高等油藏工程第六部分礦場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)方法.ppt

礦場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)方法 概念 系統(tǒng)地觀察油 氣 藏的生產(chǎn)動(dòng)態(tài) 準(zhǔn)確齊全地收集整理并深入分析能說明生產(chǎn)規(guī)律的資料 用數(shù)理方法 如數(shù)理統(tǒng)計(jì) 最小二乘法 灰色理論 加工相應(yīng)的信息 找出表達(dá)這些規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)公式 用此經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)油藏的未來動(dòng)態(tài) 礦場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)方法 特點(diǎn) 不去研究油 氣 藏復(fù)雜的地下滲流過程方法具有一定的可靠性無法完全揭示變化的機(jī)理方法需要校正 檢驗(yàn)和完善 第一節(jié)水驅(qū)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和產(chǎn)量遞減規(guī)律經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)方法 23個(gè)接近于開發(fā)完畢的水驅(qū)砂巖油田的基本情況如下 滲透率 20 80mD油水粘度比 0 5 6 0含水率 28 3 99 8 采出可采儲(chǔ)量的80 99 8 第一節(jié)水驅(qū)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和產(chǎn)量遞減規(guī)律經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)方法 2 統(tǒng)計(jì)方法為便于對(duì)比 找出固有的規(guī)律 引入無因次變量1 無因次采油速度 油田實(shí)際的采油速度 油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)階段最大的采油速速度 2 統(tǒng)計(jì)方法2 工業(yè)采出程度 第一節(jié)水驅(qū)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和產(chǎn)量遞減規(guī)律經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)方法 油田地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度 油田最終采收率 23個(gè)油藏統(tǒng)計(jì)規(guī)律P153 圖2 11 VD RD I II III I 上產(chǎn)階段 II 高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)階段階段 III 遞減階段 2 統(tǒng)計(jì)規(guī)律1 高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)期限限的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)法取第二階段的平均無因次速度 VD 0 8 1 0 2 0 9 中值 則得第二階段的期限為 RD 0 5 下限 即R 0 5ReRD 0 6 上限 即R 0 6Re即 第二階段結(jié)束時(shí) 大約采出可采儲(chǔ)量的50 60 穩(wěn)產(chǎn)期大約可采出可采儲(chǔ)量的50 第一節(jié)水驅(qū)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和產(chǎn)量遞減規(guī)律經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)方法 例 已知地質(zhì)儲(chǔ)量N 如為4億噸 估算采收率Re 如30 計(jì)算可采儲(chǔ)量 1 2億噸 估計(jì)穩(wěn)產(chǎn)期內(nèi)累產(chǎn)油量 Np 0 5ReN 6000萬噸 按設(shè)計(jì)的穩(wěn)產(chǎn)期的年產(chǎn)量估算穩(wěn)產(chǎn)年限 T 0 5Nr Q年 第一節(jié)水驅(qū)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和產(chǎn)量遞減規(guī)律經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)方法 2 產(chǎn)量遞減規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)法由圖2 11可得產(chǎn)量遞減階段的VD RD之關(guān)系 中值 由 0 95 0 0 5 0 9 兩點(diǎn)確定直線方程 VD 2 0 95 RD 上限值 由 1 05 0 0 6 0 9 兩點(diǎn)確定直線方程 VD 2 1 05 RD 第一節(jié)水驅(qū)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和產(chǎn)量遞減規(guī)律經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)方法 2 產(chǎn)量遞減規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)法 續(xù) 轉(zhuǎn)換為有因次采油速度為 V3 2Vmax 0 95 R Re 中值 V3 2Vmax 1 05 R Re 上值 第一節(jié)水驅(qū)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和產(chǎn)量遞減規(guī)律經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)方法 第三開發(fā)階段的采油速度 2 產(chǎn)量遞減規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)法 續(xù) 轉(zhuǎn)換為年產(chǎn)油量為 Q3 2Qmax 0 95 R Re 中值 Q3 2Qmax 1 05 R Re 上值 第一節(jié)水驅(qū)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和產(chǎn)量遞減規(guī)律經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)方法 第三開發(fā)階段的年產(chǎn)油量 第二開發(fā)階段的最大年產(chǎn)油量 2 產(chǎn)量遞減規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)法 續(xù) 遞減快慢概念 上述公式求導(dǎo)有 第一節(jié)水驅(qū)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和產(chǎn)量遞減規(guī)律經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)方法 2 產(chǎn)量遞減規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)法 續(xù) 分析 第三階段得采油速度或年產(chǎn)油量隨著油田采出程度的遞減率 與第二階段的值成正比 即高產(chǎn) 穩(wěn)產(chǎn)階段采油速度或年產(chǎn)油量愈高 第三階段的遞減率愈大 與油田采收率成反比 即油田儲(chǔ)集層及流體物性愈好 油田開采工藝技術(shù)效果愈好 油田遞減率就愈小 第一節(jié)水驅(qū)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和產(chǎn)量遞減規(guī)律經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)方法 下圖說明上述情況 Q t 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 該方法僅適用于已進(jìn)入遞減階段且有較長(zhǎng)遞減歷史的油氣田或油氣井 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 1 產(chǎn)量遞減規(guī)律是油氣田或油氣井在開采中后期出現(xiàn)的共同的規(guī)律 各個(gè)油氣田或油氣井不同的是 開始遞減的時(shí)間不同 遞減快慢不同 遞減的原因不同 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 1 產(chǎn)量遞減規(guī)律我們關(guān)心的問題 Q t有無規(guī)律 如有 有哪些規(guī)律 如何將這些規(guī)律應(yīng)用于礦場(chǎng)的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè) 2 瞬時(shí)遞減率的定義a 又稱名義遞減率 單位時(shí)間的產(chǎn)量變化率 用下式表示 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 單位 1 天 1 月 1 季 1 年 Q Q0 Q1 t0t1t dQ dt 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 由 1 式可導(dǎo)出幾種不同形式的表達(dá)式 a dQ dNp dNp Qdt a dlnQ dt3 遞減系數(shù)D 礦場(chǎng)常用 D 1 a 單位與a相同 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 4 Arps的三種遞減規(guī)律Arps總結(jié)出的三種類型的產(chǎn)量遞減規(guī)律 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 n 0時(shí) a ai const 為指數(shù)遞減 常遞減 n 1時(shí) a ai Q Qi 為調(diào)和遞減0 n 1時(shí) a ai Q Qi n 為雙曲線遞減 t 0時(shí)對(duì)應(yīng)的遞減率 其它特殊遞減規(guī)律 n 1時(shí) 稱為直線遞減n 0 5時(shí) 稱為衰竭遞減 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 5 產(chǎn)量遞減分析根據(jù)遞減率的定義 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 指數(shù)遞減 1 指數(shù)遞減分析 未來產(chǎn)量Q與時(shí)間t的對(duì)應(yīng)關(guān)系 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 指數(shù)遞減 取定積分 改寫成下式 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 指數(shù)遞減 lnQ t 直線的斜率為遞減率a截距為lnQi 遞減周期概念 設(shè)在某一時(shí)間T0時(shí) 油田產(chǎn)量正好降為初始產(chǎn)量的1 10 則遞減周期T0滿足 aT0 2 303即 T0 2 303 a半周期T1 產(chǎn)量降為初始產(chǎn)量之半 滿足 T1 0 69315 a 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 指數(shù)遞減 求累積產(chǎn)油量Np 積分結(jié)果為 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 指數(shù)遞減 產(chǎn)量與累積產(chǎn)量的關(guān)系 產(chǎn)量與遞減期內(nèi)累積產(chǎn)量 Q Np 直線的截距為Qi 斜率為a 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 指數(shù)遞減 2 調(diào)和遞減分析 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 調(diào)和遞減 積分結(jié)果為 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 調(diào)和遞減 未來產(chǎn)量Q與時(shí)間t的對(duì)應(yīng)關(guān)系 1 Q t 1 Qi tg ai Qi 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 調(diào)和遞減 直線的斜率為遞減率ai Qi截距為 1 Qi Q與t的關(guān)系 累積產(chǎn)量表達(dá)式 或?qū)懗?第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 調(diào)和遞減 產(chǎn)量與遞減期內(nèi)累積產(chǎn)量 lnQ Np lnQi tg ai Qi 直線的斜率為遞減率ai Qi截距為lnQi 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 調(diào)和遞減 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 雙曲線遞減 3 雙曲線遞減 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 雙曲線遞減 分離變量并積分 未來產(chǎn)量Q與時(shí)間t的對(duì)應(yīng)關(guān)系 1 Qn t 1 Qin tg nai Qin 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 雙曲線遞減 直線的斜率為遞減率nai Qin截距為 Q與t的關(guān)系 1 Qin 累積產(chǎn)量表達(dá)式 積分結(jié)果為 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 雙曲線遞減 產(chǎn)量與遞減期內(nèi)累積產(chǎn)量 Q1 n Np tg 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 雙曲線遞減 3 遞減類型的判斷方法 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 遞減類型的判斷 確定其遞減參數(shù) ai n 目前常采用的方法有 圖解法 試湊法 曲線位移法 二元線性回歸法 典型曲線擬合法等 3 遞減類型的判斷方法1 圖解法是利用指數(shù)遞減和調(diào)和遞減規(guī)律中存在的一些線性關(guān)系 來判斷遞減類型 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 遞減類型的判斷 判斷方法 由簡(jiǎn)單 復(fù)雜類型的順序但對(duì)雙曲線遞減計(jì)算較復(fù)雜 例1 指數(shù)遞減 lnQ t Q Np 例2 調(diào)和遞減 1 Qi 1 Q t tg ai Qi lnQ Np tg ai Qi A B y 2 試湊法1 用于雙曲線遞減 方法 給定一系列不同的n值 能使 Qi Q n與時(shí)間t為直線關(guān)系的n值 即為正確的n值 則 y A Bt 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 遞減類型的判斷 t y由截距A Qi由斜率B ai n大 n小 n正確 A tg B 3 遞減類型的判斷方法2 試湊法2 用于雙曲線遞減 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 遞減類型的判斷 1 0 Qi Q n t n小 n大 n正確 tg nai 3 遞減類型的判斷方法3 曲線位移法 用于雙曲線遞減 方法 就是將雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)中成曲線的產(chǎn)量與時(shí)間圖 向右位移某一合適的距離 使其成直線 理論基礎(chǔ) 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 遞減類型的判斷 3 遞減類型的判斷方法3 曲線位移法 用于雙曲線遞減 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 遞減類型的判斷 ABC lgQ lg C t C正 C大 C小 C 0 由斜率B n再由C ai 1 nC再由A Qi 3 遞減類型的判斷方法3 曲線位移法 用于雙曲線遞減 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 遞減類型的判斷 3 遞減類型的判斷方法4 典型曲線擬合法理論基礎(chǔ) Arps三種遞減類型的無因次形式 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 遞減類型的判斷 給定不同n值和ait值時(shí) 可以計(jì)算出不同的產(chǎn)量比 Qi Q 繪在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上 則可得到理論圖版 指數(shù)遞減 調(diào)和遞減 n 00 20 40 60 81 0例子 n 0 4 ai ait M tM 10 1 0 1 1 10 ait Qi Q ait M 3 遞減類型的判斷方法5 二元線性回歸求解法方法 將雙曲線遞減得累積產(chǎn)量公式化為二元回歸方程 通過二元回歸分析 一次求得n ai和Qi值 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 遞減類型的判斷 a0 a1 a2 3 遞減類型的判斷方法5 二元線性回歸求解法 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 遞減類型的判斷 則 Np a0 a1Q a2Qt如果 再設(shè)x1 Q x2 Qt y Np 則y a0 a1x1 a2x2變?yōu)槎€性方程 求解步驟 收集實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù) 二元回歸分析 求得常數(shù)a0 a1和a2 確定出Qi ai和n 3 遞減類型的判斷方法5 二元線性回歸求解法 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 遞減類型的判斷 遞減參數(shù)確定如下 3 遞減類型的判斷方法5 二元線性回歸求解法 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 遞減類型的判斷 4 產(chǎn)量遞減規(guī)律的應(yīng)用1 預(yù)測(cè)未來產(chǎn)量和開發(fā)年限已知t 外推Q 給定產(chǎn)量Q 估計(jì)開發(fā)年限T 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量遞減規(guī)律的應(yīng)用 確定經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量Qec 可采儲(chǔ)量 預(yù)測(cè)方法 2 預(yù)測(cè)采收率和可采儲(chǔ)量首先確定Np與Q之關(guān)系 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量遞減規(guī)律的應(yīng)用 例 某指數(shù)遞減油田 如果取Qec 0 目前產(chǎn)量為Q1 相應(yīng)的累積產(chǎn)油量為Np1 求剩余可采儲(chǔ)量 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量遞減規(guī)律的應(yīng)用 Q 0t1 Qi Q1 Qec 3 分析評(píng)價(jià)增產(chǎn)措施或開發(fā)調(diào)整 如層系調(diào)整 井網(wǎng)加密等 的效果在產(chǎn)量遞減階段 可能采取 1 增產(chǎn)措施壓裂酸化堵水 調(diào)剖 補(bǔ)孔 2 調(diào)整層系調(diào)整 合注合采 分層注采 加密井網(wǎng) 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量遞減規(guī)律的應(yīng)用 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量遞減規(guī)律的應(yīng)用 例子1 分析 措施后 如壓裂后 油井產(chǎn)量增加 遞減率不變 可采儲(chǔ)量增加 原因是可流動(dòng)的供油體積或面積增大了 阻力也可能減小了 如壓裂 補(bǔ)孔 lnQ ts t lnQ ts t 例子2 分析 產(chǎn)量變化不大 但遞減率減小 可采儲(chǔ)量仍然增加 原因是可流動(dòng)的供油體積或面積增加了 但流動(dòng)阻力變化不大 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量遞減規(guī)律的應(yīng)用 lnQ ts t 例子3 分析 油氣井僅在局部地區(qū)流動(dòng)阻力減小 如酸化 產(chǎn)量增加 但遞減率也增加了 可采儲(chǔ)量保持不變 但是 減少了開發(fā)年限 降低了管理成本 提高了經(jīng)濟(jì)效益 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量遞減規(guī)律的應(yīng)用 5 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用1 我國(guó)某些油田進(jìn)入遞減期以后 其產(chǎn)量與時(shí)間的關(guān)系可用下式表示 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用 遞減期開發(fā)時(shí)間 月或年 顯然 產(chǎn)量是減速遞減的 產(chǎn)量的變化符合n 0 5的雙曲線遞減規(guī)律 稱為衰減遞減 t時(shí)刻的產(chǎn)量 噸 月或噸 年 5 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用1 衰減遞減 1 剩余可采儲(chǔ)量與累積產(chǎn)量設(shè)油田在遞減期的可采儲(chǔ)量為a 則油田從遞減時(shí)刻算起開發(fā)至t時(shí)刻 地層中剩余可采儲(chǔ)量應(yīng)為a Np t 其由下式計(jì)算 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用 累積產(chǎn)量與時(shí)間的關(guān)系為 Np t a b t Q 0 t 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用 5 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用1 衰減遞減 1 剩余可采儲(chǔ)量與累積產(chǎn)量Np t 是從與a 同一時(shí)刻起算的 可以是遞減期中的任意時(shí)刻 如取t0 0 右圖中陰影面積 Np t 當(dāng)t 時(shí) Np t a 衰減遞減判斷 作Npt與t圖 若出現(xiàn)直線段 則為衰減遞減 且直線段斜率為a Npt t tg a 產(chǎn)量衰減曲線 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用 5 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用1 衰減遞減 2 衰減規(guī)律的遞減率 即遞減率隨著時(shí)間的增加而不斷減小 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用 5 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用1 衰減遞減 3 產(chǎn)量與累積產(chǎn)量的關(guān)系 2 衰減規(guī)律的校正 1 校正原因在實(shí)際應(yīng)用中 符合衰減規(guī)律的點(diǎn)子極其有限 為了能獲得較理想的結(jié)果 并盡可能利用遞減初期的產(chǎn)量數(shù)據(jù) 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用 5 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用2 衰減規(guī)律的校正 2 校正依據(jù)n 0 5的雙曲遞減的產(chǎn)量 由上式看出 只有當(dāng)t很大時(shí) t C t Q b t2 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用 5 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用2 衰減規(guī)律的校正 3 校正方法 因此 在實(shí)際應(yīng)用中 若Npt t曲線中的直線較短時(shí) 看是否在Np t C t C 曲線中的直線段會(huì)變長(zhǎng) 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用 5 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用2 衰減規(guī)律的校正 Np t t1 t2 t3 Np3 Np2 Np1 1 3 2 衰減曲線校正方法示意圖 待定常數(shù)的求法 C 在Np 從遞減期某一時(shí)刻算起 與t曲線的兩端取兩點(diǎn)Np1和Np3 其對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為t1和t3 在曲線上查出Np2 Np1 Np3 2對(duì)應(yīng)t2 計(jì)算校正常數(shù)C 問題 如何推導(dǎo)C的表達(dá)式 第二節(jié)產(chǎn)量遞減分析 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用 5 產(chǎn)量衰減規(guī)律及應(yīng)用2 衰減規(guī)律的校正 校正后的衰減曲線 t Npt t C Np t C tg a 衰減曲線和校正衰減曲線 討論 預(yù)測(cè)