第六节 油藏物质平衡方程
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1.8 简述油气藏的分类方法与主要类型。
答.油藏分类通常从以下几个方面进行:(1).储集层岩性。
储集层岩石为砂岩,则为砂岩油气藏,如果为碳酸盐岩,则为碳酸盐岩油气藏。
(2).圈闭类型。
主要类型有断层遮挡油藏,岩性油气藏,地层不整合油气藏,潜山油气藏,地层超覆油气藏。
(3).孔隙类型。
主要类型单一孔隙介质油气藏,如孔隙介质油藏;双重介质油气藏,如裂缝-溶洞型介质油藏,三重孔隙介质油气藏;如裂缝-溶洞-孔隙型介质油藏。
(4).流体性质。
油藏按原油密度大小分为轻质油藏、中质油藏和重质油藏等;气藏根据凝析油含量的多少细分为干气藏、湿气藏和凝析气藏。
(5).接触关系。
如底水油藏,边水油藏;层状油藏,层状边水油藏等。
1.9 简述砂岩储集层与碳酸盐岩储集层的主要区别。
答.大多数的碎屑岩都发育有开度较大的原生粒间孔隙,碳酸盐岩中发育了开度较大的次生孔隙(裂缝,溶洞等),则可以成为好的储集层。
碳酸盐岩与碎屑岩储层的区别:碳酸盐岩与碎屑岩相比,由于其化学性质不稳定,容易遭受剧烈的次生变化,通常经受更为复杂的沉积环境及沉积后的变化。
有以下几点区别:1.碳酸盐岩储集层储集空间的大小、形状变化很大,其原始孔隙度很大而最终孔隙度却较低。
因易产生次生变化所决定。
2.碳酸盐岩储集层储集空间的分布与岩石结构特征之间的关系变化很大。
以粒间孔等原生孔隙为主的碳酸盐岩储层其空间分布受岩石结构控制,而以次生孔隙为主的碳酸盐岩储层其储集空间分布与岩石结构特征无关系或关系不密切。
3.碳酸盐岩储集层储集空间多样,且后生作用复杂。
构成孔、洞、缝复合的孔隙空间系统。
4.碳酸盐岩储集层孔隙度与渗透率无明显关系。
孔隙大小主要影响孔隙容积。
2.1某天然气样品的摩尔组成为C1H4(0.90),C2H6(0.06)和C3H8(0.04)。
若地层压力为30MPa,地层温度为80℃,试确定气体的相对密度和地层条件下的偏差因子;若把天然气视作理想气体,储量计算的偏差为多少?解.(1) 此天然气平均摩尔质量:M =∑M i∗x jM=16×0.9+30×0.06+44×0.04=17.96相对密度:γg=M / M ai r =17.96 /28.97 = 0.62气体拟临界压力:p pc=∑P ci∗x jp pc=4.6408×0.9+4.8835×0.06+4.2568=4.64MP a气体拟临界温度:T pc=∑T ci∗x jT pc=190.67×0.9+305.50×0.06+370×0.04=204.73K对比压力:p pr=pp pc=304.64=6.47对比温度:T pr=TT pc=353204.73=1.72查图2.1.2 可得偏差因子为0.92,理想气体偏差因子为1在此处键入公式。
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 。
中国地质大学本科生课程读书报告课程名称油气藏工程基础论文标题油气藏物质平衡分析教师姓名学生姓名学生学号专业所在班级日期:摘要论文主要讨论油气藏物质平衡分析,通过平衡分析方法、平衡分析方程式为依据来展开说明,以及如何建立平衡方程式、其应用。
第三第四部分主要以气藏物质平衡、裂缝性页岩气物质平衡为例来具体说明平衡分析方法的应用。
关键词:油气藏,平衡分析,分析方程式,页岩气目录一、概述 (3)二、油气藏物质平衡分析方法 (3)1、油藏饱和类型和驱动类型的划分 (3)2、油藏物质平衡方程式的建立 (4)3、油藏物质平衡方程式的简化 (5)(1)未饱和油藏的封闭型弹性驱动物质平衡方程 (5)(2)未饱和油藏的天然弹性水压驱动物质平衡方程 (6)(3)未饱和油藏的天然水驱和人工注水的弹性水压驱动 (6)(4)溶解气驱物质平衡方程 (6)(5)气顶驱、溶解气和弹性驱动油藏物质平衡方程 (6)4、油藏物质平衡方程式的应用 (6)(1)天然能量分析 (6)(2)储量计算(即物质平衡方程的直线式) (7)(3)计算弹性产率K1 (8)(4)计算弹性产油量 (8)(5)计算采出程度 (8)(6)判断气顶大小 (9)(7) 预测油藏动态 (9)三、气藏物质平衡方法 (10)1、气藏物质平衡通式的建立与简化 (10)(1)物质平衡通式的推导 (10)(2)无水驱气藏的物质平衡方程式 (12)(3)水驱气藏的物质平衡方程式 (13)2、定容封闭气藏的储量计算与动态预测 (13)(1)储量计算 (14)(2). 确定气藏的可采储量 (15)(3)动态预测方法简介 (15)3、正常压力系统水驱气藏的储量计算 (18)(1)计算储量的基本原理 (18)(2)储量计算方法及讨论 (19)四、裂缝性封闭页岩气藏物质平衡方程 (21)1、页岩气藏物质平衡理论页岩气边形成边赋存聚集 (22)2、页岩气藏物质平衡方程的建立 (22)3、模型求解式 (23)4、实例分析 (23)5、结论 (24)五、参考文献 (24)一、概述油藏的物质平衡方程式来自1936年R.JSchilthuis利用物质守恒原理建立以来,经历过几十年的应用,已得到不断改进和完善,在国内外得到了广泛的应用。
题型:名词解释简答题画图题计算题(平时成绩40%+考试成绩60%)第一章储层流体的高压物性第一节油气藏烃类的相态特性1、单、双、多组分体系的相态特征单组分体系:两点:临界点C,三相共存点T三线:饱和蒸汽压线,溶点线,升华线三区:气相区,液相区,固相区临界温度:高于该温度,无论施加多大压力,气体不可液化 .临界压力:高于此压力,无论温度多少,液体和气体不会同时存在.泡点压力:温度一定,开始从液相中分离出第一批气泡的压力.露点压力:温度一定,开始从气相凝析出第一批液滴的压力.泡点线: 是等温降压时体系出现第一批气泡的轨迹线。
露点线: 是等温升压时体系中出现的第一批液滴的轨迹线饱和蒸汽压线:单组分的饱和蒸汽压线为泡点线和露点线的共同轨迹.分析1----2 3-----4相态变化多组分体系:(1)双组分体系的相图不再是一条单调曲线,而是一开口的环形曲线.(2)双组分体系的临界点不再是两相共存的最高压力和温度点, 而是泡点线和露点线的对接点.(3)双组分体系的两相区介于两纯组分的饱和蒸汽压曲线之间, 且临界压力高于各组分的临界压力,但临界温度确界于两组分的临界温度之间.(4)两组分中哪个组分的含量占优势,露点线或泡点线就靠近哪一组分的饱和蒸汽压线。
(5)两组分的浓度越接近则两相区的面积越大,两组分的组成有一组分的含量占绝对优势,两相区就越窄长.(6)两组分系统中,组成系统的物质不同其临界点也不同,而且分子结构越相近的两组分,其临界点轨迹曲线越扁平。
如果两组的挥发性和分子量差别愈大时,临界点轨迹所包围的面积愈大,临界凝析压力也愈高.2、等温反凝析现象的解释当体系处于A点时体系为单一气相。
当压力降至B点时,由于压力下降,烃分子距离加大,因而分子引力下降,这时被气态轻烃分子吸引的(或分散到轻烃分子中的)液态重烃分子离析出来,因而产生了第一批液滴。
而当压力进一步下降到D点时,由于气态轻烃分子的距离进一步增大,分子引力进一步减弱,因而就把液态重烃分子全部离析出来,这时在体系中就凝析出最多的液态烃而形成凝析油。
油藏第一章1.储集层(孔隙开度较大的岩石层)非储集层(孔隙开度较小的岩石层)水平、倾斜储层无法聚集油气。
2. 圈闭:定义:能够阻止油气继续运移、并能遮挡油气,使其聚集起来的地质构造。
构成要素:储集层(储集油气的岩石层)、盖层(阻止油气向上运移的岩石层)、遮挡物(阻止油气侧向运移的岩石层)。
圈闭大小度量参数:溢出点(圈闭中油气溢出的地方)、闭合高度h(圈闭的t(通过溢出点的闭合等高线所包最高点与溢出点之间的垂向距离)、闭合面积At围的面积)。
:V ct=A t hφ(1-S wc) h—储集层的厚度圈闭容积Vct3. 油藏:定义:单一圈闭中被油气占据的部分,称作油气藏。
(08年已考)度量参数:油水界面、油柱高度h o、含油面积A o。
油藏容积:V c=A o hφ(1-S wc)圈闭充满系数:油藏容积与圈闭容积的比值。
β= V c/V ct4. 油藏地质条件:生油岩、油气生成、油气运移、储集层、盖层、圈闭、保存条件。
5. 油藏力学条件一:同一个油藏应具有统一的油水界面,不同的油藏应具有不同的油水界面。
6. 油藏力学条件二:同一个油藏应具有统一的压力系统,不同的油藏应具有不同的压力系统。
7. 油藏分类:岩性圈闭孔隙流体接触关系(边水油藏、底水油藏)底水油藏:如果油藏的内含油面积为0,即油藏的整个含油面积全部与底水接触,这样的油藏称作底水油藏。
(示意图10年已考)边水油藏:如果油藏的内含油面积不为0,即油藏只有部分含油面积与底水接触,大量的地层水位于含油边界以外的区域,这样的油藏称作边水油藏。
(示意图已考)8.地质储量:特定地质构造中所聚集的油气数量。
分为静态地质储量和动态地质储量。
动态地质储量与静态地质储量的比值,称作储量的动用程度。
可采储量:在目前技术经济条件下, 可以采出的地质储量。
采收率:可采储量与地质储量的比值。
静态地质储量:采用静态地质参数(如含油面积和储集层厚度)计算的地质储量。
动态地质储量:在油气开采过程中采用动态生产数据(如油气产量和地层压力)计算的地质储量。
第六节油藏物质平衡方程简介(2学时)
一、教学目的
了解油藏物质平衡原理,熟练掌握流体高压物性参数的应用。
二、教学重点、难点
教学重点
1、油藏物质的定义
2、物质平衡方程式的推导
教学难点
1、物质平衡方程式的推导
三、教法说明
课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表
四、教学内容
本节主要介绍五个方面的问题:
一、油藏物质平衡概念
二、物质平衡方程式的推导
三、物质平衡方程式的简化
四、物质平衡方程式的分析
(一)、油藏物质平衡概念
所谓物质平衡就是指:在油田开发阶段的某一时期流体的采出量加上剩余的储存量等于流体的原始储量。
即物质守恒定律,它具有三大特点,即:
地下平衡
体积平衡
累积平衡
(二)、物质平衡方程式的推导
1、几个假定
①、孔隙介质的孔隙度与压降无关,即在压力发生变化时,孔隙度不发生
变化。
②、气体在水中溶解度很小,在此可以忽略不计
③、油气两相在任一压力下均能在瞬间达到平衡
④、油藏温度在整个开发过程中始终保持不变
2、符号说明
N ——原始储油量,标米3
G ——原始储气量,标米3
Rsi ——原始溶解油气比,标米3/米3
Np ——累积采油量,标米3
Rp ——累积平均生产油气比,标米3/米3
Rs ——油藏压力降为P 时的溶解油气比,标米3/米3
W ——在油压力降至P 时,侵入油带的水量,标米3
Wp ——累积产水量,标米3
o
g
V V m ——原始气顶容积与油带容积之比值
Boi ——原始条件下地层油的体积系数
Bo ——压力降为P 时地层油的体积系数
Bgi ——原始油藏压力下气体的体积系数
Bg ——在压力为P 时气体的体积系数
B oi ——原始油藏压力下油气两相体积系数
Bt ——在压力为P 时地层油气两相体积系数
Bw ——在压力为P 时地层水的体积系数
3、方程式的推导
①、原始气顶气量=mNBoi/Bg
②、原始溶解气量=N·Rsi
③、采出气量=Rp·Np
④、剩余气顶气量=[(m+1)·N·Boi-(N-Np)·Bo-(W-Wp)·Bw]/Bg
⑤、剩余溶解气量=(N-Np)·Rs
()()()()
g w p o p oi s p p p si gi oi B B w w B N N NB m 1R N N R N NR B mNB ----++-+⋅=+ 化简得:
()[]
()⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛-+---=gi gi g ti ti t g p si o p B B B mB B B B R R B N N
(三)、物质平衡方程式的简化
1、封闭性的弹性驱动油藏:即无边底水,无气顶
m=0,W=0,W p =0,Rsi=Rp
方程简化为:
oi o o
p B B B N N -=
2、有边底水、无气顶的低饱和油藏
m=0,Rp=Rsi=Rs (P>P b )
()oi o w
p o p B B B W W B N N ---=
3、有气顶、无边底水的饱和油藏
W=0,W p =0
()[]gi i g g ti ti t g p si o p B B B mB B B B R R B N N -+---=
4、溶解气驱(无边底水)
m=0,W=W p =0
()[]ti t g p si o p B B B R R B N N ---=
(四)、物质平衡方程式的分析
1、参数归类
平衡方程式所用的参数可归纳为三种类型:
①、开发动态数据,即生产统计数据Np、Wp、Rp
②、油藏物性参数Bo、Boi、Bgi、Bg、Rs、Rsi、Bw、Bti、Bt
③、未知数N、m、W
所以要应用物质平衡方程就必须搞好生产统计资料,认真测定各项高压物性参数,并进行匀整处理。
但是方程中含有N、m、W三个未知数,所以要解这个方程还得附加一个方程,一般讲,m可以通过测井来确定,所剩下的N、W可以借助于最小二乘法解不同时期的平衡方程式组而得。
2、对平衡方程式的评价
优点:
①、可以加避油层非均质和多相渗流计算的困难
②、可以预测油层压力及采收率
③、计算简单
缺点:
由于物质平衡方程式的导出是建立在前面的几个假设条件之上的,而实际情况并非如此,所以这样就会产生一些误差,主要表现在:
①、相平衡在油藏中不易迅速达到
②、PVT数据中的脱气过程不能完全反映出油层、井及分离器内的实际脱
气过程
③、地层的平衡压力难确定,特别是厚油层、倾斜地层、非均质、稠油油
藏更是如此
④、实际油藏中因为存在有油水过渡带,所以油水艰难划分,所以m的取
值也有困难
⑤、Np、Rp、Wp不易精确测得。
五、教学后记
通过本节的学习,同学们掌握了物质平衡的基本概念,方程式的推导方法与技巧,为今后油藏工程课的学习打下了较好的基础。
六、教学参考书
1.何更生编.油层物理.石油工业出版社
2.洪世铎编.油藏物理基础.石油工业出版社
3.秦积瞬、李爱芬主编.油层物理学.石油大学出版社
4.罗挚谭编.油层物理.地质出版社
5.威廉.麦凯恩编.石油流体性质. 石油工业出版社
七、复习思考题
1、以油为研究对象推导油藏的物质平衡方程式。