水驅(qū)油理論基礎(chǔ)

第四章水驅(qū)油理論根底主要內(nèi)容：飽和度分布平面一維流動(dòng)的產(chǎn)量公式面積涉及系數(shù)、層縱向非均質(zhì)性、體積涉及系數(shù)各種井網(wǎng)的注水量活塞式驅(qū)油：非活塞式驅(qū)油：第四章水驅(qū)油理論根底fw圖4-1不同油水粘度比下含水與飽和度的關(guān)系圖4-2各種粘度比下含水與Sw的關(guān)系Fw/第四章水驅(qū)油理論根底Sw圖4-5不同時(shí)刻的飽和度分布第四章水驅(qū)油理論根底第四章水驅(qū)油理論根底五點(diǎn)系統(tǒng)七點(diǎn)系統(tǒng)行列注水第四章水驅(qū)油理論根底圖11五點(diǎn)井網(wǎng)的流度比與涉及系數(shù)的關(guān)系圖13直線交錯(cuò)井網(wǎng)的流度比與涉及系數(shù)的關(guān)系圖12直線井排井網(wǎng)的流度比與涉及系數(shù)的關(guān)系第四章水驅(qū)油理論根底圖14反九點(diǎn)在各種邊井含水率(fisw)下涉及系數(shù)與流度比關(guān)系(角井與邊井產(chǎn)量比為0.5)圖15反九點(diǎn)在各種角井含水率(fisw)下涉及系數(shù)與流度比關(guān)系(角井與邊井產(chǎn)量比為0.5)圖16反九點(diǎn)在各種不同邊井含水率(fisw)下涉及系數(shù)與流度比關(guān)系(角井與邊井產(chǎn)量比為1.0)圖17反九點(diǎn)在不同角井含水率(fisw)下涉及系數(shù)與流度比關(guān)系(角井與邊井產(chǎn)量比為1.0)圖4-18最大與最小滲透率比值為16的水平各向異性層上五點(diǎn)井網(wǎng)的涉及系數(shù)與流度比關(guān)系(最大滲透率方向與注水井排方向一致)圖4-19最大與最小滲透率比值為16的水平各向異性層上五點(diǎn)井網(wǎng)的涉及系數(shù)與流度比關(guān)系(最大滲透率方向與注水井和生產(chǎn)井連線方向一致)第四章水驅(qū)油理論根底圖4-28五點(diǎn)井網(wǎng)見水時(shí)的涉及系數(shù)第四章水驅(qū)油理論根底第五節(jié)體積涉及系數(shù)一、油層非均質(zhì)性對(duì)體積涉及系數(shù)的影響反映油層非均質(zhì)程度的滲透率變異系數(shù)對(duì)體積涉及系數(shù)有明顯影響。變異系數(shù)升高，體積涉及系數(shù)急劇降低，流度比處于0.1～1.0范圍內(nèi)其影響尤為顯著。二、重力對(duì)體積涉及系數(shù)的影響因?yàn)橛退戎氐牟町?，所以水傾向于沿地層底部向井突進(jìn)。油層越厚，重力影響就越大。對(duì)于均質(zhì)地層，液體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度高，重力影響相對(duì)要小。

可用粘滯壓力損失與油水重力差異的比值作為一個(gè)參數(shù)，研究它對(duì)體積涉及系數(shù)的影響。粘滯壓力損失與油水重力差異的比值越小，重力影響越大。圖4-29和圖4-30分別給出了重力差對(duì)線性和五點(diǎn)井網(wǎng)的體積涉及系數(shù)的影響。第四章水驅(qū)油理論根底第五節(jié)體積涉及系數(shù)圖4-29直線井網(wǎng)見水時(shí)的體積涉及系數(shù)圖4-30五點(diǎn)井網(wǎng)見水時(shí)的體積涉及系數(shù)二、重力對(duì)體積涉及系數(shù)的影響第四章水驅(qū)油理論根底第五節(jié)體積涉及系數(shù)水驅(qū)油動(dòng)態(tài)計(jì)算的數(shù)學(xué)模型多假定在滲透率不同的鄰層之間互不滲透，這是與事實(shí)不符的。砂泥巖的薄厚層常常互相交錯(cuò)，很多隔層也常開“天窗〞。因此，層間互滲是不可防止的。鄰層之間滲透率的差異程度和流度比對(duì)層間互滲影響最大。層間滲透率相差越懸殊，互滲的影響越嚴(yán)重。當(dāng)流度比小于1時(shí)，層間互滲會(huì)提高見水時(shí)的體積涉及系數(shù)；而當(dāng)流度比大于1時(shí)，會(huì)降低見水時(shí)的體積涉及系數(shù)。實(shí)際的采出程度，在相同注水量的條件下，介乎在假設(shè)油層是均質(zhì)的與假設(shè)油層是互不連通的〔沒有互滲的〕情況之間〔圖4-31〕。三、毛細(xì)管力對(duì)體積涉及系數(shù)的影響第四章水驅(qū)油理論根底第五節(jié)體積涉及系數(shù)圖4-31層間竄通對(duì)采出程度和水油比的影響三、毛細(xì)管力對(duì)體積涉及系數(shù)的影響第四章水驅(qū)油理論根底第五節(jié)體積涉及系數(shù)四、注水速度對(duì)體積涉及系數(shù)的影響注水速度低，在油層親水條件下，有利于充分發(fā)揮油水前緣后的水由高滲層向低滲層的滲吸作用，從而提高了體積涉及系數(shù)。滲吸作用的強(qiáng)弱主要取決于鄰層間滲透率的差異。從這點(diǎn)來(lái)說，注水速度慢一點(diǎn)好。油層厚度較大時(shí)，由于水比油的密度大，水易由油層底部流向井底。流水速度越慢，這個(gè)重力分異作用越顯著，因此，從克服重力影響著眼，注水速度還是高一點(diǎn)為好。那么，究竟注水速度是高些好，還是低些好，要根據(jù)油藏的具體條件來(lái)定，很難一概而論。一般認(rèn)為，在油田實(shí)際所使用的注水速度范圍內(nèi)，注水速度對(duì)涉及系數(shù)沒有顯著影響。第四章水驅(qū)油理論根底第五節(jié)體積涉及系數(shù)物性一定的均質(zhì)油層，見水時(shí)的面積涉及系數(shù)，完全取決于流度比〔對(duì)九點(diǎn)井網(wǎng)還受邊、角井的產(chǎn)量比及邊井關(guān)井條件的影響〕。而影響體積涉及系數(shù)的因素除了流度比外，還有滲透率變異系數(shù)、韻律性、油水密度差、油層厚度和注水速度等，必須針對(duì)具體油藏條件才能確定。第四章水驅(qū)油理論根底第五節(jié)體積涉及系數(shù)第五章油藏物質(zhì)平衡方法第一節(jié)物質(zhì)平衡方法所需要的根底資料及物性參數(shù)在應(yīng)用物質(zhì)平衡方程式確定油、氣藏儲(chǔ)量和預(yù)測(cè)油、氣藏動(dòng)態(tài)時(shí)，需要以下幾方面的根底資料。一、物質(zhì)平衡方法所需要的根底資料1、高壓物性資料：Bo、Bw、Bg、Rs、Cf、Co、Cw等；2、生產(chǎn)資料：Np、Wp、Wi、Rs、fw等；3、壓力資料：Pi、P；4、油水相對(duì)滲透率資料；5、地質(zhì)資料：N、m、Swi、Φ等。上述資料必須取全取準(zhǔn)。其可靠程度如何，將直接影響到計(jì)算的精確度。

第一節(jié)物質(zhì)平衡方法所需要的根底資料及物性參數(shù)二、物質(zhì)平衡方法所需要的物性參數(shù)

〔一〕地層油的壓縮系數(shù)〔Co〕單位體積地層油在壓力改變一個(gè)單位時(shí)的體積變化率?！捕车貙铀膲嚎s系數(shù)〔Cw〕單位體積地層水在壓力改變一個(gè)單位時(shí)的體積變化率。地面脫氣原油的壓縮系數(shù)較小，一般為〔4～7〕×10-41/MPa之間；地層油由于存在溶解氣壓縮系數(shù)較大，一般為〔7～20〕×10-41/MPa；油稠含氣量低的油田，原油壓縮系數(shù)在〔7～8〕×10-41/MPa；高氣油比輕質(zhì)油田的地層油壓縮系數(shù)一般10×10-4〔1/MPa〕左右。Cw受壓力、溫度和其中溶解的天然氣量大小的影響。壓力越大Cw越小，溫度越高Cw越大。但溫度對(duì)Cw的影響常大于壓力對(duì)Cw的影響。所以，地層深度增加，Cw也增大。在同溫同壓下，溶解的天然氣量越大，地層水的壓縮系數(shù)要大。

第一節(jié)物質(zhì)平衡方法所需要的根底資料及物性參數(shù)二、物質(zhì)平衡方法所需要的物性參數(shù)

〔三〕地層巖石的壓縮系數(shù)〔Cf〕地層巖石的壓縮系數(shù)：?jiǎn)挝粠r石體積在壓力變化一個(gè)單位時(shí)孔隙體積的變化率，即：

孔隙壓縮系數(shù)：在壓力每變化一個(gè)單位時(shí)，單位孔隙體積中的孔隙體積變化率。在孔隙介質(zhì)壓縮過程中，巖石的壓縮性主要是由于巖石孔隙空間是可壓縮的，而巖石顆粒的壓縮性并不起主要作用，所以在上兩式中的孔隙體積變化是相等的。

但是巖石體積和總孔隙體積不相等，即所以：第一節(jié)物質(zhì)平衡方法所需要的根底資料及物性參數(shù)二、物質(zhì)平衡方法所需要的物性參數(shù)

〔四〕綜合壓縮系數(shù)〔Ce〕它反響了油層彈性能量的大小。Ce等于壓力下降1兆帕以后總共能從含地層油為一單位的地層中驅(qū)出的油量，它等于：〔五〕地層油的體積系數(shù)原油在地下的體積與其在地面脫氣后的體積之比，即：VR—為地層條件下的原油體積，Vs—為在地面條件下原油體積。原油的地下體積系數(shù)Bo一般都大于1。且溶解油氣比越大，其體積系數(shù)越大。第一節(jié)物質(zhì)平衡方法所需要的根底資料及物性參數(shù)二、物質(zhì)平衡方法所需要的物性參數(shù)

〔六〕地層油的兩相體積系數(shù)定義：油藏壓力低于泡點(diǎn)壓力時(shí)，在給定壓力下地層油和其釋放出氣體的總體積與它在地面脫氣后的體積之比。

式中：BT—油氣兩相體積系數(shù)，m3/t；Rs—原始溶解氣油比，m3/t；

Rs—壓力P時(shí)的溶解氣油比，m3/t；Bg—?dú)怏w體積系數(shù)，m3/m3。兩相體積系數(shù)表示:地層溶氣原油由于壓力變化而引起的地層中油、氣體積變化的總和。

〔七〕氣體體積系數(shù)就是同等重量的氣體在地下的體積與地面的標(biāo)準(zhǔn)體積之比，即

第三節(jié)彈性驅(qū)油藏物質(zhì)平衡方程形成條件：無(wú)邊底水、注入水、無(wú)氣頂、Pi>Pb該類油藏在開采初期主要依靠地層壓力下降所引起的巖石孔隙及其中所儲(chǔ)集的油，水的彈性膨脹作用，將原油從地層驅(qū)替到井底。一、方程的推導(dǎo)

原理：假設(shè)忽略巖石和束縛水的彈性膨脹，開發(fā)過程中的任一時(shí)刻，油藏內(nèi)所含流體體積＝原始狀況下油藏內(nèi)所含流體體積。進(jìn)行方程推導(dǎo)時(shí)，主要考慮壓力下降引起的流體的彈性膨脹。第三節(jié)彈性驅(qū)油藏物質(zhì)平衡方程一、方程的推導(dǎo)當(dāng)油藏壓力為Pi〔原始狀況〕時(shí)：地層油的地下體積＝原始含油體積×原始條件下地層油的體積系數(shù)＝NBoi

當(dāng)油藏壓力變?yōu)镻時(shí)：

地層油的地下體積＝目前剩余油的體積×地層原油體積系數(shù)＝〔N-Np〕Bo根據(jù)物質(zhì)平衡的原理，在不考慮巖石和束縛水的彈性膨脹時(shí)彈性驅(qū)油藏的物質(zhì)平衡關(guān)系為：

NBoi＝〔N-Np〕Bo第三節(jié)彈性驅(qū)油藏物質(zhì)平衡方程一、方程的推導(dǎo)因?yàn)锽o-Boi=coBoi△P，所以上式可寫成：

為不考慮巖石和束縛水的彈性膨脹時(shí)彈性驅(qū)油藏的物質(zhì)平衡方程式

當(dāng)考慮巖石和束縛水的彈性膨脹時(shí)，從體積平衡角度寫出的物質(zhì)平衡方程應(yīng)為：

總采出流體的地下體積=地下流體的總膨脹體積

對(duì)于彈性驅(qū)油藏，為：采出油的地下體積

＝原油的膨脹體積+巖石孔隙減小體積+束縛水的膨脹體積

第三節(jié)彈性驅(qū)油藏物質(zhì)平衡方程一、方程的推導(dǎo)即：＝化簡(jiǎn)得：式中：為考慮巖石和束縛水的彈性膨脹時(shí)彈性驅(qū)油藏的物質(zhì)平衡方程式

第三節(jié)彈性驅(qū)油藏物質(zhì)平衡方程二、方程的應(yīng)用

〔一〕計(jì)算彈性產(chǎn)率將改寫成如下形式：

K1為彈性產(chǎn)率，它表示單位地層壓降下的產(chǎn)量，米3/兆帕。彈性產(chǎn)率可以用來(lái)衡量油田彈性能量的大小。一般說來(lái)，一個(gè)封閉彈性驅(qū)油藏的彈性產(chǎn)率是不變的，即不隨油藏生產(chǎn)時(shí)間和油井工作制度的變化而變化。因此這類油藏的總壓降與累積產(chǎn)量的關(guān)系通常是一直線。如果彈性產(chǎn)率發(fā)生較大變化，那么可能是油藏的封閉條件發(fā)生了變化，或是有外部流體流入油藏；或是流體從油藏外流。判斷的方法是：如果NP/△P增大，說明外部流體入侵；如果NP/△P減小，說明流體從油藏外流。第三節(jié)彈性驅(qū)油藏物質(zhì)平衡方程二、方程的應(yīng)用

〔二〕確定彈性產(chǎn)油量總的彈性采油量為：

式中：Pi—原始地層壓力，MPa；Pb—飽和壓力，MPa總的彈性采收率那么為：我們從油藏的壓縮性來(lái)估計(jì)，下降1.0兆帕約采出地質(zhì)儲(chǔ)量的0.2～0.5%左右。這種情況說明彈性采油量是很低的。當(dāng)?shù)仫枆翰钶^大時(shí)，彈性采收率可相應(yīng)提高。〔三〕預(yù)測(cè)油藏動(dòng)態(tài)第三節(jié)彈性驅(qū)油藏物質(zhì)平衡方程二、方程的應(yīng)用

由上式可看出，當(dāng)?shù)刭|(zhì)儲(chǔ)量N，綜合壓縮系數(shù)Ce時(shí)，便可對(duì)NP和△P這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)方法：1〕作出油田開發(fā)過程中不同時(shí)刻的累積產(chǎn)量與壓力降的關(guān)系曲線，該曲線應(yīng)是一條過原點(diǎn)的直線。2〕預(yù)測(cè)到某一累積產(chǎn)量時(shí)的壓力降；反之，也可給定某一壓降值求出相應(yīng)的累積產(chǎn)量?！緦?shí)例5-1】某彈性驅(qū)動(dòng)油藏，原始儲(chǔ)量為526萬(wàn)噸，原始地層壓力Pi=38.5兆帕，飽和壓力Pb=17.5兆帕。該油藏自71年年底投產(chǎn)，其壓力和產(chǎn)量的變化如表5-1所示。試求油藏的彈性產(chǎn)率及彈性采收率。〔三〕預(yù)測(cè)油藏動(dòng)態(tài)第三節(jié)彈性驅(qū)油藏物質(zhì)平衡方程表5-1某油藏壓力產(chǎn)量變化數(shù)據(jù)表

第四節(jié)

溶解氣驅(qū)物質(zhì)平衡方程

形成條件：油藏?zé)o邊底水，無(wú)氣頂，Pi＝Pb該類油藏的開采主要是依靠地層壓力下降所引起的油及其中的溶解氣的彈性膨脹作用，將原油從地層驅(qū)替到井底。

一、溶解氣驅(qū)油藏的開發(fā)特點(diǎn)

〔1〕壓力急劇下降?！?〕氣油比上升快?！?〕生產(chǎn)無(wú)水原油?！?〕油產(chǎn)量不斷下降?！?〕原油采收率低。二、方程的推導(dǎo)

第四節(jié)

溶解氣驅(qū)物質(zhì)平衡方程

油

油氣NP,RPPi原始狀態(tài)P目前狀態(tài)在進(jìn)行物質(zhì)平衡方程的推導(dǎo)時(shí)主要考慮到溶解氣的別離和流體的彈性膨脹。原理：油藏中流體體積＝原始條件下油藏的流體體積

不考慮巖石和束縛水的彈性膨脹時(shí)：二、方程的推導(dǎo)

第四節(jié)

溶解氣驅(qū)物質(zhì)平衡方程

當(dāng)油藏壓力為Pi時(shí)：

地層油的地下體積＝原始含油體積×原始條件下地層油的體積系數(shù)＝NBoi

當(dāng)油藏壓力為P時(shí)：

地層油的地下體積＝目前剩余油的體積×地層原