始条件数数学学模模型型水区外边界水区外边界油区外边界油区外边界将含油区视为扩大的井将含油区视为扩大的井180oor第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法22360otoBr h C圆周系数，水侵圆心角B水侵系数：水侵系数： 每降低每降低1MPa靠水区弹性靠水区弹性能驱入油藏中水的体积能驱入油藏中水的体积第一

44、节第一节 物质平衡方法物质平衡方法22otBr h C第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法0teDWBpQ tp 油藏的阶段压降。DQ t无因次水侵量函数水区范围与油区范围比 oeDrrr 2328.64 10= Dwt okttC tC r无因次时间查图表求得查图表求得6522otBr h C第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法上解是油藏上解是油藏压力稳定压力稳定时的解，但油藏时的解，但油藏压力是不稳定的压力是不稳定的。tp1t1p2t2p3t3p0t1111002nniieininiDDiippWBpQ ttBQ tt66第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法 计算中用到许多的水区参数

45、很难取得。但计算中用到许多的水区参数很难取得。但B、ro、C3为某为某个常数，可由物质平衡方程确定。个常数，可由物质平衡方程确定。0()tpoipoitDN BWWNB CpBpQ t 0()tDpoipoitoitpQ tN BWWNBB CpB Cp eDorrrtCrCkttotwD322 1064. 8 即即YNBX( ()()(,)DDDDXX Q tQ tQ r t67第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法68YXNBtg 偏偏小小)t (QD偏偏大大)t (QD第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法对综合驱动油藏：对综合驱动油藏：0()()()()()(1)()1tDptpsig

46、ipggiggittitittitigigitifwwcwcpQ tNBRRBWWNBBBBBBBmBBBmBBBYNBXmBCC SpS即：式中，忽略了岩石、束缚水的膨胀 径向流径向流Q(tD)的计算除查表外，还可以利用经验公式计算：的计算除查表外，还可以利用经验公式计算：69第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法无限大天然水域：无限大天然水域：200.01()2/0.012001.12831.19330.26990.008553()1 0.61660.04132.20254.2988200()lnDDDDDDDDDDDDDDDDtQ ttttttttQ tttttQ tt时：时：时： 对于

47、有限封闭水域，对不同的对于有限封闭水域，对不同的rD有不同的回归公式，可有不同的回归公式，可参阅参阅实用油藏工程方法实用油藏工程方法一书。一书。70第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法水侵油藏注水开发动态预测水侵油藏注水开发动态预测1 1、稳态水侵注水开发动态、稳态水侵注水开发动态水侵油藏为了满足一定的采液要求，仍需进行注水开发水侵油藏为了满足一定的采液要求，仍需进行注水开发11epopieLiWN BWWKpWWWKp即：微分有：微分有：1eiLdWdWdWd pKdtdtdtdt水侵速度水侵速度= =采液速度采液速度- -注水速度注水速度- -弹性产率弹性产率压降变化率压降变化率71第一

48、节第一节 物质平衡方法物质平衡方法由由稳态稳态水侵有：水侵有：21(1)eLiidWdWd pBKBdtdtdtKp注入速度注采比采液速度21(1)iLd pKpB qKdt 2121()0iLBKd ppqdtKK 分离分离变量变量积分积分20121iptpiLKd pdtBKpqK 212211()KtKiiLiLBBpqpqeKK 72第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法212211()KtKiiLiLBBpqpqeKK 说明：说明：（1）K2/K1表明水侵与弹性能量大小，值越大，压力恢复越快。表明水侵与弹性能量大小，值越大，压力恢复越快。（2）t时，时， 为为pst(稳定压降稳定压降

49、)， 此时侵入量此时侵入量 两者平衡两者平衡（3）Bi p，Bi=1则则p=0；Bi1则则p0 （4）qL=C，有一稳定注采比，有一稳定注采比， 预测时先求预测时先求K1，再求，再求K221iLBpqK 21)()iLpKB q采出(-注入与21iLKpBq 73第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法1）利用实际的生产数据，结合水侵量计算方法，利用物质平衡）利用实际的生产数据，结合水侵量计算方法，利用物质平衡方程的直线形式，回归确定方程的直线形式，回归确定B值值2）给定预测期间一组可行的油气水产量，预测压力变化情况，）给定预测期间一组可行的油气水产量，预测压力变化情况，或注水变化情况或注水变化

50、情况 若求压力，则可以假设压力，利用物质平衡和非稳态水若求压力，则可以假设压力，利用物质平衡和非稳态水侵公式分别计算水侵量。若两者相同，则假设侵公式分别计算水侵量。若两者相同，则假设p正确；否则重正确；否则重新假设。（新假设。（两方程独立，两方程独立，生产参数、高压物性、生产参数、高压物性、N影响物质影响物质平衡方程平衡方程，水区参数影响水侵公式。），水区参数影响水侵公式。） 若求注水量，则先求若求注水量，则先求 代入物质平衡方程求解。代入物质平衡方程求解。0()tDpQ t74第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法 某弹性水驱油藏，有一定的边水，估算供水半径与油区某弹性水驱油藏，有一定的边水

51、，估算供水半径与油区半径比为半径比为4。pi=15.9MPa；pb=7.4MPa；N5.4106m3；w=0.68mPa.s；h=7.3m；=0.20；k=0.10m2；ro=1365m；Boi=1.1013；o=0.917；Ct=2.0510-3 MPa-1；不稳态水侵量计算实例不稳态水侵量计算实例75第一节第一节 物质平衡方法物质平衡方法求：求： 1 1）地质储量）地质储量, ,水侵系数；水侵系数； 2 2）动态预测）动态预测, ,如果如果19881988年元旦到年元旦到19891989年元旦期间要求年年元旦期间要求年采油速度达到采油速度达到2%,2%,预测此期间的平均水油比为预测此期间的平均水油比为20%20%，并且要维持，并且要维持9.85MPa9.85MPa的地层压力不变，应注多少水？的地层压力不变，应注多少水？ 解：解：即如何求出不同时刻的水侵量大小。即如何求出不同时刻的水侵量大小。 首先确定水区无因次半径为首先确定水区无因次半径为4 4；然后确定无因次时间表达；然后确定无因次时间表达形式：形式： 223100t8.64 100.01660.2 0.68 2.05 101365t76228.64 10Dwt okttC r 依次求出依次求出8585、8686、8787、8888年元旦时的水侵量