第05章 气藏物质平衡

选择题1.孔隙空间与岩石总体积之比称为（B）。

A孔隙度B总孔隙度C有效孔隙度D平均孔隙度2.依靠自然消耗开采的储层的压力下降取决于（C）。

①总的产气量②水层的水侵量③储层压实性④水力扩散系数A②③④ B①②④ C①②③ D①③④3.存在于地下岩层中的天然气，有的和原油伴生（伴生气），有的单独存在（非伴生气）。

其中非伴生的天然气藏大约占（C）。

A 40%B 50%C 60%D 70%4.相国寺石炭系气藏属于（A）。

A视均质气藏B非均质含硫气藏C裂缝D多裂缝系统5.根据断层走向和构造关系将断层分为（A）。

⑴走向断层⑵横向断层⑶斜向断层⑷平移断层A（1）（2）（3）B（1）（2）（4）C （1）（3）（4）D（2）（3）（4）6.地温梯度（G T）指恒温带以下每加深一定深度，温度随之增加的度数。

其中，常温气藏（B）。

A G T <2.7B 2.7W G T <3.3C G T N3.3D G T=3.07.气藏驱动一般分为（C）。

①气驱②弹性气驱③弹性水驱④水驱A①②③B①②④C①③④D②③④8.气藏从发现起，经过勘探到投入开发的整个过程，大体可分为除下列（C）外三阶段。

A预测B评价钻探C探明储量D开发9.下列哪项不是计算气藏储量的方法（D）。

A容积法B物质平衡法C气藏探边测试法D升压法10.气藏层系可划分为：（ACD）A纯气层B纯水层C气水层D凝析油气层11.影响气井举升能力的因素不包括（）（A ）油管尺寸（B）井底压力（C ）临界流速（D）产量答案：D12.按烃类气的湿度系数，将烃类气分为干气和湿气。

一般以甲烷含量小于() 的天然气称为湿气()(A) 80% (B) 85% (C) 90% (D)95%答案：D13.以下哪个国家煤层气资源量最大()(A)俄罗斯(B)中国(C)美国(D)加拿大答案：A14.美国完钻世界上第一口页岩气井是在()年。

(A) 1831 (B) 1921 (C) 1931 (D) 1821答案：D15.泡沫排水采气中，气体流速对排水量有影响。

气藏物质平衡方程式正常压力系统气藏的物质平衡方程式当原始气藏压力等于或略大于埋藏深度的静水压力时，称之为正常压力系统气藏。

下面按其有无天然水驱作用划分的水驱气藏和定容气藏，对其物质平衡方程式加以简单推导。

一.水驱气藏的物质平衡方程式对于一个具有天然水驱作用的气藏，随着气藏的开采和气藏压力的下降，必将引起气藏内的天然气、地层束缚水和岩石的弹性膨胀，以及边水对气藏的侵入。

由图3-1看出，在气藏累积产出(GpBg+WpBw)的天然气和地层水的条件下，经历了开发时间t，气藏压力由pi下降到p。

此时，气藏被天然水侵占据的孔隙体积，加上被地层束缚水和岩石弹性膨胀占据的孔隙体积，再加上剩余天然气占有的孔隙体积，应当等于在pi压力下气藏的原始含气的体积，即在地层条件下气藏的原始地下储气量。

由此，可直接写出如下关系式：(3-1)式中：G—气藏在地面标准条件下(0.1OlMPa和2O℃)的原始地质储量；GP—气藏在地面标准条件下的累积产气量；其他符号同油藏物质平衡方程式所注。

由(3-1)式解得水驱气藏的物质平衡方程式为：(3-2)对于正常压力系数的气藏，由于(3-2)式分母中的第2项与第1项相比，因数值很小，通常可以忽略不计，因此得到下式：(3-3)将(2-5)式和(2-6)式代入(3-3)式得：(3-4)由(3-4)式解得水驱气藏的压降方程式为：(3-5)由(3-5)式看出，天然水驱气藏的视地层压力(p/Z)与累积产气量(Gp)之间，并不存在直线关系，而是随着净水侵量(We-WpBw)的增加，气藏的视地层压力下降率随累积产气量的增加而不断减小，两者之间是一条曲线(见图3-2)。

因此，对于水驱气藏，不能利用压降图的外推方法确定气藏的原始地质储量，而必须应用水驱气藏的物质平衡方程式进行计算。

图3-1 水驱气藏的物质平衡图图3-2 气藏的压降图将(3-3)式改写为下式：(3-6)若考虑天然水驱为非稳定流时，即，则(3-6)式可写为：(3-7)若令：(3-8) (3-9)则得(3-10)由此可见，与油藏的物质平衡方程式相似，水驱气藏的物质平衡方程式，同样可简化为直线关系式。

物质平衡微分方程在油(气)藏水侵计算中的应用物质平衡微分方程是一种研究物质变化的数学模型，它可以用来描述物质在油(气)藏中的运动。

它基于物质守恒的原理，即物质在油(气)藏中的总量是不变的，只有它的形态和分布会发生变化。

物质平衡微分方程可以用来描述油(气)藏中物质的变化，以及油(气)藏中物质的流动情况。

它还可以用来研究物质在油(气)藏中的水侵运动，从而更好地了解油(气)藏的物质变化情况。

2. 油(气)藏水侵计算的基本模型油(气)藏水侵计算的基本模型是基于物质平衡微分方程，其中包括了渗流方程、热传导方程和物质平衡方程。

渗流方程用来描述油(气)藏内部的渗流状况，热传导方程用来描述油(气)藏内部的热传导状况，而物质平衡方程则用来描述油(气)藏内部的物质平衡状况。

这三个方程组合起来，可以建立出一个完整的油(气)藏水侵计算模型，用来模拟油(气)藏内部的水侵过程。

物质平衡微分方程可以用来模拟油(气)藏水侵的过程，它可以模拟油层中油水界面的运动，以及油水两相流动的情况。

物质平衡微分方程可以用来求解油水界面的位置，以及水侵的速度和方向。

此外，物质平衡微分方程还可以用来模拟油水两相流动的情况，以及油水界面的运动。

物质平衡微分方程还可以用来求解油水界面的位置，以及油水两相流动的情况。

此外，物质平衡微分方程还可以用来模拟油水界面的运动，以及油水界面的位置变化。

通过对油水界面的位置变化和油水两相流动的情况进行模拟，可以获得有关油(气)藏水侵的结果。

4. 油(气)藏水侵计算的数值解法油(气)藏水侵计算的数值解法主要包括有限差分法、有限元法和蒙特卡罗法。

有限差分法是采用网格结构，将油藏水侵计算的物质平衡微分方程进行离散化，然后求解离散的方程组，从而求解油藏水侵的数值解。

有限元法是将物质平衡微分方程区域化为网格，并将每个网格上的函数用元函数表示，然后求解元函数的系数，从而求解油藏水侵的数值解。

蒙特卡罗法是采用随机算法，将物质平衡微分方程转换为积分方程，然后采用抽样法求解积分方程，从而求解油藏水侵的数值解。

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。

气藏物质平衡方程式正常压力系统气藏的物质平衡方程式当原始气藏压力等于或略大于埋藏深度的静水压力时，称之为正常压力系统气藏。

下面按其有无天然水驱作用划分的水驱气藏和定容气藏，对其物质平衡方程式加以简单推导。

一.水驱气藏的物质平衡方程式对于一个具有天然水驱作用的气藏，随着气藏的开采和气藏压力的下降，必将引起气藏内的天然气、地层束缚水和岩石的弹性膨胀，以及边水对气藏的侵入。

由图3-1看出，在气藏累积产出(GpBg+WpBw)的天然气和地层水的条件下，经历了开发时间t，气藏压力由pi下降到p。

此时，气藏被天然水侵占据的孔隙体积，加上被地层束缚水和岩石弹性膨胀占据的孔隙体积，再加上剩余天然气占有的孔隙体积，应当等于在pi压力下气藏的原始含气的体积，即在地层条件下气藏的原始地下储气量。

由此，可直接写出如下关系式：(3-1)式中：G—气藏在地面标准条件下(0.1OlMPa和2O℃)的原始地质储量；GP—气藏在地面标准条件下的累积产气量；其他符号同油藏物质平衡方程式所注。

由(3-1)式解得水驱气藏的物质平衡方程式为：(3-2)对于正常压力系数的气藏，由于(3-2)式分母中的第2项与第1项相比，因数值很小，通常可以忽略不计，因此得到下式：(3-3)将(2-5)式和(2-6)式代入(3-3)式得：(3-4)由(3-4)式解得水驱气藏的压降方程式为：(3-5)由(3-5)式看出，天然水驱气藏的视地层压力(p/Z)与累积产气量(Gp)之间，并不存在直线关系，而是随着净水侵量(We-WpBw)的增加，气藏的视地层压力下降率随累积产气量的增加而不断减小，两者之间是一条曲线(见图3-2)。

因此，对于水驱气藏，不能利用压降图的外推方法确定气藏的原始地质储量，而必须应用水驱气藏的物质平衡方程式进行计算。

图3-1 水驱气藏的物质平衡图 图3-2 气藏的压降图 将(3-3)式改写为下式：(3-6)若考虑天然水驱为非稳定流时，即，则(3-6)式可写为：(3-7)若令：(3-8) (3-9)则得(3-10)由此可见，与油藏的物质平衡方程式相似，水驱气藏的物质平衡方程式，同样可简化为直线关系式。

第二部分 气藏天然气储量1、容积法估算天然气储量1. 1气藏原始地质储量gi gi E S Ah G φ01.0= （2-1）式中 G ——天然气原始地质储量，108Sm 3;A ——含气面积,km 2;， h ——平均有效厚度，m;φ——平均有效孔隙度，小数； gi S ——平均原始含气饱和度，小数wi gi S S -=1wi S ——平均原始含水饱和度，小数；gi E ——天然气的膨胀系数。

1. 2定容气藏采出程度100110011001100⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⨯=Z p pZ B B E E G G FR i i g gi gi g p（2-2）式中FR —采出程度，%；G —天然气的原始地质储量103Sm 3， p G —累积产气量，103Sm 3;i p 、p —气藏原始平均地层压力和任意压力，Mpa ；gi E 、g E —在i p 、p 和平均地层温度下天然气的膨胀系数； gi B 、g B —在i p 、p 和平均地层温度下天然气的体积系数；i Z 、Z —在和平均地层温度下天然气的偏差系数。

1.3气藏采收率 定容气藏100110011001100⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⨯=a i i a ga gi gi ga paR Z p Z p B B E E G G E式中 R E —采收率，%；a p —废弃压力，Mpa ；pa G —废弃压力下天然气的膨胀系数； ga B —废弃压力下天然气的体积系数； a Z —废弃压力下天然气的偏差系数；其余符号同前。

水驱气藏：()gagi gi ga ga gi R B S B S B S E -=100 （2-3）式中 ga S —废弃时含气饱和度。

其余符号同前。

1. 4可采储量Rgi wi Rg E E S Ah E G R )1(01.0-=⨯=φ （2-4）式中 g R —到废弃压力的可采储量，108Sm 3。

油气开采基础知识单选题100道及答案解析1. 油气藏形成的必要条件不包括（）A. 生油层B. 储集层C. 盖层D. 断层答案：D解析：油气藏形成的必要条件包括生油层、储集层和盖层，断层不是必要条件。

2. 石油的主要成分是（）A. 碳和氢B. 氧和氮C. 硫和氮D. 金属元素答案：A解析：石油主要由碳和氢组成。

3. 以下哪种储集层孔隙度最大（）A. 砂岩B. 碳酸盐岩C. 页岩D. 火山岩答案：A解析：砂岩通常具有相对较大的孔隙度。

4. 油气初次运移的主要动力不包括（）A. 压实作用B. 浮力C. 热力作用D. 水动力答案：D解析：油气初次运移的主要动力有压实作用、热力作用和浮力等，水动力不是初次运移的主要动力。

5. 渗透率的单位是（）A. 平方米B. 平方微米C. 达西D. 厘米/秒答案：C解析：渗透率的单位是达西。

6. 以下哪种驱动方式能量最充足（）A. 水压驱动B. 弹性驱动C. 溶解气驱动D. 重力驱动答案：A解析：水压驱动能量最充足。

7. 油气田开发方案编制的基础是（）A. 地质研究B. 油藏工程研究C. 经济评价D. 环境评估答案：A解析：地质研究是油气田开发方案编制的基础。

8. 提高采收率的方法不包括（）A. 化学驱B. 热力驱C. 微生物驱D. 降低开采速度答案：D解析：降低开采速度不能提高采收率，其他选项都是提高采收率的方法。

9. 注水开发中，注水井的布置方式不包括（）A. 边缘注水B. 切割注水C. 面积注水D. 点状注水答案：D解析：注水开发中注水井的布置方式通常有边缘注水、切割注水和面积注水，没有点状注水这种方式。

10. 油井自喷的主要能量来源于（）A. 井底压力B. 地层压力C. 井口压力D. 油管压力答案：B解析：油井自喷的能量主要来源于地层压力。

11. 气顶油藏中，气顶体积与油环体积的比例称为（）A. 气油比B. 含气率C. 含油率D. 油气比答案：B解析：气顶油藏中，气顶体积与油环体积的比例称为含气率。

气藏流动物质平衡方法的不适用性
张雨薇;王晓冬
【期刊名称】《特种油气藏》
【年(卷),期】2016(023)001
【摘要】为了论证流动物质平衡方法在气藏中的适用性，基于天然气拟稳态渗流理论，引入Rus-sell拟压力函数以及Meunier拟时间函数变换，演绎了拟平均地层压力与拟井底流动压力的关系，并通过实例计算了平均地层压力物质平衡关系和井底流动压力的物质平衡关系，对流动物质平衡方法的有效性做了论证分析。

研究结果表明：由于非线性扩散系数的气藏平均地层压力曲线与井底流动压力曲线不平行，在流动物质平衡计算中，用井底流动压力替代平均地层压力的做法不成立。

流动物质平衡方法计算气藏地质储量是不准确的。

【总页数】3页(P120-122)
【作者】张雨薇;王晓冬
【作者单位】中国地质大学，北京 100083;中国地质大学，北京 100083
【正文语种】中文
【中图分类】TE33
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