油藏物質(zhì)平衡方程式

1、油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式 對(duì)于一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的油藏，可以通過(guò)探井的測(cè)壓和高壓物性的分析資料，確對(duì)于一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的油藏，可以通過(guò)探井的測(cè)壓和高壓物性的分析資料，確定出油藏的原始地層壓力和飽和壓力。根據(jù)兩者數(shù)值的大小及其關(guān)系，可將定出油藏的原始地層壓力和飽和壓力。根據(jù)兩者數(shù)值的大小及其關(guān)系，可將原始條件的油藏劃分為如下兩大類：當(dāng)原始地層壓力大于飽和壓力原始條件的油藏劃分為如下兩大類：當(dāng)原始地層壓力大于飽和壓力(pipb)時(shí)，叫做未飽和油藏；當(dāng)原始地層壓力等于或小于飽和壓力時(shí)，叫做未飽和油藏；當(dāng)原始地層壓力等于或小于飽和壓力(pipb)時(shí)，叫時(shí)，叫做飽和油藏。做飽和油藏。 在原始條件下的飽和油

2、藏，可以具有氣頂或沒(méi)有氣頂。無(wú)論是未飽和油藏在原始條件下的飽和油藏，可以具有氣頂或沒(méi)有氣頂。無(wú)論是未飽和油藏或是飽和油藏的飽和壓力，都有從構(gòu)造頂部向翼部減小的趨勢(shì)。這是由于油或是飽和油藏的飽和壓力，都有從構(gòu)造頂部向翼部減小的趨勢(shì)。這是由于油藏的飽和壓力，與其壓力、溫度和油、氣的組分有關(guān)所致。因此，在實(shí)際應(yīng)藏的飽和壓力，與其壓力、溫度和油、氣的組分有關(guān)所致。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)論是原始地層壓力或是飽和壓力，都需要考慮利用加權(quán)平均數(shù)據(jù)。用中，無(wú)論是原始地層壓力或是飽和壓力，都需要考慮利用加權(quán)平均數(shù)據(jù)。 在確定油藏飽和類型的前提下，可以根據(jù)油藏的原始邊外條件，即有無(wú)邊在確定油藏飽和類型的前提下，可

3、以根據(jù)油藏的原始邊外條件，即有無(wú)邊、底水和氣頂?shù)拇嬖?，以及作用于油、氣地層滲流的驅(qū)動(dòng)機(jī)理情況，將油藏、底水和氣頂?shù)拇嬖冢约白饔糜谟?、氣地層滲流的驅(qū)動(dòng)機(jī)理情況，將油藏的天然驅(qū)動(dòng)類型劃分如下：的天然驅(qū)動(dòng)類型劃分如下：油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式油藏飽和類型和驅(qū)動(dòng)類型的劃分油藏飽和類型和驅(qū)動(dòng)類型的劃分油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式對(duì)于油藏的不同驅(qū)動(dòng)類型，需要建立與之相應(yīng)的物質(zhì)平衡方式。在對(duì)于油藏的不同驅(qū)動(dòng)類型，需要建立與之相應(yīng)的物質(zhì)平衡方式。在礦場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中，也需要根據(jù)油藏的驅(qū)動(dòng)類型，選擇不同驅(qū)動(dòng)方式礦場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中，也需要根據(jù)油藏的驅(qū)動(dòng)類型，選擇不同驅(qū)動(dòng)方式的物質(zhì)平衡方程式。的物質(zhì)平

4、衡方程式。油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式 對(duì)于一個(gè)具有氣頂，并有邊底水作用，而其原始地層壓力等于飽和壓力的油藏，在開(kāi)對(duì)于一個(gè)具有氣頂，并有邊底水作用，而其原始地層壓力等于飽和壓力的油藏，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中即使人工注水、注氣，假定仍不能保持地層能量平衡時(shí)，隨著地層流體發(fā)過(guò)程中即使人工注水、注氣，假定仍不能保持地層能量平衡時(shí)，隨著地層流體( (油、氣油、氣、水、水) )從油藏中采出，地層壓力將逐步下降，并由此必將引起氣頂氣的膨脹、地層原油的從油藏中采出，地層壓力將逐步下降，并由此必將引起氣頂氣的膨脹、地層原油的膨脹，以及地層內(nèi)巖石和束縛水的彈性膨脹膨脹，以及地層內(nèi)巖石和束縛水的彈性膨脹( (見(jiàn)圖見(jiàn)

5、圖2-1)2-1)，與此同時(shí)，部分溶解氣體也將釋，與此同時(shí)，部分溶解氣體也將釋放，并隨壓降而膨脹，邊底水也會(huì)隨之侵入油藏內(nèi)。這些就是促使地層流體向生產(chǎn)井流動(dòng)放，并隨壓降而膨脹，邊底水也會(huì)隨之侵入油藏內(nèi)。這些就是促使地層流體向生產(chǎn)井流動(dòng)的諸種主要驅(qū)動(dòng)力量的諸種主要驅(qū)動(dòng)力量。油藏物質(zhì)平衡方程式的建立油藏物質(zhì)平衡方程式的建立圖圖2-1飽和油藏開(kāi)采的綜合驅(qū)動(dòng)物質(zhì)平衡圖飽和油藏開(kāi)采的綜合驅(qū)動(dòng)物質(zhì)平衡圖油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式在油藏的原始條件下，即在原始地層壓力在油藏的原始條件下，即在原始地層壓力pi和地層溫度條件下，氣頂區(qū)內(nèi)和地層溫度條件下，氣頂區(qū)內(nèi)天然氣的原始地質(zhì)儲(chǔ)量天然氣的原始地質(zhì)儲(chǔ)量(

6、地面標(biāo)準(zhǔn)條件，地面標(biāo)準(zhǔn)條件，0.101MPa和和2O)為為G，它所占有的地，它所占有的地下體積為下體積為GBgi；含油區(qū)內(nèi)原油的原始地質(zhì)儲(chǔ)量；含油區(qū)內(nèi)原油的原始地質(zhì)儲(chǔ)量(地面標(biāo)準(zhǔn)條件地面標(biāo)準(zhǔn)條件)為為N，它所占有的，它所占有的地下體積為地下體積為NBoi；氣頂區(qū)的天然氣地下體積與含油區(qū)的原油地下體積比為；氣頂區(qū)的天然氣地下體積與含油區(qū)的原油地下體積比為m，即即m=GBgi/NBoi；氣頂?shù)目紫扼w積為；氣頂?shù)目紫扼w積為Vp；因此，可將氣頂內(nèi)原始天然氣地質(zhì)儲(chǔ)；因此，可將氣頂內(nèi)原始天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量和所占的地層孔隙體積，分別表示如下：量和所占的地層孔隙體積，分別表示如下：(2-1)(2-2)式中的式中的

7、Boi、Bgi和和Swi分別表示原始地層原油體積系數(shù)，原始天然氣體積系數(shù)和分別表示原始地層原油體積系數(shù)，原始天然氣體積系數(shù)和地層束縛水飽和度。根據(jù)高壓物性取樣分析資料，所得到的地層原油和天然氣地層束縛水飽和度。根據(jù)高壓物性取樣分析資料，所得到的地層原油和天然氣物性參數(shù)隨地層壓力的變化關(guān)系，見(jiàn)圖物性參數(shù)隨地層壓力的變化關(guān)系，見(jiàn)圖2-2所示。圖所示。圖2-2上的上的Bt為地層原油的兩相為地層原油的兩相體積系數(shù)，由下式表示：體積系數(shù)，由下式表示：(2-3)(2-4)式中式中Bti原始總體積系數(shù)。原始總體積系數(shù)。油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式曲線曲線Bt兩相兩相(總總)體積系數(shù)；體積系數(shù)；曲線曲

8、線Bo單相原油體積系數(shù)；單相原油體積系數(shù)；曲線曲線Rs溶解氣油比，溶解氣油比，m/m；曲線曲線Bg天然氣的體積系數(shù)。天然氣的體積系數(shù)。圖圖2-2 2-2 地層流體物性隨地層壓力的變化關(guān)系地層流體物性隨地層壓力的變化關(guān)系油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式而天然氣的目前和原始體積系數(shù)分別為：而天然氣的目前和原始體積系數(shù)分別為：(2-5)(2-6)式中：式中：psc、Tsc地面標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力和溫度。地面標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力和溫度。下面對(duì)飽和油藏的物質(zhì)平衡方程式進(jìn)行如下推導(dǎo)：下面對(duì)飽和油藏的物質(zhì)平衡方程式進(jìn)行如下推導(dǎo)： 已知油藏的原始地層壓力為已知油藏的原始地層壓力為pipi，經(jīng)過(guò)，經(jīng)過(guò)t t時(shí)間的開(kāi)

9、采后，地層壓時(shí)間的開(kāi)采后，地層壓力下降到力下降到p p 。在此期間內(nèi)，從油藏中累積產(chǎn)出的油量為。在此期間內(nèi)，從油藏中累積產(chǎn)出的油量為NpNp，氣量為，氣量為GpGp，水量為，水量為WpWp。三者累積產(chǎn)出的地下體積量，應(yīng)等于氣頂區(qū)和含油。三者累積產(chǎn)出的地下體積量，應(yīng)等于氣頂區(qū)和含油區(qū)內(nèi)的諸項(xiàng)彈性累積體積膨脹量、天然累積水侵量和人工累積注水區(qū)內(nèi)的諸項(xiàng)彈性累積體積膨脹量、天然累積水侵量和人工累積注水、注氣地下體積量的總和，并可寫(xiě)出在、注氣地下體積量的總和，并可寫(xiě)出在p p壓力下的地下平衡、累積平壓力下的地下平衡、累積平衡、體積平衡的下列文字表達(dá)式：衡、體積平衡的下列文字表達(dá)式：油藏物質(zhì)平衡方程式油藏

10、物質(zhì)平衡方程式累積產(chǎn)油量累積產(chǎn)油量+累積產(chǎn)氣量累積產(chǎn)氣量+累積產(chǎn)水量累積產(chǎn)水量氣頂?shù)睦鄯e體積膨脹量氣頂?shù)睦鄯e體積膨脹量+氣頂區(qū)內(nèi)地層束縛水和巖石的累積彈性體氣頂區(qū)內(nèi)地層束縛水和巖石的累積彈性體積膨脹量積膨脹量+含油區(qū)內(nèi)地層原油的累積膨脹量含油區(qū)內(nèi)地層原油的累積膨脹量+含油區(qū)內(nèi)地層束縛水和巖石的累積彈性體含油區(qū)內(nèi)地層束縛水和巖石的累積彈性體積膨脹量積膨脹量+累積天然水侵體積量累積天然水侵體積量+人工累積注水體積量人工累積注水體積量+人工累積注氣體積量。人工累積注氣體積量。利用油藏工程的參數(shù)符號(hào)，可將上面的文字表達(dá)式分寫(xiě)如下：利用油藏工程的參數(shù)符號(hào)，可將上面的文字表達(dá)式分寫(xiě)如下： 地面的累積產(chǎn)油量

11、為地面的累積產(chǎn)油量為NpNp，在，在p p壓力下的地下累積體積量為壓力下的地下累積體積量為NpBoNpBo，BoBo為為p p壓力壓力下的地層原油體積系數(shù)；下的地層原油體積系數(shù)； 地面的累積產(chǎn)氣量為地面的累積產(chǎn)氣量為GpGp= =NpRpNpRp，RpRp為累積生產(chǎn)氣油比。而在為累積生產(chǎn)氣油比。而在p p壓力下累積產(chǎn)壓力下累積產(chǎn)油量油量NpNp的溶解氣量為的溶解氣量為NpRsNpRs，RsRs為為p p壓力下的溶解氣油比。因此，地層壓力由壓力下的溶解氣油比。因此，地層壓力由pipi下降下降到到p p時(shí)，由油藏中多產(chǎn)出的天然氣地下體積量為時(shí)，由油藏中多產(chǎn)出的天然氣地下體積量為NpNp( (RpR

12、pRsRs) )BgBg，BgBg為為p p壓力下的天壓力下的天然氣體積系數(shù)；然氣體積系數(shù)；油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式 地面的累積產(chǎn)水量為地面的累積產(chǎn)水量為Wp，而在，而在p壓力下的地下體積量為壓力下的地下體積量為WpBw，Bw為為p壓壓力下地層水的體積系數(shù)；力下地層水的體積系數(shù)；氣頂區(qū)內(nèi)天然氣的累積體積膨脹量為：氣頂區(qū)內(nèi)天然氣的累積體積膨脹量為：氣頂區(qū)內(nèi)地層束縛水和巖石的累積彈性體積膨脹量為：氣頂區(qū)內(nèi)地層束縛水和巖石的累積彈性體積膨脹量為：式中：式中：CwCw地層水的壓縮系數(shù)，地層水的壓縮系數(shù)，MPa；CfCf地層巖石的有效壓縮系數(shù)，地層巖石的有效壓縮系數(shù)，MPa；SwiSwi地層

13、束縛水飽和度，小數(shù)；地層束縛水飽和度，小數(shù)；p p地層壓降地層壓降(pip），），MPa。含油區(qū)溶解氣驅(qū)引起的地層原油累積體積膨脹量為：含油區(qū)溶解氣驅(qū)引起的地層原油累積體積膨脹量為：油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式含油區(qū)含油區(qū)Vp孔隙體積，地層束縛水和巖石的累積彈性體積膨脹量為：孔隙體積，地層束縛水和巖石的累積彈性體積膨脹量為：累積天然水侵量為累積天然水侵量為We；累積人工注水量為累積人工注水量為WiBw；累積人工注氣量為累積人工注氣量為GiBig，Big為在為在p壓力下注入氣體的體積系數(shù)。壓力下注入氣體的體積系數(shù)。將上述由油藏工程參數(shù)符號(hào)表示的分項(xiàng)關(guān)系，代入前面的文字表達(dá)式為：將上述由油

14、藏工程參數(shù)符號(hào)表示的分項(xiàng)關(guān)系，代入前面的文字表達(dá)式為：(2-7)對(duì)對(duì)(2-7)式作簡(jiǎn)單整理后得飽和油藏物質(zhì)平衡方程式的第一個(gè)通式：式作簡(jiǎn)單整理后得飽和油藏物質(zhì)平衡方程式的第一個(gè)通式：油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式(2-8)若將若將(2-8)式的分子，各加、減一項(xiàng)式的分子，各加、減一項(xiàng)NpRsiBg，并考慮由，并考慮由(2-3)和和(2-4)式表示的兩相式表示的兩相體積系數(shù)，則得飽和油藏物質(zhì)平衡方程式的第二個(gè)通式：體積系數(shù)，則得飽和油藏物質(zhì)平衡方程式的第二個(gè)通式：(2-9)已知已知NpRpBgGpBg，并假定，并假定BigBg時(shí)，則由時(shí)，則由(2-9)式得：式得：(2-10)根據(jù)油藏的不同

15、驅(qū)動(dòng)類型，可對(duì)上述的物質(zhì)平衡方程式的通式進(jìn)行簡(jiǎn)化，而得到其相應(yīng)根據(jù)油藏的不同驅(qū)動(dòng)類型，可對(duì)上述的物質(zhì)平衡方程式的通式進(jìn)行簡(jiǎn)化，而得到其相應(yīng)特定條件下的物質(zhì)平衡方程式。特定條件下的物質(zhì)平衡方程式。油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式一一.未飽和油藏的物質(zhì)平衡方程式未飽和油藏的物質(zhì)平衡方程式1.未飽和油藏的封閉性彈性驅(qū)動(dòng)未飽和油藏的封閉性彈性驅(qū)動(dòng)該油藏的條件為，該油藏的條件為，pipb；WeO；WiO；WpO；mO；GiO；RpRsRsi；BoBoiBoiCop，故由，故由(2-8)式得：式得：(2-11)若設(shè)若設(shè)(2-12)則得則得(2-13)油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式2.未飽和油藏的

16、天然彈性水壓驅(qū)動(dòng)未飽和油藏的天然彈性水壓驅(qū)動(dòng)該油藏的條件為，該油藏的條件為，pipb；mO；WiO；GiO；RpRsRsi；BoBoiBoiCop，故由，故由(2-8)式得：式得：或?qū)憺榛驅(qū)憺?(2-15)(2-14)油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式3.未飽和油藏的天然水驅(qū)和人工注水的彈性水壓驅(qū)動(dòng)未飽和油藏的天然水驅(qū)和人工注水的彈性水壓驅(qū)動(dòng)該油藏的開(kāi)發(fā)除有天然彈性水壓驅(qū)動(dòng)之外，還進(jìn)行人工注水，因此得：該油藏的開(kāi)發(fā)除有天然彈性水壓驅(qū)動(dòng)之外，還進(jìn)行人工注水，因此得：(2-16)或?qū)憺椋夯驅(qū)憺椋?2-17)油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式二二.飽和油藏的物質(zhì)平衡方程式飽和油藏的物質(zhì)平衡方程式

17、對(duì)于飽和油藏對(duì)于飽和油藏(pipb)，可以根據(jù)不同驅(qū)動(dòng)能量的組合，得到如下不，可以根據(jù)不同驅(qū)動(dòng)能量的組合，得到如下不同驅(qū)動(dòng)類型油藏的物質(zhì)平衡方程式。同驅(qū)動(dòng)類型油藏的物質(zhì)平衡方程式。1.溶解氣驅(qū)油藏溶解氣驅(qū)油藏這種油藏的開(kāi)發(fā)主要靠溶解氣的分離膨脹所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)作用，當(dāng)同這種油藏的開(kāi)發(fā)主要靠溶解氣的分離膨脹所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)作用，當(dāng)同時(shí)考慮由于地層壓降所引起的地層束縛水和地層巖石的彈性膨脹作用時(shí)考慮由于地層壓降所引起的地層束縛水和地層巖石的彈性膨脹作用時(shí)，因?yàn)闀r(shí)，因?yàn)閙O；WeO；WiO；WpO；GiO，故由，故由(2-9)式得：式得：(2-18)當(dāng)忽略地層束縛水和地層巖石的彈性膨脹作用時(shí)，由當(dāng)忽略地層束

18、縛水和地層巖石的彈性膨脹作用時(shí)，由(2-18)式可以得到純?nèi)芙鈿馐娇梢缘玫郊內(nèi)芙鈿怛?qū)動(dòng)的物質(zhì)平衡方程式：驅(qū)動(dòng)的物質(zhì)平衡方程式：(2-19)油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式2.氣頂驅(qū)、溶解氣驅(qū)和彈性驅(qū)動(dòng)油藏氣頂驅(qū)、溶解氣驅(qū)和彈性驅(qū)動(dòng)油藏:(2-20)3.氣頂、溶解氣、天然水和彈性驅(qū)動(dòng)油藏氣頂、溶解氣、天然水和彈性驅(qū)動(dòng)油藏(2-21)4.溶解氣、人工注水和彈性驅(qū)動(dòng)油藏溶解氣、人工注水和彈性驅(qū)動(dòng)油藏(2-22)油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式三三. .油藏的驅(qū)動(dòng)指數(shù)油藏的驅(qū)動(dòng)指數(shù) 當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)能量同時(shí)作用于油藏開(kāi)發(fā)時(shí)，每種驅(qū)動(dòng)能量的作當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)能量同時(shí)作用于油藏開(kāi)發(fā)

19、時(shí)，每種驅(qū)動(dòng)能量的作用程度，可由驅(qū)動(dòng)指數(shù)表示用程度，可由驅(qū)動(dòng)指數(shù)表示 。根據(jù)油藏開(kāi)發(fā)的實(shí)際數(shù)據(jù)，可以確定驅(qū)動(dòng)指數(shù)的大。根據(jù)油藏開(kāi)發(fā)的實(shí)際數(shù)據(jù)，可以確定驅(qū)動(dòng)指數(shù)的大小及其變化，由此分析在開(kāi)發(fā)過(guò)程中各種驅(qū)動(dòng)能量的利用狀況，并可通過(guò)人為的小及其變化，由此分析在開(kāi)發(fā)過(guò)程中各種驅(qū)動(dòng)能量的利用狀況，并可通過(guò)人為的開(kāi)發(fā)措施影響，導(dǎo)致不同驅(qū)動(dòng)因素之間的轉(zhuǎn)化，以利于提高油田的開(kāi)發(fā)效果。由開(kāi)發(fā)措施影響，導(dǎo)致不同驅(qū)動(dòng)因素之間的轉(zhuǎn)化，以利于提高油田的開(kāi)發(fā)效果。由(2-17)(2-17)式可以得到未飽和油藏彈性水壓驅(qū)動(dòng)和人工注水的驅(qū)動(dòng)指數(shù)的關(guān)系式：式可以得到未飽和油藏彈性水壓驅(qū)動(dòng)和人工注水的驅(qū)動(dòng)指數(shù)的關(guān)系式：(2-23

20、)若令：若令：(彈性驅(qū)動(dòng)指數(shù)彈性驅(qū)動(dòng)指數(shù))(2-24)(天然水驅(qū)動(dòng)指數(shù)天然水驅(qū)動(dòng)指數(shù))(2-25)(人工水驅(qū)動(dòng)指數(shù)人工水驅(qū)動(dòng)指數(shù))(2-26)油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式將將(2-24)式至式至(2-26)式代入式代入(2-23)式得：式得：(2-27)由由(2-9)式可以得到當(dāng)式可以得到當(dāng)GiO時(shí)飽和油藏驅(qū)動(dòng)指數(shù)的表達(dá)式：時(shí)飽和油藏驅(qū)動(dòng)指數(shù)的表達(dá)式：(2-28)油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式若令：若令：(溶解氣驅(qū)動(dòng)指數(shù)溶解氣驅(qū)動(dòng)指數(shù))(2-29)(氣頂驅(qū)動(dòng)指數(shù)氣頂驅(qū)動(dòng)指數(shù))(2-30)(彈性驅(qū)動(dòng)指數(shù)彈性驅(qū)動(dòng)指數(shù))(2-31)(天然水驅(qū)動(dòng)指數(shù)天然水驅(qū)動(dòng)指數(shù))(2-32)(人工水驅(qū)

21、動(dòng)指數(shù)人工水驅(qū)動(dòng)指數(shù))(2-33) 油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式將將(2-29)式至式至(2-33)式代入式代入(2-28)式得：式得：(2-34)當(dāng)油藏中沒(méi)有哪一項(xiàng)驅(qū)動(dòng)作用，或不考慮哪一項(xiàng)驅(qū)動(dòng)影響時(shí)，則當(dāng)油藏中沒(méi)有哪一項(xiàng)驅(qū)動(dòng)作用，或不考慮哪一項(xiàng)驅(qū)動(dòng)影響時(shí)，則哪一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)指數(shù)就等于零。哪一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)指數(shù)就等于零。油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式油藏的實(shí)際開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)表明，很多油藏都與外部的天然水域相連通，而且，油藏的實(shí)際開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)表明，很多油藏都與外部的天然水域相連通，而且，外部的天然水域既可能是具有外緣供給的敞開(kāi)水域，也可能是封閉性的有限外部的天然水域既可能是具有外緣供給的敞開(kāi)水域，也可

22、能是封閉性的有限邊底水。因此，某些油藏的外部天然水域可能很大，具有充分的能量，會(huì)對(duì)邊底水。因此，某些油藏的外部天然水域可能很大，具有充分的能量，會(huì)對(duì)油藏的開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)產(chǎn)生顯著影響，因而必須加以考慮。而對(duì)于斷塊型和受巖性油藏的開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)產(chǎn)生顯著影響，因而必須加以考慮。而對(duì)于斷塊型和受巖性圈閉的油藏，外部水域往往很小，其能量很弱；還有一些油藏，在油水接觸圈閉的油藏，外部水域往往很小，其能量很弱；還有一些油藏，在油水接觸面處存在一個(gè)致密層或稠油段，阻擋了外部水域的作用。在這些情況下，天面處存在一個(gè)致密層或稠油段，阻擋了外部水域的作用。在這些情況下，天然水域?qū)τ筒亻_(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)的影響可以忽略不計(jì)。然水域?qū)τ筒亻_(kāi)發(fā)

23、動(dòng)態(tài)的影響可以忽略不計(jì)。在油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中，隨著原油和天然氣的采出，油藏內(nèi)部的地層壓力下降，在油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中，隨著原油和天然氣的采出，油藏內(nèi)部的地層壓力下降，必將逐步向外部天然水域以彈性方式傳播，并引起天然水域內(nèi)的地層水和儲(chǔ)必將逐步向外部天然水域以彈性方式傳播，并引起天然水域內(nèi)的地層水和儲(chǔ)層巖石的彈性膨脹作用。在天然水域與油藏部分的地層壓差作用下，即會(huì)造層巖石的彈性膨脹作用。在天然水域與油藏部分的地層壓差作用下，即會(huì)造成天然水域?qū)τ筒氐乃?。隨著油藏的開(kāi)發(fā)，地層壓降波及的范圍會(huì)不斷擴(kuò)成天然水域?qū)τ筒氐乃?。隨著油藏的開(kāi)發(fā)，地層壓降波及的范圍會(huì)不斷擴(kuò)大，直至達(dá)到天然水域定壓邊界大，直至達(dá)到天然水域

24、定壓邊界(或相當(dāng)于無(wú)限大天然水城或相當(dāng)于無(wú)限大天然水城)的穩(wěn)態(tài)供水條件，的穩(wěn)態(tài)供水條件，或有限封閉水域的擬穩(wěn)態(tài)供水條件。因此，對(duì)于那些外部天然水域很大的油或有限封閉水域的擬穩(wěn)態(tài)供水條件。因此，對(duì)于那些外部天然水域很大的油藏，隨著油藏的開(kāi)發(fā)和地層壓力的下降，天然水侵的補(bǔ)給量也將不斷增加，藏，隨著油藏的開(kāi)發(fā)和地層壓力的下降，天然水侵的補(bǔ)給量也將不斷增加，油藏的地層壓力下降率也將隨之不斷減小。當(dāng)達(dá)到天然水域與油藏之間的供油藏的地層壓力下降率也將隨之不斷減小。當(dāng)達(dá)到天然水域與油藏之間的供采平衡時(shí)，油藏的地層壓力將趨于穩(wěn)定。如果提高油藏的采出量，而天采平衡時(shí)，油藏的地層壓力將趨于穩(wěn)定。如果提高油藏的采出

25、量，而天天然水侵量的計(jì)算方法天然水侵量的計(jì)算方法油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式然水侵量若小于采出量時(shí)，油藏地層壓力的下降率將隨之增加，并將調(diào)整到新然水侵量若小于采出量時(shí)，油藏地層壓力的下降率將隨之增加，并將調(diào)整到新的可能供采平衡條件。這就叫做天然水驅(qū)油藏的供采敏感性效應(yīng)。該效應(yīng)，在的可能供采平衡條件。這就叫做天然水驅(qū)油藏的供采敏感性效應(yīng)。該效應(yīng)，在天然水壓驅(qū)動(dòng)的未飽和油藏最為明顯。油藏天然水侵的強(qiáng)弱，主要取決于天然天然水壓驅(qū)動(dòng)的未飽和油藏最為明顯。油藏天然水侵的強(qiáng)弱，主要取決于天然水域的大小、幾何形狀、地層巖石物性和流體物性的好壞，以及天然水域與油水域的大小、幾何形狀、地層巖石物性和流體

26、物性的好壞，以及天然水域與油藏部分的地層壓差等因素。藏部分的地層壓差等因素。當(dāng)油藏的天然水域比較小時(shí)，油藏開(kāi)采所引起的地層壓力下降，可以很快地波當(dāng)油藏的天然水域比較小時(shí)，油藏開(kāi)采所引起的地層壓力下降，可以很快地波及到整個(gè)天然水域的范圍。此時(shí)，天然水域?qū)τ筒氐睦鄯e水侵量，可視為與時(shí)及到整個(gè)天然水域的范圍。此時(shí)，天然水域?qū)τ筒氐睦鄯e水侵量，可視為與時(shí)間無(wú)關(guān)，并表示為：間無(wú)關(guān)，并表示為：(2-35)式中：式中：We天然累積水侵量，天然累積水侵量，m ； Vpw天然水域的地層孔隙體積，天然水域的地層孔隙體積，m； Cw天然水域的地層水壓縮系數(shù)，天然水域的地層水壓縮系數(shù)，MPa； Cf天然水域的地層巖石

27、有效壓縮系數(shù)，天然水域的地層巖石有效壓縮系數(shù)，MPa； p油藏的地層壓降油藏的地層壓降(ppi-p)，MPa。油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式然而，對(duì)于天然水域比較大的油藏，油藏開(kāi)采的地層壓降，不可能很快地波然而，對(duì)于天然水域比較大的油藏，油藏開(kāi)采的地層壓降，不可能很快地波及到整個(gè)天然水域。在某些情況下，甚至在整個(gè)開(kāi)采階段中，仍有一部分天及到整個(gè)天然水域。在某些情況下，甚至在整個(gè)開(kāi)采階段中，仍有一部分天然水域保持原始地層壓力。這就存在著油藏含油部分的地層壓力，向天然水然水域保持原始地層壓力。這就存在著油藏含油部分的地層壓力，向天然水域傳播時(shí)存在著一個(gè)明顯的時(shí)間滯后現(xiàn)象。這樣，天然水侵量的大

28、小，除與域傳播時(shí)存在著一個(gè)明顯的時(shí)間滯后現(xiàn)象。這樣，天然水侵量的大小，除與地層壓降有關(guān)外，還應(yīng)當(dāng)與開(kāi)發(fā)時(shí)間有關(guān)。這時(shí)，應(yīng)用地層壓降有關(guān)外，還應(yīng)當(dāng)與開(kāi)發(fā)時(shí)間有關(guān)。這時(shí)，應(yīng)用(2-35)式就不能描述式就不能描述天然水侵量，而所需要的天然水侵量的表達(dá)式，必須考慮時(shí)間因素的影響。天然水侵量，而所需要的天然水侵量的表達(dá)式，必須考慮時(shí)間因素的影響。目前采用的表達(dá)式包括穩(wěn)定流法和非穩(wěn)定流法兩類。就其天然水侵的幾何形目前采用的表達(dá)式包括穩(wěn)定流法和非穩(wěn)定流法兩類。就其天然水侵的幾何形狀而言，又可分為直線流、平面徑向流和半球形流三種方式狀而言，又可分為直線流、平面徑向流和半球形流三種方式(見(jiàn)圖見(jiàn)圖2-3)。油藏物

29、質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式圖圖2-3天然水侵的不同方式圖天然水侵的不同方式圖油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式一一.穩(wěn)定流法穩(wěn)定流法對(duì)于一個(gè)具有廣闊天然水域或有外部水源供給的油藏，油藏和水域同屬于對(duì)于一個(gè)具有廣闊天然水域或有外部水源供給的油藏，油藏和水域同屬于一個(gè)水動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。這時(shí)可將油藏部分簡(jiǎn)化地視為一口井底半徑為一個(gè)水動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。這時(shí)可將油藏部分簡(jiǎn)化地視為一口井底半徑為rw的的“擴(kuò)擴(kuò)大井大井”。擴(kuò)大井的半徑。擴(kuò)大井的半徑rw實(shí)際上為油藏的油水接觸面的半徑，或稱為天然水實(shí)際上為油藏的油水接觸面的半徑，或稱為天然水域的內(nèi)邊界半徑；天然水域的外緣半徑，則稱為天然水域的外邊界半徑。在域的內(nèi)邊

30、界半徑；天然水域的外緣半徑，則稱為天然水域的外邊界半徑。在原始條件下，油藏內(nèi)部含油區(qū)和天然水域的地層壓力都等于原始地層壓力原始條件下，油藏內(nèi)部含油區(qū)和天然水域的地層壓力都等于原始地層壓力pi。當(dāng)油藏投入生產(chǎn)當(dāng)油藏投入生產(chǎn)t時(shí)間后，油藏內(nèi)邊界上的壓力時(shí)間后，油藏內(nèi)邊界上的壓力(即油藏地層壓力即油藏地層壓力)下降到下降到p，在考慮天然水域的地層水和巖石的有效彈性影響的條件下，在考慮天然水域的地層水和巖石的有效彈性影響的條件下，Schilthuis1936年基于達(dá)西穩(wěn)定流定律，得到了估算天然水侵量的如下表達(dá)式：年基于達(dá)西穩(wěn)定流定律，得到了估算天然水侵量的如下表達(dá)式：(2-36)式中：式中：WeWe天

31、然累積水侵量，天然累積水侵量，m；pipi原始地層壓力，原始地層壓力，MPa；p p油藏開(kāi)采到油藏開(kāi)采到t時(shí)間的地層壓力，時(shí)間的地層壓力，MPa；t t開(kāi)采時(shí)間，天；開(kāi)采時(shí)間，天；k k水侵常數(shù)，水侵常數(shù)，m/(MPad)d)，它與天然水域的儲(chǔ)層物性、流體物性和油藏邊界，它與天然水域的儲(chǔ)層物性、流體物性和油藏邊界形狀有關(guān)。形狀有關(guān)。油藏物質(zhì)平衡方程式油藏物質(zhì)平衡方程式天然水驅(qū)油藏的開(kāi)采實(shí)際動(dòng)態(tài)表明，天然水驅(qū)油藏的開(kāi)采實(shí)際動(dòng)態(tài)表明，(2-36)式中的式中的k并不是一個(gè)常數(shù)，而是并不是一個(gè)常數(shù)，而是一個(gè)隨時(shí)間變化的變量。一個(gè)隨時(shí)間變化的變量。Hurst于于1943年對(duì)年對(duì)(2-36)式提出如下修正形式：式提出如下修正形式：(2-37)式中：式中： ChHurst的水侵常數(shù)，的水侵常數(shù)，m/(MPad)； a與時(shí)間單位有關(guān)的換算常數(shù)。與時(shí)間單位有關(guān)的換