1物质平衡法计算地质储量
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物质平衡方法在油田开发分析中应用广泛。
其基本原理是:把油藏看成一个储集油气的地下容器,不管油藏以什么方式开采,这个地下容器中的油、气、水的体积变化始终服从物质守衡原理。
5.1 物质平衡方程物质平衡通式:()()()()NmBoiBg NBob N Np Bo NmBob NRsbBg GpBg N Np RsBg Bgi NBob We Wi Wp Bw Cf CwSwi P Soi⎡⎤--+-+---⎢⎥⎣⎦=+-++∆式中:N--油藏的原始地质储量,104m 3(地面),(输入输出104t)m--饱和油藏的原始气顶含气体积量与原始含油体积量之比,无因次Np--油藏的累积产油量,104m 3(地面),(输入输出104t)Wp--油藏累积产水量,104m 3(地面)Gp--油藏累积产气量,104m 3(地面)Wi--累积注水量,104m 3(地面)We--累积水侵量,104m 3Boi--油藏的原始原油体积系数,无因次Bo--油藏目前原油体积系数,无因次Bob--油藏饱和压力下原油体积系数,无因次Bgb--油藏饱和压力下天然气体积系数,无因次Bgi--油藏原始天然气体积系数,无因次Bg--油藏目前天然气体积系数,无因次Bw--地层水体积系数,无因次Rs--油藏目前天然气溶解度,m 3/m 3Rsb--油藏饱和压力点的天然气溶解度,m 3/m 3Co--地层原油弹性压缩系数,1/MPaCw--地层水弹性压缩系数,1/MPaCf--地层岩石弹性压缩系数,1/MPaCt--油藏综合弹性压缩系数,1/MPaSoi--地层原始含油饱和度,fSwi--地层原始含水饱和度,f由EPC 油田资料可知,该有藏为异常高压油藏,原始油藏压力为75atm ,泡点压力为37atm 。
鉴于原始压力系数远高于静水柱压力且该油藏水侵不太强烈,可以认为该油藏基本为一封闭性油藏。
研究区没有气顶、目前油层压力也高于泡点压力。
在物质平衡方程中可以不考虑其影响,其物质平衡方程可简化为:[]()()()NBob N Np Bo NRsbBg GpBg N Np RsBg NBob We WpBw Cf CwSwi P Soi------=-++∆式中:Rp —累积生产气油比,Gp / Np, 累积产气量/累积产油量物质平衡方程式可变为:[]P CwSwi Cf SoiNBoi WpBw We RsBg Np N NpRpBg NRsiBg Bo Np N NBoi ∆++-=------)()()( 把产出项合并到等式的左边:()[]F B W B R R B N w p g s p o p =+-+把与储量有关的项合并到等式的右边:()()[]()f o f o g s si o oi E E N E N E N P CwSwi Cf Soi NBoi B R R B B N +=∙+∙=∆++-+-)( ()e f o W E E N F ++= fo e f o e f o E E W N E E W N E E F +∙+=++=+1 在直角坐标上,f o E E F +与f o E E +1呈线性关系,截距为原始石油地质储量N ,斜率为水侵量We 。
油藏工程常见计算方法目录1、地层压降对气井绝对无阻流量的影响及预测.......... 错误!未定义书签。
2、利用指数式和二项式确定气井无阻流量差异性研究错误!未定义书签。
3、预测塔河油田油井产能的方法 .................................. 错误!未定义书签。
4、确定气井高速湍流系数相关经验公式 ...................... 错误!未定义书签。
5、表皮系数分解 .............................................................. 错误!未定义书签。
6、动态预测油藏地质储量方法简介 .............................. 错误!未定义书签。
6.1物质平衡法计算地质储量......................................... 错误!未定义书签。
6.2水驱曲线法计算地质储量......................................... 错误!未定义书签。
6.3产量递减法计算地质储量......................................... 错误!未定义书签。
6.4Weng旋回模型预测可采储量.................................... 错误!未定义书签。
6.5试井法计算地质储量................................................. 错误!未定义书签。
7、油井二项式的推导及新型IPR方程的建立.............. 错误!未定义书签。
8、预测凝析气藏可采储量的方法 .................................. 错误!未定义书签。
9、水驱曲线 ...................................................................... 错误!未定义书签。
油藏工程常用计算方法目录1、地层压降对气井绝对无阻流量的影响及预测 (3)2、利用指数式和二项式确定气井无阻流量差异性研究 (3)3、预测塔河油田油井产能的方法 (3)4、确定气井高速湍流系数相关经验公式 (4)5、表皮系数分解 (4)6、动态预测油藏地质储量方法简介 (5)6.1物质平衡法计算地质储量 (5)6.2水驱曲线法计算地质储量 (7)6.3产量递减法计算地质储量 (8)6.4Weng旋回模型预测可采储量 (9)6.5试井法计算地质储量 (10)7、油井二项式的推导及新型IPR方程的建立 (15)8、预测凝析气藏可采储量的方法 (15)9、水驱曲线 (16)9.1甲型水驱特征曲线 (16)9.2乙型水驱特征曲线 (17)10、岩石压缩系数计算方法 (17)11、地层压力及流压的确定 (18)11.1利用流压计算地层压力 (19)11.2利用井口油压计算井底流压 (19)11.3利用井口套压计算井底流压 (20)11.4利用复压计算平均地层压力的方法(压恢) (22)11.5地层压力计算方法的筛选 (22)12、A RPS递减分析 (23)13、模型预测方法的原理 (24)14、采收率计算的公式和方法 (25)15、天然水侵量的计算方法 (25)15.1稳定流法 (27)15.2非稳定流法 (27)16、注水替油井动态预测方法研究 (34)17、确定缝洞单元油水界面方法的探讨 (38)1、地层压降对气井绝对无阻流量的影响及预测如果知道了气藏的原始地层压力i p 和其相应的绝对无阻流量*AOF q ,就可以用下式计算不同压力R p 下的气井绝对无阻流量:()2*i R AOF AOF p p q q =。
2、利用指数式和二项式确定气井无阻流量差异性研究指数式确定的无阻流量大于二项式确定的无阻流量,且随着无阻流量的增大两者差别越明显。
当无阻流量小于50万时,两者相差不大。
3、预测塔河油田油井产能的方法 油井的绝对无阻流量:⎪⎭⎫ ⎝⎛-=25.2b R o AOF FEp p J q (流压为0)。
1物质平衡法计算地质储量1物质平衡法计算地质储量如果知道原始地层压力和累计采出量,试井中测到了目前地层压力,或者测试到了阶段压降和阶段采出量,就可以使用这种方法计算储量。
这是物质平衡定律最直接体现。
其实,在试井计算储量的其它方法中都遵循这个定律,只是表现的形式不同罢了。
油藏按驱动能量可划分为不同驱动类型。
不管哪种驱动类型的油藏中的原始流体的总量必然遵守物质守恒的原则,其主要用途为:根据开发过程中的实际动态资料和流体物性资料预测各种类型油气藏的地质储量,预测油藏天然水侵量,开发过程中定产条件下的压力变化以及油藏最终采收率。
以下以p N 表示累积产油量(104t ),p W 表示累积产水量(104t ),i W 表示累积注水量(104t ),e W 表示水侵量(104t ),w B 、o B 、g B 分别为目前地层条件下水、原油及天然气体积系数,i w B 、i o B 、i g B 分别为原始地层条件下水、原油及天然气体积系数,wi S 表示束缚水饱和度,p R 、s R 、i s R 分别表示生产油气比和溶解油气比及原始溶解油气比,原油两相体积系数g s p o t B R R B B )(-+=,假定原始两相体积系数oi i t B B =,f C 和wi fwi w o t S C S C C C -++=1分别为岩石压缩系数和综合压缩系数,1/MPa ,G 表示气顶区天然气地面体积,P ∆表示地层压降,MPa 。
(1)未饱和油藏的物质平衡法计算储量A .封闭型弹性驱动油藏 地质储量为:P CB B N N t oi oP ∆= (104t ) (1)B .天然水驱和人工注水的弹性水压驱动油藏 地质储量为:PC B B W W W B N N t oi wp i e o P ∆-+-=)]([ (104t ) (2)(2)饱和油藏物质平衡法计算储量A .溶解气驱油藏地质储量为:P S C S C B B B B R R B N N wi f wi w ti ti t g si p t P ∆-++--+=)1()(])([(104t )(3)B .气顶气和溶解气驱动油藏地质储量为:P S C S C B m B B B mB B B B R R B N N wif wi w ti gig gi ti ti t g si p t P ∆-+++-+--+=)1()1()()(])([ (104t )(4) oi giNB GB m =为气顶区天然气气地下体积与含油区原油地下体积之比。
c1地质储量-回复地质储量指的是地球内包含的各种矿产资源的总量。
这些矿产资源包括石油、天然气、煤炭、铜矿、铁矿等。
地质储量的准确估算对于资源开采和利用的规划至关重要,而且也对国家的经济发展和社会进步有着重要影响。
本文将详细介绍地质储量的定义、估算方法和影响因素,以及目前全球和中国的地质储量状况。
地质储量是指地球内蕴藏的各种矿产资源的总量。
这些资源形成于地球演化的过程中,包括了各种可利用的自然资源。
地质储量涵盖了石油、天然气、煤炭、铜矿、铁矿等,它们是人类生产生活不可或缺的重要资源。
准确估算地质储量对于资源开发和利用具有重要意义。
地质储量的估算方法主要有两种:统计法和地质模型法。
统计法是通过分析历史开采数据和地质调查数据,推测出新的储量区域和总量。
这种方法适合于已经开采的区域,但对于未开发地区的储量估算则往往存在较大的不确定性。
地质模型法是根据地质理论和矿床规律,通过建立矿产资源分布模型,估算出储量。
这种方法适用于未开发地区,但也需要考虑地质条件、矿床类型和探查技术等因素。
地质储量的估算受到多个因素的影响。
首先是地质条件,不同地质条件下的矿床形成和储量分布存在差异。
例如,富含有机质的湖相沉积是石油和天然气的重要生成环境,而火山活动则与铜矿等硫化矿床有关。
其次是勘探技术的发展水平,高精度的勘探技术可以提高对矿床的认识和储量估算的准确性。
再次是开采技术的进步,新的开采技术可以使原本不可开采的储量变得可利用。
最后是经济因素,包括市场需求和资源价格等,它们直接影响了资源的开发和利用。
全球地质储量分布不均衡,各国的资源储量存在差异。
据国际能源署的数据,在石油和天然气领域,中东地区的储量最为丰富,占全球储量的46和27。
另外,俄罗斯和美国也是重要的石油和天然气资源拥有国。
在煤炭领域,中国、美国和印度是世界上煤炭储量最丰富的三个国家。
至于铜矿和铁矿等金属矿产,智利、澳大利亚和巴西是重要的资源拥有国家。
中国是资源大国,拥有丰富的地质储量。
油藏工程常用计算方法目录1、地层压降对气井绝对无阻流量的影响及预测 (3)2、利用指数式和二项式确定气井无阻流量差异性研究 (3)3、预测塔河油田油井产能的方法 (3)4、确定气井高速湍流系数相关经验公式 (4)5、表皮系数分解 (4)6、动态预测油藏地质储量方法简介 (5)6.1物质平衡法计算地质储量 (5)6.2水驱曲线法计算地质储量 (7)6.3产量递减法计算地质储量 (8)6.4Weng旋回模型预测可采储量 (9)6.5试井法计算地质储量 (10)7、油井二项式的推导及新型IPR方程的建立 (15)8、预测凝析气藏可采储量的方法 (15)9、水驱曲线 (16)9.1甲型水驱特征曲线 (16)9.2乙型水驱特征曲线 (17)10、岩石压缩系数计算方法 (17)11、地层压力及流压的确定 (18)11.1利用流压计算地层压力 (19)11.2利用井口油压计算井底流压 (19)11.3利用井口套压计算井底流压 (20)11.4利用复压计算平均地层压力的方法(压恢) (22)11.5地层压力计算方法的筛选 (22)12、A RPS递减分析 (23)13、模型预测方法的原理 (24)14、采收率计算的公式和方法 (25)15、天然水侵量的计算方法 (25)15.1稳定流法 (27)15.2非稳定流法 (27)16、注水替油井动态预测方法研究 (34)17、确定缝洞单元油水界面方法的探讨 (38)1、地层压降对气井绝对无阻流量的影响及预测如果知道了气藏的原始地层压力i p 和其相应的绝对无阻流量*AOF q ,就可以用下式计算不同压力R p 下的气井绝对无阻流量:()2*i R AOF AOF p p q q =。
2、利用指数式和二项式确定气井无阻流量差异性研究指数式确定的无阻流量大于二项式确定的无阻流量,且随着无阻流量的增大两者差别越明显。
当无阻流量小于50万时,两者相差不大。
3、预测塔河油田油井产能的方法 油井的绝对无阻流量:⎪⎭⎫ ⎝⎛-=25.2b R o AOF FEp p J q (流压为0)。
1物质平衡法计算地质储量如果知道原始地层压力和累计采出量,试井中测到了目前地层压力,或者测试到了阶段压降和阶段采出量,就可以使用这种方法计算储量。
这是物质平衡定律最直接体现。
其实,在试井计算储量的其它方法中都遵循这个定律,只是表现的形式不同罢了。
油藏按驱动能量可划分为不同驱动类型。
不管哪种驱动类型的油藏中的原始流体的总量必然遵守物质守恒的原则,其主要用途为:根据开发过程中的实际动态资料和流体物性资料预测各种类型油气藏的地质储量,预测油藏天然水侵量,开发过程中定产条件下的压力变化以及油藏最终采收率。
以下以p N 表示累积产油量(104t ),p W 表示累积产水量(104t ),i W 表示累积注水量(104t ),e W 表示水侵量(104t ),w B 、o B 、g B 分别为目前地层条件下水、原油及天然气体积系数,i w B 、i o B 、i g B 分别为原始地层条件下水、原油及天然气体积系数,wi S 表示束缚水饱和度,p R 、s R 、i s R 分别表示生产油气比和溶解油气比及原始溶解油气比,原油两相体积系数g s p o t B R R B B )(-+=,假定原始两相体积系数oi i t B B =,f C 和wi fwi w o t S C S C C C -++=1分别为岩石压缩系数和综合压缩系数,1/MPa ,G 表示气顶区天然气地面体积,P ∆表示地层压降,MPa 。
(1)未饱和油藏的物质平衡法计算储量A .封闭型弹性驱动油藏 地质储量为:P CB B N N t oi o P ∆=(104t ) (1)B .天然水驱和人工注水的弹性水压驱动油藏 地质储量为:PC B B W W W B N N t oi wp i e o P ∆-+-=)]([ (104t ) (2)(2)饱和油藏物质平衡法计算储量A .溶解气驱油藏地质储量为:P S C S C B B B B R R B N N wif wi w ti ti tg si p t P ∆-++--+=)1()(])([(104t ) (3) B .气顶气和溶解气驱动油藏地质储量为:P S C S C B m B B B mB B B B R R B N N wi f wi w ti gi g gi ti ti t g si p t P ∆-+++-+--+=)1()1()()(])([ (104t ) (4)oi gi NB GB m =为气顶区天然气气地下体积与含油区原油地下体积之比。
C .溶解气驱和人工注水驱动动油藏地质储量为:P S C S C B B B B W W B R R B N N wi f wi w ti ti t Wp i g si p t P ∆-++----+=)1()()(])([ (104t )(5)特别地,对于弹性水压驱动油藏,计算步骤如下:C-1 公式法求解动态储量首先计算弹性产率。
对于封闭的未饱和油藏,即无边水时, 地质储量为P C B B W W B N N t oi w p i o P ∆--=)(,或写为:PK P C NB B W W B N t oi w i p o p ∆=∆=--1)((6) 1K 为弹性产率,单位地层压降下的产量,m3,弹性产率可以衡量油田弹性能量的大小。
采出液体的体积与注入水的体积之差(即地下亏空)与总压降成直线关系,称为假想压降线,根据其斜率可以求出弹性产率。
进而计算边水的水侵量。
不封闭的未饱和油藏,如果有边水存在,并能弥补一定的地下亏空时,压降与亏空曲线不是一条直线。
并不是产率增大,而是边水入侵的影响。
边水水侵量为:P K B W W B N W w i p o p e ∆---=1)((7)C-2图解法求解动态储量: 作P C B W B N t oi po P ∆+与p N 关系曲线图,利用成直线测点的斜率直线与纵轴截距为动态储量。
进一步利用弹性产率求解动态储量,如果在开发初期,边水入侵速度小,甚至可以忽略,则弹性水压驱动的方程式可简化为;P K PN B C W B N oi t p o p ∆=∆=+ (8)在图上如果没有边水入侵,随着亏空体积的不断增加,对于一个封闭的油藏其地下亏空体积与压降之间是直线关系。
在座标原点引出的实际亏空切线,称这条直线为假想压降线。
根据其斜率可求出其弹性产率K 。
水侵量公式为:P K W B N W p o p e ∆-+= (9)弹性水压驱动油藏的动态储量:P C B B W W W B N N t oi wp i e o P ∆-+-=)]([ (10)物质平衡法适用性条件:该方法不仅适用于均质油藏储量计算,也适用于非均质油藏储量计算,尤其对裂缝性油藏计算储量精度较其它动态方法高。
但是前提是一是必须求准地层压力,二是地层压力变化要波及到整个油藏,三是保证累计产量是由同一油藏供给。
2水驱曲线法计算地质储量水驱曲线法适合于高含水油田开发中后期计算原始地质储量。
普通水驱曲线有甲、乙、丙、丁型四种,开发人员比较了解,现在介绍新型水驱曲线,利用新型水驱曲线基本关系式:p p bN a +=Ωlog (11)式中,p Ω为累积产液量,104t ,p N 为累积产油量,104t 。
当水驱开发油田进入中期含水之后(含水率40%左右),油田的累积产液量p Ω和累积产油量p N ,在半对数坐标纸上呈直线关系。
经线性回归求得直线的斜率后b ,由下式测算油田的地质储量:bS m N oi ow 303.2= (12)m ow 为油水相对渗透率常数,oi S 原始含油饱和度,分数。
适用条件:水驱曲线应用的条件,从曲线来看是出现直线段,从油田生产看,则要求生产保持相对稳定,无重大调整措施,在油田生产是否相对稳定,无重大调整措施时,虽未出现直线段也可以校正后使用。
水驱曲线不但可以以油田、油藏为单元使用,也可以一单井或某些井组合使用。
3产量递减法计算地质储量油田开发实践表明,无论何种储层类型、驱动方式,以及采用什么开发方式开发的油田,在其开发全过程中,产量一般要经历逐步上升、相对稳定和逐渐下降三个阶段,构成油田的开发模式图。
油田何时进入产量递减阶段,主要取决于油藏的储层类型、驱动类型、稳产阶段的采出程度,以及开发调整和提高采油工艺技术和效果。
统计表明,水驱开发油藏当采出可采储量的60%左右时,就开始了产量递减阶段。
递减方式一般有指数递减、双曲递减和调和递减。
其中指数递减主要适用于弹性驱动和重力驱动的油藏。
(1)指数递减某一开发阶段时间t (年)产量与累积产量如下:D t i e q q -= (13)Dq q N N i pi p -+= (14) i q q ,分别为时间t (年)时产量和参考时间(年)原油产量(104t )。
pi p N N ,分别为t (年)时累积产量和截止参考时间(年)累积产量。
t 和D 分别为时间(可以用年或月等)和递减率(常数,小数)。
由(14)式可看出,年产量与累积产量关系在直角坐标上存在一条直线,在Y 轴截距即为可采储量。
一般含水率高达90%以后,直线段发生弯曲,递减率变小。
因此应用以上公式预测有一定的偏差,略低于实际可采储量,预测的参数只能作为可采储量的下限。
(2)双曲递减当油田产量随时间的关系曲线在直角坐标上呈双曲线形态变化时,其递减类型称之为双曲线递减。
主要适用于各种水驱油田,递减速度比指数递减要缓慢一些。
n i t nD q q )1(+= (15) ))(1(111n n n n i n i pi p q q n n D q N N ----+= (16)式中递减指数∞<<n 1。
(3)调和递减调和递减是递减指数1=n 时特定条件下的递减类型。
产量递减速度低于双曲线递减的速度,适用于递减阶段的后期。
1)1(-+=Dt q q i (17)iP i q DN q q 303.2log log -= (18) 适用性条件:与水驱法一样,适用于油田开发后期无重大调整措施,尤其是用调和法预测极限可采储量时,如何确定极限采油量是一个很难解决的问题。
4Weng 旋回模型预测可采储量对于资源有限体系,其初期、中期和后期开采的全过程可以用翁氏旋回模型表述。
油田年产量:0t n e At Q -=、Cy y t 0-= (19) Q 为油气田年产量,104t/年;t 为翁氏时间,年;y 油气田某一生产年份;y0油气田某一生产参考年份n 、C 为模型常数令n AC B -=、C a 1= (21)则得到可采储量:)1()1(+Γ=+-n Ba N n R(104t ) (22) 式中)1(+Γn 为Gamma 函数。
经过简化则有关系:t Qt n βα+=-)log((23) aB4343.0log -==βα(24)将产量数据按t Qt n βα+=-)log(进行求解,选择合适的n 值,直至获得较好的直线段,对直线进行回归后,得到直线截距α和斜率β,由此求得a 和B ,最后得到Weng 旋回模型计算的油田可采储量。
适用性条件:该方法也是适用于油田开发所有时期,但是必须是中间过程中没有增加开发井数和开发层位等。
5试井法计算地质储量----此部分为项目中摘出部分动态储量是根据井生产取得的测试信息(如产量、累积采出量和压力数据)计算出来的。
它与许多计算静态储量的物理参数(如面积、厚度、孔隙度等参数)没有直接关系。
这就是说,一组合格的测试信息所对应的储量是确定的。
当使用解释模型去拟合这组信息时,改变厚度、或者孔隙度时,计算出来的储量总是确定的。
例如,当厚度变小时,模拟系统就会增大面积来弥补。
使用科学的语言的来描述,它遵循物质平衡定律。
从储层中索取了多少,就有一个对应的信息即压力作出相应的反映,它是唯一的。
就试井计算储量的方法来说,储层的孔隙空间是由压力和产量信息所唯一确定的。
除了测试信息以外,影响试井计算储量的参数是含油饱和度和综合压缩系数,故需要认真仔细确定。
对于可动油饱和度变为零的区域,即进入到边底水范围,这部分储量在计算时应该排除。
所以对于动态储量,特别是试井计算的储量都要注意是否含有水储量,这个水储量是多大,必须认真对待,需要想办法排除。
5.1 压降曲线法计算储量在试井计算储量的方法中,首推该种方法。
因为,这种方法在理论上是精确的,我们通过油藏数值模拟的方法对该种方法进行过验证,计算误差小于1%。
当油气井以稳定产量开井生产,所测试的井底流动压力随开井生产时间的关系曲线,称为压降曲线。
其按压力随时间的动态变化,可以划分为非稳定阶段、过渡阶段和拟稳定阶段。
对于封闭油气藏可以无量纲时间t De 分成三个阶段界限,非稳定阶段与过渡阶段的界限为t De =0.1;过渡阶段与拟稳定阶段的界限为t De =0.25。