工學(xué)油藏工程油藏動(dòng)態(tài)經(jīng)驗(yàn)分析方法課件

1、第五章 油藏動(dòng)態(tài)經(jīng)驗(yàn)分析方法 研究方法： 1.研究油藏生產(chǎn)史油藏的擬合期； 2.油藏動(dòng)態(tài)的預(yù)測(cè)期； 3.預(yù)測(cè)方法的校正和完善。 直接地、系統(tǒng)地觀察油藏的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，收集足夠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過詳細(xì)的分析和研究來發(fā)現(xiàn)油田生產(chǎn)規(guī)律的分析方法。1第一節(jié) 水驅(qū)油高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和產(chǎn)量遞減規(guī)律經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)方法一、統(tǒng)計(jì)分析方法： 1.分析變量的定義 1）無因次采油速度(5.1.1)22）工業(yè)采出程度 2.統(tǒng)計(jì)分析方法關(guān)系曲線作(5.1.2)3無因次采出程度（累計(jì)采油量/可采儲(chǔ)量）43.統(tǒng)計(jì)分析方法結(jié)果 1）產(chǎn)量上升階段； 2）高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)階段； 3）產(chǎn)量遞減階段。二、統(tǒng)計(jì)規(guī)律1.高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)期限的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)法 取第二階段的平均無因次

2、速度VD(0.81.0) / 20.9 (中值)，5 則得第二階段的期限為: 下限：R=0.5Re； 上限：R=0.6Re； 因此，R正比于Re。 第二階段大約采出油田可采儲(chǔ)量的5060%時(shí)就結(jié)束了。 結(jié)論 ： 1）穩(wěn)產(chǎn)期間最大許可采出總可采儲(chǔ)量的50%左右； 2）利用R=0.5Re和R=0.6Re可預(yù)測(cè)注水開發(fā)的油田將在何時(shí)遞減。 6 例5-1. 已知某油田地質(zhì)儲(chǔ)量N為4億噸,估算采收率Re為30%,設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為400萬噸，如果綱要規(guī)定該油田穩(wěn)產(chǎn)年限為10年,請(qǐng)估算該油田穩(wěn)產(chǎn)年限是否滿足油田設(shè)計(jì)的穩(wěn)產(chǎn)期要求？ 解：分析 T = 累積產(chǎn)油量Np/年產(chǎn)量Q年；Np? Np=RDNr; Nr=NR

3、e 則(1)NrReN=0.34=1.2(億噸) 那么估算穩(wěn)產(chǎn)期內(nèi)累積產(chǎn)油量為 (2)Np0.5Nr0.6（億噸）=6000（萬噸） (3)T= Np / Q年 = 6000/400 = 15 （年） 故滿足設(shè)計(jì)的穩(wěn)產(chǎn)期設(shè)計(jì)要求。7遞減率（遞減快慢）：(5.1.3)8三、結(jié)論 1.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。 2.油田遞減率與油田采收率成反比，即油田儲(chǔ)集層及流體物性愈好，油田開發(fā)工藝技術(shù)效果愈好，油田遞減率愈小。9第二節(jié) 產(chǎn)量遞減分析一、產(chǎn)量遞減規(guī)律 (1)開始遞減的時(shí)間;(2)遞減快慢；(3)遞減的原因。 解決的問題： (1)產(chǎn)量和生產(chǎn)時(shí)間的規(guī)律； (2)產(chǎn)量

4、和生產(chǎn)時(shí)間的規(guī)律符合什么數(shù)學(xué)形式； (3)數(shù)學(xué)形式應(yīng)用于礦藏的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)。 10 1.遞減率的定義： tQ(5.2.1)112. Arps提出的三種遞減規(guī)律其他學(xué)者提出：(5.2.4)(5.2.5)(5.2.6)(5.2.7)12二、產(chǎn)量遞減分析：1.指數(shù)遞減(5.2.8)132.調(diào)和遞減(5.2.9)141）產(chǎn)量與時(shí)間的關(guān)系2）累積產(chǎn)量與產(chǎn)量3.雙曲線遞減(5.2.10)(5.2.11)151）產(chǎn)量與時(shí)間的關(guān)系2）累積產(chǎn)量與時(shí)間的關(guān)系(5.2.12)(5.2.13)16 4. 三種遞減規(guī)律的對(duì)比171.圖解法： 整理生產(chǎn)數(shù)據(jù)；作圖指數(shù)遞減調(diào)和遞減三、遞減類型的判別方法18 分析；預(yù)測(cè)。 2.試

5、湊法 條件：非指數(shù)遞減。 作用：判定符合雙曲線遞減還是調(diào)和遞減;判定指標(biāo)：n(n=1為調(diào)和遞減，否則為雙曲遞減）。19試差法示意圖n值偏大203.曲線位移法：（自學(xué)）4.典型曲線擬合法：5.二元線性回歸求解法。1.改變n值作圖；2.判定直線出現(xiàn)時(shí)的n值3.線性回歸；4.預(yù)測(cè)。21第三節(jié) 產(chǎn)量遞減分析的應(yīng)用一、預(yù)測(cè)未來產(chǎn)量與開發(fā)年限條件：已知遞減類型(ai，n)由Qt 曲線(1)已知 t外推 Q;(2)給定 Q 估計(jì)開發(fā)年限T 。22表 3 - 1二、預(yù)測(cè)采收率和可采儲(chǔ)量 以指數(shù)遞減為例： 已知經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量Qec,然后代入已建立的產(chǎn)量與累計(jì)產(chǎn)量的關(guān)系中，可計(jì)算可采儲(chǔ)量。23穩(wěn)產(chǎn)期累積產(chǎn)油量 例5

6、-2.某指數(shù)遞減的油田，如果取Qec0，目前產(chǎn)量為Q1，相應(yīng)的累積產(chǎn)油量為Np1，求剩余在地下的可采儲(chǔ)量和采收率。剩余可采儲(chǔ)量 為 ：則可采儲(chǔ)量為：由(5.3.1)(5.3.2)(5.3.3)采收率24三、產(chǎn)量衰減曲線及其應(yīng)用上式可以進(jìn)一步表達(dá)成 當(dāng) t c, t + c t ，則(5.3.4)(5.3.5)25式中 t遞減期內(nèi)的開發(fā)時(shí)間，mon或a； B常數(shù)，tmon或ta； Q(t)是年(或月)產(chǎn)量，t /mon或t/a 。1. 衰減曲線的表達(dá)式 若油田在衰減期中的可采儲(chǔ)量為A，開發(fā)到t時(shí)刻，則地層中剩余可采儲(chǔ)量應(yīng)為ANp(t),即 (5.3.6)(5.3.7)26圖 Npt t產(chǎn)量衰減曲

7、線 圖中曲線即為產(chǎn)量衰減曲線。由圖可知，遞減之初的產(chǎn)量變化不完全合乎衰減規(guī)律。應(yīng)該采用的是后期的直線段。圖中直線段斜率即為衰減期可采儲(chǔ)量A，在縱軸上的截距即為 B。即遞減率隨著時(shí)間的增加而不斷減小。27【實(shí)例53】Dg油田一個(gè)開發(fā)區(qū)的產(chǎn)量變化數(shù)據(jù)由表63(154頁）給出，從表63可知該油田產(chǎn)量是遞減的，但是處于穩(wěn)定遞減期是1995年以后。試求該油藏的遞減率，預(yù)測(cè)2005、2006和2007年時(shí)產(chǎn)量和累積產(chǎn)量，并預(yù)測(cè)其最終采收率，已知其地質(zhì)儲(chǔ)量為2630104t。 解：由圖可知該油田滿足指數(shù)遞減規(guī)律，產(chǎn)量由1995年開始，處于穩(wěn)定遞減階段，從此以后，產(chǎn)量變化呈直線， 方法一：求出其半周期為Ti=

8、3.467a，代入(611)式可得 a = 0.69315/3.467 = 0.20(a1)28方法二：（直線斜率為0.199(a1) ）29 另由表63可以獲得該油田的產(chǎn)量遞減率a為: 用這兩種方法求出的遞減率在數(shù)值上有一定差別，但二者是接近的。代入產(chǎn)量變化公式可以得到 在公式中我們?nèi)∵f減的起始時(shí)間t0=1995a，此時(shí)的產(chǎn)量Qi=75104t/a，而累積產(chǎn)量Npo=473.5104t。由此得出不同時(shí)刻的產(chǎn)量及累積產(chǎn)量的預(yù)測(cè)值如下。30時(shí)間2005年2006年2007年產(chǎn)量，104t/a1015831680累積產(chǎn)量，104t324253334534098總累積產(chǎn)量，104t797758069

9、58144831 由公式可以計(jì)算遞減期最大累積產(chǎn)量為 Qi/a=75/0.2=375(104t) 由此可得該開發(fā)區(qū)可采儲(chǔ)量為 Npmax=473.5+375=848.5(104t)而最終采收率max=848.5/2630=32.26%32 復(fù)習(xí)與思考題？ 1.什么是產(chǎn)量衰減規(guī)律；它與產(chǎn)量遞減規(guī)律的關(guān)系是什么？ 2.如何理解產(chǎn)量衰減規(guī)律對(duì)累積產(chǎn)量和產(chǎn)量的預(yù)測(cè)方法？33 產(chǎn)量遞減小結(jié)： 1.產(chǎn)量遞減只能對(duì)油藏（氣藏）處于產(chǎn)量遞減階段才適用； 2.量遞減不僅對(duì)油藏可以進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，他對(duì)氣藏、油井、氣井等均可以進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。 3.產(chǎn)量遞減方法是一種統(tǒng)計(jì)方法。他是通過油藏產(chǎn)量變化給我們提供的某些油藏

10、特征的信息，對(duì)這些信息進(jìn)行加工處理，就可以在某種程度上揭示油藏中出現(xiàn)的一些問題的本質(zhì)；34 4.應(yīng)用產(chǎn)量遞減外推預(yù)測(cè)參數(shù)，一般不能外推太遠(yuǎn)；因?yàn)樽兓臋C(jī)理是不清楚的。但是，該方法使用時(shí)間長(zhǎng)，被多數(shù)油田工作者證實(shí)，也可作長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。 作業(yè)：油田的一個(gè)開發(fā)區(qū)塊地質(zhì)儲(chǔ)量為7230萬噸，通過產(chǎn)量數(shù)據(jù)分析，該區(qū)塊在生產(chǎn)的第3330天后，產(chǎn)量發(fā)生指數(shù)遞減，其遞減率為0.0164（年-1），遞減初始產(chǎn)量為3338t/d，累積產(chǎn)量為14.1106噸；經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量Qec=1300t/d,試分析生產(chǎn)到5000、6000和7000天時(shí)的產(chǎn)量和累積產(chǎn)量，并預(yù)測(cè)其最終采收率？(一年按360天計(jì)算）35第四節(jié) 水驅(qū)特征曲線

11、 水驅(qū)油田含水上升規(guī)律： 在水驅(qū)油田的動(dòng)態(tài)分析和預(yù)測(cè)過程中，對(duì)于已進(jìn)入含水期開發(fā)的油田，其累積產(chǎn)水量與累積產(chǎn)油量、或水油比與累積產(chǎn)油量，分別畫在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上，在含水率50%時(shí)為一明顯的直線關(guān)系。 水驅(qū)特征曲線：一個(gè)水驅(qū)油藏，當(dāng)它已進(jìn)入穩(wěn)定生產(chǎn)階段以后，其含水逐步上升時(shí),lgWp Np 二者之間的關(guān)系是一條直線，該曲線稱為水驅(qū)特征曲線。36 一、水驅(qū)特征曲線 1.類型：（甲、乙、丙等五種水驅(qū)曲線） 1)甲型水驅(qū)曲線：或(2)(1)37 此公式即是水驅(qū)規(guī)律的基本公式，又稱為甲型水驅(qū)曲線，它的物理意義是：水驅(qū)油藏在含水達(dá)到一定程度后(一般在中、高含水期)，累積產(chǎn)油量與累積產(chǎn)水量的關(guān)系曲線在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)

12、上是一條直線。 (1)式中 A1 與巖石和流體性質(zhì)有關(guān)的一個(gè)常數(shù)； B1 與地質(zhì)條件、井網(wǎng)部署、油田管理、措施等因素有關(guān)，亦即與油田的水驅(qū)、動(dòng)態(tài)地質(zhì)儲(chǔ)量有關(guān)。 (2)式中的常數(shù)a的幾何意義是水驅(qū)規(guī)律曲線上直線段對(duì)縱軸的斜率，其物理意義是累積產(chǎn)水量上升10倍(即一個(gè)對(duì)數(shù)周期)所能獲得的采油量。而b的幾何意義是直線延長(zhǎng)線在縱軸上的截距。其中a值的高低反映了水驅(qū)油田的驅(qū)油效果和開發(fā)方式的有效程度。382)乙型水驅(qū)特征曲線（3）或 （4）39 2.甲乙型水驅(qū)特征曲線間的關(guān)系斜率相等 （3）A2lg2.303B1A1403用含水表示的水驅(qū)公式 1)凸形含水曲線 采出程度與含水率滿足如下關(guān)系: 2)凸形與

13、S形間過度形含水曲線 采出程度與含水率滿足如下關(guān)系式：3)S形含水曲線采出程度與含水率滿足如下關(guān)系式：(4)(5)(6)414)S形與凹形間過度形含水曲線采出程度與含水率滿足如下關(guān)系式：5)凹形含水曲線采出程度與含水率滿足如下關(guān)系式：4.第五型水驅(qū)曲線當(dāng)水油比達(dá)到極限水油比Rmax時(shí),水驅(qū)可采儲(chǔ)量Npmax為：(7)（9）（10）42二、水驅(qū)特征曲線的基本原理 水驅(qū)特征曲線規(guī)律是近似的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，其出現(xiàn)半對(duì)數(shù)段在很大程度上是 因?yàn)镵ro / KrwSw是半對(duì)數(shù)直線關(guān)系。 根據(jù)油水兩相流的達(dá)西定律，在不考慮重力和毛管力的作用下，油水比R的公式為：43 此公式即是水驅(qū)規(guī)律的基本公式，又稱為甲型水驅(qū)曲

14、線。44第五節(jié) 水驅(qū)特征曲線規(guī)律的應(yīng)用一、預(yù)測(cè)可采儲(chǔ)量及采收率 作lgWpNp和lgWORNp圖 確定經(jīng)濟(jì)極限含水率fwec,fwec98%. 搜集資料主要搜集Np、Wp、WOR t等資料。45A2lg2.303B1A146 fwec98%代入上式，得油田在目前開采條件下的可采儲(chǔ)量： 二、預(yù)測(cè)油藏未來動(dòng)態(tài) 1.含水率(fw)與采出程度(或 Np)變化規(guī)律 47含水率(fw)與采出程度(或 Np)變化規(guī)律令Np=NR 則令B2=B1N 48 2.含水上升率(dfw / dR )與含水率之間的變化規(guī)律 含水上升率：每采出1%的地質(zhì)儲(chǔ)量，含水率上升的百分率。fw對(duì)R的導(dǎo)數(shù)49 3.預(yù)測(cè)累積產(chǎn)水量Wp

15、與含水率fw變化規(guī)律50三、計(jì)算動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量四、預(yù)測(cè)油田開發(fā)指標(biāo)51 預(yù)測(cè)油田開發(fā)指標(biāo)所需的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)是歷年的累積產(chǎn)油量Np(i)和累積產(chǎn)水量Wp(i)，由此求出各年的年Qo(i)產(chǎn)油量、年產(chǎn)水量Qw(i)和水油比WOR(i)。 預(yù)測(cè)方法分為給定年產(chǎn)油量、年產(chǎn)液量、和最大產(chǎn)液量三種算法。 定各年產(chǎn)油量法預(yù)測(cè)開發(fā)指標(biāo)這種方法需首先給定預(yù)測(cè)年限內(nèi)各年的產(chǎn)油量Qo(i1)、Qo(i2) ，然后計(jì)算其他開發(fā)指標(biāo)。52 例：第i1年的累積產(chǎn)油量 Np(i1)Np(i)Qo(i1) (萬噸)第i1年的累積產(chǎn)水量 Wp(i1)10ABNp(i1) (萬m3) 第i1年的累積產(chǎn)液量 Lp(i1)Np(i1)Wp

16、(i1) (萬噸) 第i1年的產(chǎn)水量 Qw(i1)Wp(i1)Wp(i) (萬m3)第i1年的產(chǎn)液量 QL(i1)Qo(i1)Qw(i1) (萬噸) 第i1年的水油比 WOR(i1)Qw(i+1) / Qo(i1) 第i1年的含水率 fw(i1)WOR(i+1)/(1+ WOR(i+1)100% (%) 第i1年的采油速度 Vo(i1)(Qo(i+1)/N)100% (%) 第i1年的采液速度 VL(i1) VL(i1) /N100% (%) 第i1年的采出程度 R(i1) R(i1) /N100% (%) 累積水油比 CWOR(i1) W p(i1)/Np(i+1)53五、水驅(qū)油藏開采過程中

17、的分段規(guī)律 第一階段 (fw025%) 特點(diǎn)：含水率較低，一般不會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)水而顯著影響油井的產(chǎn)油能力 。 第二階段 (fw2575%) 特點(diǎn)：fwR曲線都表現(xiàn)為相同斜率的近似直線，注水體積為采油體積的2倍。 第三階段（高含水階段fw7590%) 含水率上升變緩 ，注采比= 5.5 第四階段 特高含水階段(fw9098%) 特點(diǎn)：含水上升率只有1%左右 ，注采比= 27.454六、水驅(qū)規(guī)律曲線的應(yīng)用 【實(shí)例1】 表68是某油田的產(chǎn)量和含水?dāng)?shù)據(jù)。其原始地質(zhì)儲(chǔ)量=2604104t ，利用第五型水驅(qū)曲線求該油田的可采儲(chǔ)量和最終水驅(qū)采收率。 解：按照這一數(shù)據(jù)繪制的第五型水驅(qū)規(guī)律曲線見圖620所示。將此曲線

18、往左延伸，在橫坐標(biāo)Rmax/R=1處獲得Npmax=957104t ，這就是該油田的可采儲(chǔ)量。由此得其最終水驅(qū)采收率為: =9.57/25.04100%=38.22% 55表1 某油田產(chǎn)量含水?dāng)?shù)據(jù)(Rmax=20)時(shí)間，d日產(chǎn)量,t/d累積產(chǎn)量, 106t含水率,%水油比Rmax/R19401647.23.68323.530.30864.9221601689.64.03528.580.40050.0023801485.64.36936.900.58534.2026001409.94.68843.070.75726.4428201267.84.99047.790.91321.9230401185

19、.95.25552.311.09718.2023601121.95.50956.771.31315.2334801058.85.77560.851.55412.873700994.15.97564.491.81611.013920932.56.18667.762.1029.524140876.46.39070.262.3628.474360825.96.57072.852.6837.454580779.86.74674.852.9766.724800736.86.91376.823.3146.045004705.47.05078.173.5815.585158678.97.14979.343.

20、8405.2156 【實(shí)例2】 表2是Dq油田的開發(fā)數(shù)據(jù)，試確定其校正水驅(qū)規(guī)律的公式，并確定其可采儲(chǔ)量。時(shí)間累計(jì)產(chǎn)水量，104t累計(jì)產(chǎn)油量，104t1966年129.62080.81967年169.22206.81968年255.62329.21969年349.22455.21970年464.42584.81971年604.42728.81972年774.02876.41973年954.02995.21974年1144.83114.0表2 Dq油田開發(fā)數(shù)據(jù)57衰減曲線的校正（1）校正依據(jù) n=0.5時(shí)，雙曲線遞減的產(chǎn)量令則58 由此看出，只有當(dāng)t很大時(shí)，t+ct，Q b/t2，即該遞減規(guī)律可以看成n=0.5時(shí)，生產(chǎn)時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)的雙曲線遞減規(guī)律。 （2）校正方法對(duì)比 （3）校正常數(shù)C的求法 (5.3.6)(5.5.1)(5.5.2)59 2)在曲線上查出Np2(Np1Np3)對(duì)應(yīng)的t2。3)計(jì)算校正常數(shù)C。 （單位為時(shí)間的單位 ） 1）在Np（從遞減期某一時(shí)刻算起）與t的曲線上的兩端取兩點(diǎn)Np1和Np3，其對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為t1和t3 。(5.5.3)60 解：先計(jì)算校正系數(shù)C為此在水驅(qū)規(guī)律曲線上取首尾兩點(diǎn)1和3