油气开采第五章课件.ppt

1、第四章 在一纯液体与它的蒸气保持平衡的界面上。处于界面层的分子，由于在它上面气相分子的密度远较液相为小，因此，界面层分子处于一含力指向液体内部的不对称力场中。因此，界面层中的分子有离开界面层而进入液体内部的趋势，在宏观上，这就表现为界面收缩。汞滴，肥皂泡力呈球形就是这个原因。表面张力产生的原因是处于表面层的分子与处于内部的分子受力情况不一样 第四章是一种物理效应，它使得液体的表面总是试图获得最小的、光滑的面积，就好像它是一层弹性的薄膜一样。其原因是液体的表面总是试图达到能量最低的状态。是由物态内部的吸引力导致的，拿液体为例，液体内部分子之间的吸引力一般比气体中分子之间或气体与液体之间的分子之间

2、的吸引力要大。表面张力是一个位于表面内的力，而不是一个施加于表面上的力。表面张力不一定垂直于表面。是一个内力，即使在平衡平衡的状态下表面张力也存在。第四章WTI 61.3 1.91 WTI 61.3 1.91 布伦特布伦特 59.44 2.13 59.44 2.13 第五章n研究油田动态规律的方法有经验法、物质平衡方法及数值模拟方法n经验方法是通过直接观察油田的生产情况，收集足够的生产数据，通过详细的分析和研究来发现油田生产中的规律n物质平衡方法是将油藏看做体积不变的容器，油藏开发的某一时刻，采出的流体量加上地下剩余的储量，等于流体的原始储量第五章第五章第一节第五章第一节第五章第一节第五章第一

3、节nkqqdtdqD产量递减率产量递减率递减指数，递减指数，0n1第五章第一节niittnDqq1)1(递减后递减后t时刻产量时刻产量初始递减率初始递减率递减初期产量递减初期产量第五章第一节)exp(tDqqiit第五章第一节第五章第一节ttpdtqN0第五章第一节 1)1()1(1nniiipnDDnqN)exp(1 tDDqNiiip双曲线递减双曲线递减指数递减指数递减第五章第一节第五章第一节)()1(11ntninpqqDnqNii1tiipqqDN双曲线递减双曲线递减指数递减指数递减当已知油田经济极限产量当已知油田经济极限产量q qe e时，可求出油田或油井的剩余开采年限和剩余可采储量

4、时，可求出油田或油井的剩余开采年限和剩余可采储量第五章第一节第五章第一节11)1(1ntintiipqqqqnntqNntitiipqqqqtqNln11双曲线递减双曲线递减指数递减指数递减第五章第一节第五章第一节第五章第一节第五章第一节第五章第一节第五章第一节油田含水规律及其预测第五章第一节)lg(lgbppWaN二者之间成直线关系油田含水规律及其预测第五章第一节油田含水规律及其预测第五章第一节dtdWWadtdNqpppo13026.2aWqqWORpow3026.2ppwWaWWORWORf3026.23026.21采油速度采油速度采水速度采水速度两端求导两端求导水油比水油比含水率含水率

5、油田含水规律及其预测第五章第一节3026.2aWORWp将极限水油比将极限水油比49代入代入)lg3026.2(lgbpaWORaN)lg3.21(lgmaxbpaaNNNRp/maxmax地质储量地质储量最终采收率最终采收率第五章第二节第五章第二节第五章第二节第五章第二节第五章第二节第五章第二节pBCBNNoitopfowowotCSCSSCC1第五章第二节第五章第二节 在没有边水、底水以及注入水的情况下第五章第二节gspppsigioioiBRNNRNNRBmNBmNB)(第五章第二节第五章第二节PCSCViwiwp)(可忽略第五章第二节giggpBBBGG第五章第二节第五章第二节pBSC

6、SCBBWWBGGgiwifwiwgigpegp1)()(第五章第二节油藏数值模拟方法能够解决的问题：1油田开发方案编制过程中的动态指标预测，该指标包括产量、压力、含水、采出程度、和最终采收率；2用于井网加密、层系调整及注采系统调整方案中的指标预测；3压裂、堵水、调剖等增产工艺措施的评价；4注水量、注入压力、油井产液及流压调整；5提高采收率技术评价；6驱油机理研究。第五章第二节二、开发技术指标计算可供选择的模型二、开发技术指标计算可供选择的模型1.三维三相黑油模型三维三相完整的黑油模型为),(),(0,1,egi0gwi0wgi0goi0owgoogcgowocow21golppgolnpSS

7、SSppppSSSpppppptSqzgpKllttttllllllrll2.带裂缝的双重介质模型根据基质岩块提供的可采储量，裂缝性油藏可分为以下两种类型：第一种类型：可采储量绝大多数在裂缝中，这些裂缝的岩块孔隙度非常小，渗透率也非常低，开发时初期采油指数较高，产油量也较高，但含水上升快，产量递减也快。第二种类型：可采储量绝大多数在基质岩块中，在这类油藏中，裂缝为基质岩块提供了充足的表面积，并为基质岩块与井筒之间提供了通道，靠渗吸和流体交换将油采出。利用达西定律和水、油及气在裂缝和基质中的物质守恒原理可得出下述流动方程fewwfwwwwwSBtVqqgzpfeoofoooooSBtVqqgzp

8、fsfsfeoegogfsfggsoosmsooogggSBRSBtVRRDRqqRqqgzpRgzpmewmwwwwwSBtVqgzpmeomoooooSBtVqgzpmsfsmsmeoegmsmggsooooogggSBRSBtVRRDRqqgzpRgzp还有6个辅助方程，对裂缝的3个方程与对基质的3个方程具有相同的形式，即1wgoSSSwocowpppogcgoppp式中有12个未知量，可以用全隐式方法求解，目前常用的软件有SIMBEST和双重介质模型(华北油田)。3.聚合物驱油数学模型 基本原理为：聚合物水溶液渗流随压力梯度的增加其运动速度与遵循达西定律的水流速相比上升得缓慢些，渗流速

9、度与压力成非线性关系，随着每个压力梯度增加，其渗流速度都上升一个较小的量，这种液体称为“膨胀液体”，该液体注入到高渗小层时，大大地降低了水在其中的渗流速度，对低渗透小层提高了注入压力，并增加其中水驱油的速度，减少了油层非均质性注水开发的影响，提高了微观驱油效率及最终采收率。(1)基本数学模型聚合物驱模型是基于np相和nc组分可压缩带吸附混溶和非混溶混合驱动的数学模型，基本方程为1)物质守恒方程。在考虑粘性力、重力、毛管力和物理弥散条件下，多组分化学渗流方程为(1-21)式中k组分序号；nc组分数；k组分k的质量浓度；Fk达西速度和物理弥散项；Rk源汇项。2)压力方程。将组分物质守恒方程(1-2

10、1)叠加，代入相应的达西速度项和源汇项，可得到下面的以压力为未知数的方程式)2,1(ckkknkRFtccpcpcpnkkklnklknlzlklnklknlylklnklknlxlltQcpCvzcpCvycpCvxtpC11011011011113)浓度方程kklzzklklzyklklzxkllzlklnklkklyzklklyyklklyxkllylklnklkklxzklklxyklklxxkllxlklnklklkkQzcDycDxcDSvcpCzzcDycDxcDSvcpCyzcDycDxcDSvcpCxpCctppp)(1)(1)(1)1(1010100(2)主要物化机理1)聚

11、合物吸附模型采用传统的兰米尔(Langmuir)吸附等温式对它进行描述，即ppp1bcacc2)聚合物溶液粘度用米特(Meter)方程表达了在一定含盐量、一定浓度下粘度与剪切速度率的关系2/1w0p1在一定的剪切速率下，粘度又是浓度和含盐量的函数pspppccAcAcA)(1 sep33221wp式中 影响聚合物溶液粘度的一价阳离子的等效浓度；待定常数sepc321,AAA3)渗透率下降系数pRKpRKmaxK1)1(1cbcbRRk45.05.03/1sep1RKmaxK)()(1yxsKKcAcRp其中4)不可及体积系数PXIPV4.混相驱数学模型由于混相驱原油与驱替流体的混合物仅为单相，

12、流体之间不存有界面，从而也不存在界面张力，即毛管准数变为无限大时，残余油饱和度能降低到它的最低值，因而能够提高采收率。下面给出CO2驱油的数学模型。(1)连续性方程giggoioogigoiogigoiowSwStvwvwvwvwdgidoicgicoidoicoioivvvdgicgigivvv其中式中式中 油、气相中组分的矢量流速；油、气相中组分的质量分数；上角标，分别代表对流和扩散作用。gioi,vvgioi,wwdc,(2)组分模型giggoioogigoiowSwStvwvwcgicoi将通用组分方程式简化成(3)混相驱模型混相驱包括的一般假设有：单相流、两种组分(即油和溶剂)且有较

13、大的扩散作用。下式中油和溶剂的组分采用角标1和2，以免与相的角标混淆。)1()1()1(d1c1ctvcDvc矢量方程5.三元复合驱油基本数学模型三元复合驱油中的基本数学方程主要包括物质平衡方程、能量守恒方程和压力方程(1)质量守恒方程根据达西定律，组分质量连续性方程可由单位孔隙体积中组分的总体积表达式得到knlkllklkkklRDvcCtp1pcnlkkllnkkkccScC11)1(其中式中l相的矢量流速；k组分的吸附浓度；k组分在参考压力下的密度lvkc kRp)(10RlkkppC假设系统为理想混合、变化量小和恒定压缩性，则有弥散速度张量假设为菲克定律形式klkllklcDSD每一相

14、的矢量流速大小为222zlylxllvvvv达西定律的相流速为)(rlzgpKvllllK式中K渗透率张量。lljlilijlllijklklijvvSaaSDvvKHlVlH汇源项是某组分所有速率项的组合，可表达为kRkkskllkQccSR)1(ksklcc,k组分与液相l和固体相s的反应速度。式中在y和z方向也可写出与上述方程相似的方程y z(2)能量守恒方程LHnllpllnllVllVssqqTTCTCSpCtpp111v）（式中T油藏温度；固体和相在恒定体积下的热容；相的定压热容；热导率；固体(油层岩石骨架)的密度；单位体积焓源项；向上、下盖层及固体中的散热损失。lVVsCC，plCsHqLq