油藏动态分析物质平衡方法课件.ppt

1、重庆科技学院石油与天然气工程学院第五章油藏动态分析的物质平衡方法1.1.了解了解 物质平衡方法的基本原理；物质平衡方法的基本原理；2.2.理解相关的基本概念、参数及其物理意义；理解相关的基本概念、参数及其物理意义；3.3.掌握建立物质平衡方程的基本思路与方法；掌握建立物质平衡方程的基本思路与方法；4.4.熟悉物质平衡方程的主要应用；熟悉物质平衡方程的主要应用；5.5.了解物质平衡方法的影响因素。了解物质平衡方法的影响因素。重庆科技学院石油与天然气工程学院 油藏投入开采以后，其地层流体的分布及状态将随时发油藏投入开采以后，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

2、是受到某生变化，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。些因素的控制和约束的。油藏动态分析方法的主要任务就是：油藏动态分析方法的主要任务就是：研究油藏投入开采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。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。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。油藏动态分析的物质平衡方法重庆科技学院石油与天然气工程学院第一节 物质平衡方法的基本原理方法的创立：Sc

3、hilthuis，1936方法的实质：体积平衡 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：重庆科技学院石油与天然气工程学院 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 物质平衡方法的基本原理重庆科技学院石油与天然气工程学院溶解气驱溶解气驱天然水驱溶解气驱气顶驱动溶解气驱 气顶驱动天然水驱一

4、、油藏类型及其驱动能量)Pp(bi 封闭弹性驱动 弹性驱动弹性水压驱动饱和油藏未饱和油藏)Pp(bi 重庆科技学院石油与天然气工程学院二、物质平衡方法所需的基础资料等；等；、数据：数据：CtCwCoRsBwBgPVT (1)Bogssiot)BR-(RBB )PP()PC1(BBbooio 地层流体的体积系数：流体在地层条件下的体积与地面标准条件下的体积之比。原油的体积系数：一定量的原油在地下的体积与地面脱气后体积的比值。原油的体积与溶解气量有关，因此，其体积系数是压力的函数。两相体积系数：对应于1立方米地面脱气原油的地层原油和分离气的地下体积之和。dpdVV1C 压缩系数：单位体积的物质体积

5、随压力的变化率。fwwggooCCSCSCS tCWipfWW、生产数据：生产数据：ppRN)2(PP、测测试试数数据据：i)3(当地层只含原油和束缚水时：wifwwiofwiWwiotS1CCSCCSC)S1(CC 综合压缩系数：重庆科技学院石油与天然气工程学院第二节 油藏物质平衡方程通式 重庆科技学院石油与天然气工程学院第二节 油藏物质平衡方程通式 一.基本假设条件（1）油藏的储层物性是均匀且各向同性的；（2）油藏各点的压力处于平衡状态，并且相等；（3）开发过程中，油藏保持热力学平衡，即地层温度保持不变；（4）不考虑毛管力和重力的影响；（5）油藏各部位的采出量保持均衡。重庆科技学院石油与天

6、然气工程学院对于一个原始压力等于或低于饱和压力，而且有气顶、边水作用的饱和油藏，其流体分布为：二.油藏的物质平衡方程通式的建立重庆科技学院石油与天然气工程学院油区采油油区压力下降气顶膨胀溶解气分离边(底)水入侵 二.油藏的物质平衡方程通式的建立重庆科技学院石油与天然气工程学院原始压力Pi气顶区油区压力P气顶区油区气顶区水侵区原始状况下地层油体积原始状况下自由气体积压力P时地层油体积压力P时自由气体积压力P时水侵区体积 二.油藏的物质平衡方程通式的建立重庆科技学院石油与天然气工程学院原始压力Pi原始压力下地层油的体积（地层条件下的体积）oiBN 气顶区油区NBoi 二.油藏的物质平衡方程通式的建

7、立重庆科技学院石油与天然气工程学院原始压力Pi气顶区NBoi原始状态时气顶内自由气的体积为G，标准m原始压力下自由气体积（地层条件下的体积）giBG 设：原始状态时自由气体积与地层油体积之比为 m：oigiBNBGm oiBmN mNBoi 二.油藏的物质平衡方程通式的建立重庆科技学院石油与天然气工程学院压力P地层油体积=目前剩余油体积 地层原油体积系数oPBNN)(地层油体积地层油体积油区气顶区水侵区(N-Np)Bo 二.油藏的物质平衡方程通式的建立重庆科技学院石油与天然气工程学院压力P气顶区水侵区(N-Np)Bo自由气体积=原始自由气体积原始溶解气体积累积产气体积仍溶解在油中的气体体积自由

8、气体积为地面标准mGt压力为P时，自由气的地下体积。二.油藏的物质平衡方程通式的建立重庆科技学院石油与天然气工程学院 gtBGgioiBmNBsiNR PPRN sPR)NN(二.油藏的物质平衡方程通式的建立重庆科技学院石油与天然气工程学院sPPPsigioigtR)NN(RNNRBmNBBG Gt水侵区(N-Np)BogsPPPsigioitBR)NN(RN)NRBmNB(G 二.油藏的物质平衡方程通式的建立重庆科技学院石油与天然气工程学院压力PGt水侵区(N-Np)Bo地层中水的体积weBWwiBWwPBW(We+Wi-Wp)BwWPieBWWW)(二.油藏的物质平衡方程通式的建立重庆科技

9、学院石油与天然气工程学院原始压力Pi气顶区NBoimNBoi压力PGt(N-Np)Bo(We+Wi-Wp)BwoioiBmNBN wPiegsPPPsigioioP)BWW(WB)RN(NRN)NRBmNB()BN(N=二.油藏的物质平衡方程通式的建立gigigoigssioiowPiegSPoPBBBmBBRRBBBWWWBRRBNN)()()(引入两相体积系数BtgssiotoitiB)RR(BBBB )()()(giggitititwPiegSiPtPBBBmBBBBWWWBRRBNN重庆科技学院石油与天然气工程学院若考虑气顶区、含油区的岩石和束缚水的弹性膨胀体积时：气顶区内地层束缚水和

10、岩石的累积弹性体积膨胀量为：P)CSC(VfwiwP P)CSC(S1mNBfwiwwioi 二.油藏的物质平衡方程通式的建立重庆科技学院石油与天然气工程学院含油区内地层束缚水和岩石的累积弹性体积膨胀量为：P)CSC(VfwiwP P)CSC(S1NBfwiwwioi 油气区内地层束缚水和岩石的累积弹性体积膨胀量为：P)CSC(VfwiwP PCSCSNBmfwiwwioi)(1)1(二.油藏的物质平衡方程通式的建立油田开发的某一时刻：PPpppiR 气顶体积：油区体积：gspppsigioiBR)NN(RNNRBmNB opB)NN(wpieB)WWW(侵入水体积：孔隙体积及束缚水体积的变化

11、：pCS1NB)m1(fwioi pCSS1NB)m1(wwiwioi pCSCfS1NBm)(1wwiwioi 重庆科技学院石油与天然气工程学院气顶体积油区体积气顶体积 油区体积 束缚水、岩石膨胀天然水侵、人工注水 pCSCfSNBmBWWWBRNNRNNRBmNBBNNmNBNBwwiwioiwpiegspppsigioiopoioi1)1()()(建立通式一重庆科技学院石油与天然气工程学院累积采出油+气+产出水的地下体积 油藏中油和溶解气的体积膨胀 +气顶气的膨胀量 +束缚水和岩石体积膨胀 +边底水侵入和人工注水的体积。根据物质平衡原理，油藏开发到某一时刻：建立通式二重庆科技学院石油与天

12、然气工程学院pCSCSmNBBBBmNBBRRNBBNWWWBRRNBNwwifwioigigigoigssioioiepgsppop-11)()()()(oitiBB=gssiot)BR-(RBB+=引入：pCSCS1m1NBBBBmNB)BB(N)WW(WB)RR(NBNwwifwitigigigtititiepgsppop -采出流体的体积地下体积膨胀量=建立通式二 pCSCS1m1BBBBmB)BB()WW(WB)RR(NBNNwwifwitigigigtititiepgsppop -pppRNG gssiot)BR-(RBB+=引入：上式写成：pCSCS1m1BBBBmB)BB()W

13、WW(BG)BRB(NNwwifwitigigigtititpiegpgsitp -pCSCS1m1BBBBmB)BB()WWW(B)RR(BNNwwifwitigigigtititpiegpsitp -引入：建立通式二重庆科技学院石油与天然气工程学院三.物质平衡方程的特点重庆科技学院石油与天然气工程学院、封闭弹性驱油藏油藏既无边水或底水，又无气顶，且原始地层压力高于饱和压力时，即为封闭弹性驱。无边水或底水：We=0 Wp=0 Wi=0无气顶：m=0开采过程中，地层压力PPb:Bt=BoBti=BoiRsi=Rs=Rp第三节 特定油藏的物质平衡方程 重庆科技学院石油与天然气工程学院sisppi

14、eRRR,0W,0W,0W,0m pCSCS1m1BBBBmB)BB()WWW(B)RR(BNNwwifwitigigigtititpiegpsitp -pCSCS1B)BB(BNNwwifwioioioop -第三节 特定油藏的物质平衡方程 PBCBB)pC1(BBoiooioooio pCSCS1B)BB(BNNwwifwioioioop -pS1CSCCBBNNwiwwifooiop pCBBNNtoiop pCSCS1BpCBBNNwwifwioiooiop -封闭弹性驱油藏重庆科技学院石油与天然气工程学院该类油藏具有边水或底水，无气顶，PiPb，属于未饱和油藏。无气顶：m=0PPb

15、：Bt=BoBti=BoiRsi=Rs=Rp2.弹性+水压驱动油藏的物质平衡方程 pCSCS1m1BBBBmB)BB()WWW(B)RR(BNNwwifwitigigigtititpiegpsitp -pCB)WWW(BNNtoipieop 第三节 特定油藏的物质平衡方程 重庆科技学院石油与天然气工程学院该类油藏无边水或底水，无气顶，PiPb。无边水或底水：We=Wp=Wi=0无气顶：m=03.溶解气驱油藏的物质平衡方程 pCSCS1m1BBBBmB)BB()WWW(B)RR(BNNwwifwitigigigtititpiegpsitp -pS1CSCBBBB)RR(BNNwiwwiftiti

16、tgpsitp 第三节 特定油藏的物质平衡方程 重庆科技学院石油与天然气工程学院4.气顶驱油藏的物质平衡方程 pCSCS1m1BBBBmB)BB()WWW(B)RR(BNNwwifwitigigigtititpiegpsitp -pCSCS1m1BBBBmB)BB(B)RR(BNNwwifwitigigigtititgpsitp -该类油藏无边水或底水，存在原生气顶，属于过饱和油藏。无边水或底水：We=Wp=Wi=0第三节 特定油藏的物质平衡方程 重庆科技学院石油与天然气工程学院 评价天然能量的大小；评价天然能量的大小；计算油气藏的原始地质储量；计算油气藏的原始地质储量；分析判断油气藏的驱动机

17、理；分析判断油气藏的驱动机理；估算油气藏天然水侵量；估算油气藏天然水侵量；预测油气藏动态。预测油气藏动态。第四节 物质平衡方程的应用重庆科技学院石油与天然气工程学院 无因次弹性产量比反映了开发初期，油藏天然能量与弹性能量之间的相对大小关系，比值越大，说明其它能量越大；比值为1时说明开发初期油藏中只存在弹性能。1.无因次弹性产量比 ppCBNBNNitoioPpr 一、评价天然能量的大小重庆科技学院石油与天然气工程学院2.每采出1%地质储量的平均地层压降 pipiprN100ppN100N/NppD DPr反映了油藏初期天然能量充足的程度。DPr越小，油藏的天然能量越充足，如果油藏具有边、底水、

18、则说明边、底水越活跃。根据计算出的 DPr、NPr判断油藏初期天然能量的大小，推荐出合理的采油速度。2%V302.50.52.50.20.50.2 不足有一点较充足充足指标prDprN一、评价天然能量的大小重庆科技学院石油与天然气工程学院物质平衡方程式的直线表达式：不同驱动类型的油、气藏的物质平衡方程式都可以表示为一个直线方程：BXNY 式中：Y物质平衡方程式的Y函数X物质平衡方程式的X函数N油、气藏的地质储量B油、气藏的天然水侵量二、核实地质储量重庆科技学院石油与天然气工程学院二、核实地质储量（一）封闭弹性驱油藏pCBBNNtoiop pCNBBNtoiop pCBXBNYtoiop YXN

19、tg X NY重庆科技学院石油与天然气工程学院（二）弹性水驱油藏pCB)WWW(BNNtoipieop pCBWNpCBWWBNtoietoipiop pCBWXpCBWWBNYtoietoipiop YXNBtg XNY二、核实地质储量重庆科技学院石油与天然气工程学院（三）溶解气驱油藏 pS1CSCBBBB)RR(BNNwiwwiftititgpsitp titgpsitpBBB)RR(BNN titgpsitpBBXB)RR(BNY YXNtg )BB(NB)RR(BNtitgpsitp X NY二、核实地质储量重庆科技学院石油与天然气工程学院三、分析判断油气藏的驱动机理 当有两种或两种以

20、上的驱动能量同时间作用于油藏开发时，每种驱动能量的作用程度，即某中能量占总能量的比例，用驱动指数表示。根据油藏的开发数据可以确定各种驱动指数的大小及变化，由此分析开发过程中各种驱动能量的利用情况，并通过调整和转换驱动方式而提高开发效果。重庆科技学院石油与天然气工程学院1.未饱和油藏驱动指数 未饱和油藏的天然水驱、人工注水、注气时的物质平衡方程式：igiwietoiwPopBGBWWpCNBBWBN wifwiwotS1CSCCC opwpigiopwpwiopwpeopwptoiBNBWBGBNBWBWBNBWWBNBWpCBN1 弹性驱动指数EDI人工注水驱动指数WiDI天然水驱动指数WeD

21、I人工注气驱动指数GiDI重庆科技学院石油与天然气工程学院2.饱和油藏驱动指数 根据原始地层压力下带气顶的饱和油藏的物质平衡方程式可得：1DIGDIWDIWEDICDIDDIiei ABRRNDDIgssi 溶溶解解气气驱驱动动指指数数：AB/BBmNBCDIgigigti 气气顶顶驱驱动动指指数数：ABBNpS1CSCNBm1EDIoi0wifwiwti 弹弹性性驱驱动动指指数数：重庆科技学院石油与天然气工程学院ABWDIWwee 天天然然水水驱驱动动指指数数：ABWDIWwii 人人工工注注水水驱驱动动指指数数：ABGDIGigii 人人工工注注气气驱驱动动指指数数：代代表表总总驱驱动动能

22、能量量其其中中：wpgsiptPBWBRRBNA 2.饱和油藏驱动指数重庆科技学院石油与天然气工程学院 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；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油，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；藏，某种驱动指数减小，必然引起其他驱动指数的增加；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。结 论重庆科技学院石油与天

23、然气工程学院四、估算油气藏天然水侵量 随着油气开采的进行，油区地层压力压降，并向外传播，导致天然水域压力下降，引起天然水域地层水和岩石膨胀，在天然水域和油区之间形成压差，在压差作用下，天然水域的水向油区侵入，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、岩石和流体性质等。)C/(t、owK重庆科技学院石油与天然气工程学院油藏水侵原因：1)重力作用；2)供水区岩石的可压缩性；3)供水区中水的膨胀性；4)积聚在供水区中已知或未知烃类(或其他油气藏)的膨胀。四、估算油气藏天然水侵量重庆科技学院石油与天然气工程学院（一）与时间无关的水侵 当水区的范围比较小，油藏的压降迅速传播到

24、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小与时间无关。P)CC(VWwfPWe MPaPC;mV,Wf3pwe地层压降，数，储层岩石和水的压缩系、天然水域的孔隙体积，；水侵量Mpa;1Cmw3重庆科技学院石油与天然气工程学院（二）定态水侵形成条件:天然水域体积很大,能量充足,在水侵过程中能够维持压力稳定或采油速度不高,能够维持供采平衡。)PP(KdtdWqi2ee )Mpaa/(m)Mpamon/(mKammon/mq33233e 或或水水侵侵系系数数，或或水水侵侵速速度度，dt)PP(KWt0i2e 水侵系数反映了边水活跃的程度，是研究水侵的重要指标！重庆科技学院石油与天然气

25、工程学院PCB)WWW(BNNtoipieop PCNBWWBNWtoiipope )PP(KdtdWqi2ee PPqkie2 eqm eWt（二）定态水侵重庆科技学院石油与天然气工程学院形成条件：水区有充足的水源补给，供水区压力保持稳定不变，但油区压力未达到稳定。（三）准定态水侵处理方法：将不稳定压力变化过程划分为若干个稳定区间。在任一区间内，近似认为符合定态水侵规律。重庆科技学院石油与天然气工程学院 n1jjj2n1j1jjji1ji2etpK)tt(2)pp()PP(KWdt)PP(Kdt)PP(KdtqWt0ji2t0ji2t0ee )PP(KdtdWqi2ee 2Km eW n1j

26、jjtp（三）准定态水侵重庆科技学院石油与天然气工程学院PKVPCNBWWBNW1toiipope 331,/,mVMPamK地下亏空体积；的地下体积产出流体弹性产率，单位压差下PCNBKWWBNVtoi1ipop （三）准定态水侵重庆科技学院石油与天然气工程学院PKWWBNPKVW1ipop1e 1Km PV无水侵时压降曲线实际压降曲线（三）准定态水侵重庆科技学院石油与天然气工程学院 t0Dee)t(QPBWtrCK6.3t2oeWwD 形成条件：天然水域体积较大，供水区与油区之间的渗流过程为不稳定流动。圆形地层的平面径向流(Van Everdingen&Hurst法)oeDr/rr e2o

27、Cr2B （四）非定态水侵orer重庆科技学院石油与天然气工程学院eoCrB22 当油藏和供水区的形状为非圆形，但能近似为扇形时，仍可近似按照圆形地层的平面径向流方程计算。o180 worhour;t;m10kwMpa;1CB23-w开发时间，供水区有效渗透率，不稳定水侵系数，无因次水侵量；降，某一阶段的地层平均压 fe3DeCC;Mpa/M)t(Q;MpaP（四）非定态水侵重庆科技学院石油与天然气工程学院的确定阶段压降eP（四）非定态水侵重庆科技学院石油与天然气工程学院的确定无因次水侵量)t(QDDt)t(QD（四）非定态水侵pCB)WWW(BNNtoipieop pCBWNpCBWWBNt

28、oietoipiop pCB)t(pQNpCBWWBNtoiDtoipiop pCB)t(pQXpCBWWBNYtoiDtoipiop BXNY YXNBtg 偏小偏小)t(QD偏大偏大)t(QD)DDt(QBt(Q和试算法确定计算中的局限性，可用由于重庆科技学院石油与天然气工程学院pCBBNNtoiop 弹性产率（单位地层压降下的产量）NCBBpNktooip1 )pP(NCBBNbitooipb 弹性采油量：五、预测油气藏动态根据曲线特征判断有无其它能量！)pP(CBBNNbitooibp 弹性采收率：（一）封闭弹性驱油藏动态预测p pN水侵重庆科技学院石油与天然气工程学院（二）水驱油藏动

29、态预测 ipopWWBNV 1 求亏空体积：求亏空体积：）（;/pNp 1k 2率；率；切线的斜率即为弹性产切线的斜率即为弹性产曲线的切线，曲线的切线，切线，切线，曲线，过原点作曲线的曲线，过原点作曲线的绘制亏空体积与总压降绘制亏空体积与总压降）（pNp1k 3油量：油量：计算不同时刻的弹性产计算不同时刻的弹性产）（K-W-W 41iepWBNpop曲线：曲线：，并绘制水侵量与时间，并绘制水侵量与时间计算不同时刻的水侵量计算不同时刻的水侵量）（重庆科技学院石油与天然气工程学院；水水侵侵系系数数曲曲线线，其其斜斜率率即即为为绘绘制制2ktpWje 求水侵系数求水侵系数)5(Pqkke/,2：据此

30、计算水侵系数据此计算水侵系数水侵速度水侵速度率即为率即为线（水侵曲线），其斜线（水侵曲线），其斜作水侵量与时间关系曲作水侵量与时间关系曲2eq。水侵系数水侵系数为为使其成直线，其斜率即使其成直线，其斜率即曲线，曲线，绘制，绘制假定一系列假定一系列B pCBtpQpCBWWBNtQtoiDtoipiopD)()(稳态：准稳态：非稳态：（二）水驱油藏动态预测重庆科技学院石油与天然气工程学院（三）溶解气驱油藏动态预测1.预测内容 油藏压力与累积采油量或采出程度的关系；瞬时生产气油比累积采油量或采出程度的关系；溶解气驱的采收率。2.所需资料pPgoi）、（、ZRB BNSPsgowib重庆科技学院石油

31、与天然气工程学院3.所需方程式1）物质平衡方程：pS1CSCBBBgB)pRsiR(tBNNwiwwiftititp ggsitptitppB)BRB(NBBNRN （三）溶解气驱油藏动态预测重庆科技学院石油与天然气工程学院3)含油饱和度方程式任意时刻油藏内原油饱和度为：S1BBNN1S1BNB)N(Swioiopwioiopo N2）瞬时生产油气比方程 RBKBKRsggooogg BqRqBqqqRoosoggogg 引入达西公式3.所需方程式重庆科技学院石油与天然气工程学院4.预测过程及步骤;,/)2(1g11RPSo下下的的据据气气油油比比方方程程算算曲曲线线求求得得由由相相对对渗渗透

32、透率率，通通过过饱饱和和度度方方程程计计算算由由KoKgNp2)3(11111gsiPPPRRNRNG 的总产气量：的总产气量：阶段阶段由瞬时气油比计算第一由瞬时气油比计算第一ggsitptitpppBBRBNBBNRNN)(;)1(1产产气气量量：总总一一阶阶段段的的由由物物质质平平衡衡方方程程计计算算第第产产油油量量为为，并并假假定定此此时时的的累累积积力力给给定定一一个个未未来来的的油油藏藏压压11G P;)(1重复上述过程重复上述过程设并设并正确，否则需要重新假正确，否则需要重新假说明假定的说明假定的量误差满足要求时，量误差满足要求时，当两种方法计算的产气当两种方法计算的产气 4pN1

33、121122)()(ppggsitptitpppppRNBBRBNBBNRNRNN阶段的总产气量：阶段的总产气量：由物质平衡方程计算该由物质平衡方程计算该，为为产油量产油量，并假定累积，并假定累积压力压力给定第二个未来的油藏给定第二个未来的油藏222G P 5;,/)6(2g22RPSo下的下的据气油比方程算据气油比方程算曲线求得曲线求得由相对渗透率由相对渗透率，通过饱和度方程计算通过饱和度方程计算由由KoKgNp重庆科技学院石油与天然气工程学院2)7(2111ggPPPPPRRNNRNNG）（）（的总产气量：的总产气量：阶段阶段由瞬时气油比计算第二由瞬时气油比计算第二2222 ;)(2重复上

34、述过程重复上述过程设并设并正确，否则需要重新假正确，否则需要重新假说明假定的说明假定的量误差满足要求时，量误差满足要求时，当两种方法计算的产气当两种方法计算的产气 8pN指导油田开发。指导油田开发。关系曲线，用于关系曲线，用于和和结果绘制成结果绘制成将计算将计算发经济极限为止，发经济极限为止，重复上述过程到油田开重复上述过程到油田开 P/NNR/NN 9pgp)(4.预测过程及步骤重庆科技学院石油与天然气工程学院计算技巧值。值。正确的正确的关系曲线，其交点即为关系曲线，其交点即为产气量，绘制产气量，绘制的的瞬时气油比计算出相应瞬时气油比计算出相应分别由物质平衡方程和分别由物质平衡方程和值，值，

35、个个次可同时假设次可同时假设为了简化计算过程，一为了简化计算过程，一pppppNNRNN 3 GpNGG 4.预测过程及步骤|GG|输入基本数据Do j=j+1给定未来某一时刻的油藏压力Pj假定Pj所对应的累积产油量Npj由物质平衡法计算产气量Gj由瞬时气油比方程计算产气量Gj loop NoYes计算程序框图 由瞬时气油比方程计算产气量Gj 据NPj由饱和度方程计算Soj由相对渗透率曲线求Kg(Soj)/Ko(Soj)由瞬时气油比方程求Rgj)N-)(NRg(R 1 G1)-p(jpj(j)1)-g(jj 2重庆科技学院石油与天然气工程学院第六节 气藏物质平衡（一）定容消耗气藏没有水侵的气藏

36、气体原始储量（标准m3）=累积产气量（标准m3）+剩余气量（标准m3）G 气体原始储量，标准m3Gp累积产气量，标准m3？重庆科技学院石油与天然气工程学院原始储量占据的储层体积Pi剩余气体占据的储层体积PGp原始储量占据的储层孔隙体积=GBgiGBgiGBgiggiBGB剩余气体的标准体积剩余气体的标准体积（一）定容消耗气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院ggiPBGBGG giggPBBBGG 定容消耗气藏物质平衡方程SCgVVB 式中：Vsc天然气在标准状况下的体积V 同数量天然气在地下的体积PZnRTV （一）定容消耗气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院PPTTZBSCSCgiSCSCi

37、giPPTTZBiiggiZ/PZ/PBB ggiPBGBGG iiPZPGGZP)1(定容消耗气藏压降方程（一）定容消耗气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院iiPZP)GG1(ZP ggiPBGBGG 公式中忽略了两个与压力有关的物理现象：F束缚水的膨胀F岩石孔隙体积的缩小如果考虑束缚水和岩石的弹性膨胀作用，则岩石孔隙体积的总变化为：PwptdVdVdV式中：Vw原生水体积 Vp原始孔隙体积（一）定容消耗气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院dpdVV1CdpdVV1Cpppwww dPVCdPVCdVPPwwpt 孔隙体积wigipS1GBV 原生水体积wiwigiwSS1GBV （一）定容

38、消耗气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院Pi剩余气体占据的储层孔隙体积PGpGBgi弹性膨胀dPVCdPVCGBppwwgi隙体积隙体积剩余气体占据的储层孔剩余气体占据的储层孔gppwwgiBdPVCdPVCGB剩余气体的标准体积剩余气体的标准体积（一）定容消耗气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院gppwwgiPBdPVCdPVCGBGG S1dP)CSC(1BB1GGwipwiwggiP 忽略束缚水和岩石弹性膨胀的物质平衡方程ggiPBB1GG （一）定容消耗气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院典型值：Cw=410-4 MPa-1Cp=1.45 10-3 MPa-1Swi=0.20P=10M

39、Pa2.0110)1045.12.0104(1S1dP)CSC(134wipwiw 0191.01 束缚水和岩石的膨胀对物质平衡方程的影响可以忽略不计。（一）定容消耗气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院定容消耗气藏物质平衡的应用iiPZP)GG1(ZP 令：iiZPA G1ZPBii PBGAZP （一）定容消耗气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院PBGAZP 定容消耗气藏，P/Z与累积产气量Gp成直线关系。直线外推到P/Z=0，可以得到气藏的地质储量G地质储量G废弃压力（一）定容消耗气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院例：定容消耗气藏，Pi=20.68MPa，在采出Gp=11.33106m3

40、后，地层压力P=13.79MPa。求：、原始地质储量G 、P=6.89MPa时的Gp 、废弃压力P=2.07MPa时的Gp 、采收率（一）定容消耗气藏P(MPa)ZBg20.680.880.0009413.790.890.0014256.890.920.002952.070.970.01034重庆科技学院石油与天然气工程学院解：1、原始地质储量giggPBBBGG 000940.0001425.0001425.01033.116 )m(1029.3336 （一）定容消耗气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院2、地层压力P=6.89MPa时的Gp)BB1(GGggiP )00295.0000940

41、.01(1029.336 )m(1068.2236 3、废弃压力P=2.07MPa时的Gp)m(1026.30G36P 4、采收率GGp%89.901029.331026.3066 （一）定容消耗气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院（二）水驱气藏Pi剩余气体占据的储层孔隙体积PGpGBgi净水侵量We-WpBw(G-Gp)Bg)BWW(B)GG(GBwPegPgi 重庆科技学院石油与天然气工程学院气体原始储量（标准m3）=累积产气量（标准m3）+剩余气量（标准m3）gwPegiPB)BWW(GBGG gigwPegPBB)BWW(BGG 水驱气藏物质平衡方程的一般表达式。（二）水驱气藏重庆科技

42、学院石油与天然气工程学院水驱气藏的压降方程式为：TZPTP)BWW(GGGZPZPiscsciwpePii 定容消耗气藏压降方程为：)GG1(ZPZPPii （二）水驱气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院F天然水驱气藏的地层压降（P/Z）与累积产气量（Gp）之间不存在直线关系。F随着净水侵量的增加，气藏的地层压降率不断减小。（二）水驱气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院TZPTP)BWW(GGGZPZPiscsciwpePii giwpePiiGBBWW1)GG1(ZPZP 被水淹的原始含气孔隙体积的分数天然水驱气藏的累积水侵量为：WpscsciiPeBWZTPPT)Z/PZ/P1(GGW （

43、二）水驱气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院水驱气藏天然水驱能量作用的程度：gigwPegPBB)BWW(BGG 1BWBGWBWBG)BB(GwPgPewPgPgig EDI气体膨胀的驱动指数WeDI天然水驱的驱动指数EDI+WeDI=1（二）水驱气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院F天然水侵不但会影响气田的产能，而且会严重地影响到气田的采收率。F定容消耗驱气田的采收率一般可以达到90%左右。F水驱气田采收率只能达到50%左右。（二）水驱气藏重庆科技学院石油与天然气工程学院物质平衡方法的可靠性评价只采用生产数据和只采用生产数据和PVTPVT数据计算，方法简单；数据计算，方法简单；假设的压力平

44、衡和采出量难以达到平衡，因此，必须采用全油藏的平假设的压力平衡和采出量难以达到平衡，因此，必须采用全油藏的平均压力，但这是一大难题；均压力，但这是一大难题；油藏脱气与实验室不同，导致体积系数、溶解气油比等难以准确确定，油藏脱气与实验室不同，导致体积系数、溶解气油比等难以准确确定，导致精度不高；导致精度不高；假设油藏是一个整体，即储罐模型，只适用于油水边界相对稳定的情假设油藏是一个整体，即储罐模型，只适用于油水边界相对稳定的情况；况；对气顶油藏对气顶油藏,由于油气混合带的存在，难以准确确定气顶体积；由于油气混合带的存在，难以准确确定气顶体积；当生产数据（特别是产水、产气量）记录不准时，准确性差；

45、当生产数据（特别是产水、产气量）记录不准时，准确性差；重庆科技学院石油与天然气工程学院应用物质平衡方法的注意事项 所取资料力求准确可靠；所取资料力求准确可靠；高压物性参数要具有代表性，必要时要进行误差处理和匀高压物性参数要具有代表性，必要时要进行误差处理和匀整化，常用的方法是最小二乘法；整化，常用的方法是最小二乘法；对天然水驱油藏，必须选择符合实际的水侵表达式，并注对天然水驱油藏，必须选择符合实际的水侵表达式，并注意水侵方式的转变；意水侵方式的转变；物质平衡计算的结果最好采用列表法，便于检查和发现问物质平衡计算的结果最好采用列表法，便于检查和发现问题；题；将物质平衡方法的计算结果与用其他方法计算的结果加以将物质平衡方法的计算结果与用其他方法计算的结果加以比较，并相互补充。比较，并相互补充。