第05章 气藏物质平衡
+油气藏岩石.PPT
b
排列趋于紧凑排列，岩石孔隙度不断减小，如
图中a点到b点的线段I所示。该过程称作压实
e D
D 阶段，压实阶段的孔隙度呈指数规律变化
0
15
第三章 油气藏岩石
第一节 岩石孔隙度
影响因素及分级
➢ 孔隙度不变性原则
0eD
ln 0
a ✓ 压实作用导致的孔隙度变化不可逆
✓ 当岩石埋深到达b点之后，骨架颗粒的排
b
列方式达到最紧凑的程度，岩石也达到最
致密的状态，埋深继续增加，岩石的孔隙
D
度不再变化。b点为岩石的成岩深度
16
第三章 油气藏岩石
第一节 岩石孔隙度
影响因素及分级
➢ 孔隙度不变性原则
0eD
ln 0
✓ 从b点到c点，上覆压力不断增大，岩石不
a 断被压缩。虽然孔隙度不发生变化，但岩
b
Ⅱ
D
inh
之中的任何一个
统一用
表示
5
第三章 油气藏岩石
第一节 岩石孔隙度
有效孔隙：岩石中相互连通的孔隙
无效孔隙：岩石中相互不连通的孔隙--死孔隙
盲端孔隙：岩石中部分连通的孔隙
➢ 某些情况下为有效孔隙
➢ 孔隙度
某些情况下为无效孔隙
绝对孔隙度
abs
V pt Vb
有效孔隙度
eff
V peff Vb
分类 20%~30%高孔隙度
30% 特高孔隙度
11
第三章 油气藏岩石
第一节 岩石孔隙度
影响因素及分级
➢ 岩石是由固体骨架颗粒和粒间孔隙组成的 ➢ 影响岩石孔隙度大小的因素很多，主要因素只有
两个 ✓ 骨架颗粒的粒度分布 ✓ 骨架颗粒的排列方式
气藏工程专业知识题库
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。
3气藏物质平衡方程式
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。
CO_2气藏的物质平衡方程推导
枷 腿
－－ －
（４ ２）
式 中 ： 一 天 然 累积 水 侵 量 ，ｌ 一 累积 产 出水 ， Ｗ ｎ；
Ｐ —ｐ－
Ｚ Ｚ
ｍ３ 压 力ｐ 地层 水 的体积 系数 。 ； 一 Ｂ 下
［
１ ＳＪ － ＋ Ｒ， ） Ｒ
ｗ
唧
ＧＢ ．
Ｂ－ ｇ Ｇ ｇ ｇＢｉ Ｂｉ ） ＋ （
）－ ） 。 ６ （ Ｇ ５（ 一 ）‘） Ｐ ） 叩 ＋ ＢＳｉ 。尺）（ （ Ｐ
。
式 中 ： 累积采 出气量 ， 。 Ｃ一 ｍ。
设：
Ａ ｐ＝ｐ： －ｐ
ＢＣ￣ｓ （ 礴ｗ Ｂ １ ｗ ７ Ｓ ｉ ＋ 一 Ｃ ）
ｉ
椰 压力下， Ｏ气藏体积系数分别为： Ｃｚ
・
积 变 化 量 本 文 充 分 考 虑 Ｃ 地 层 水 中 的 溶 解 埘 Ｏ在
图 １ 足 否 ＣＯ２ 藏 随 压 力 降 产 生 的 体 积 变 化 气
第 一种 驱 动 力为Ｃ ！ 藏 的 内部 膨 胀 。在 间 Ｏ气 时
气 藏 开 发的驱 动，推导 出Ｃ ， Ｏ 气藏 物 质平衡 方 程 ． 以
Ｇ ｉ ） ｃ ｉ ｗ
（） ３
有 的体积 量 ， ｍ：
Ｖ－Ｃ Ｏ 的单 位地 面标 准体积 ， 。 ｍ。
将式（） 为： ８改
Ｖ Ｂ一 Ｒ 由 于 。 常 数 ， 对 式 （ ） 分 得 到 ： 为 故 ９微
ｄＶ ＝ ｄ Ｂ
ｓ
式 中 ： 广 水 的压 缩系数 ， ａ 。 Ｃ ＭＰ 一
海 莺 一 盆 地 的Ｃ 藏 琼 Ｏ
Ｃ ． 重 要 的 业 产 品 ．商用 价 值较 高 ，全球 Ｏ是
Ｃ ， 场 一 直 吃 紧 ， 不 应 求 ．Ｃ ， 泛 用 于 油 田 ＝ Ｏ市 供 ． Ｏ广 ｔ 次采油技 术 巾 ， 应 用较 为广 泛 的注入 剂之－１ 是 。 阁 内 ［前 仅 有 少 量 Ｃ 藏 投 入 开 发 ． 有 较 多 ］ Ｏ气 也
第05章-气藏物质平衡
降低p, 可提高Rg
4. 采收率
ppi
•最终的采出程度
•废弃压力 pabn 0.15 pw 矿场
pabn pt g gD 不产水 pabn pt m gD 产水
pp
•GR:
可采储量
ER
GR G
1 ppa ppi
ppa
abandon
Gp GR G
5. 剩余地质储量
Gp: 采出气量
pp
ppi 1
p Z
cc
pi
p
pF m a x
cc pi2 4Z
p pi 2
开发早期 pF pp
pp pF
✓ 用早期pp线预测开发晚期的动态误差较 大；
✓ 气藏都不是定容气藏，用拟压力进行 物质平衡分析，尤其是异常高压气藏 偏差会更严重；
✓ 正确：把拟压力校正成F压力，绘制气
藏的pF曲线，进行分析。
Gp
G
G
Vci
Vci
cp 1 swc
p
Vci
cw swc 1 swc
p (We
WpBw )
Vc
Vci1
cp cw swc 1 swc
p
We
Wp Bw Vci
Vc
Vci1
ccp
We
Wp Bw Vci
We WpBw
Vci
e
We Vci
•存水体积系数 •水侵体积系数
p
Wp Bw Vci
•产水体积系数
•剩余容积
Vp
Vc=Vci - Vp - Vwc
Vc
Vci
Vci
cp 1 swc
p Vci
swccw 1 swc
p
油藏工程基本原理
34
（2）油藏储量级别(续) 控制地质储量
指在某一圈闭内预探井发现工业油（气）流后，以建立 探明储量为目的，在评价钻探过程中钻了少数评价井后所 计算的储量。 控制储量可作为进一步评价钻探、编制中期和长期开
发规划的依据。
《油藏工程原理》讲义
35
（2）油藏储量级别(续)
探明地质储量
《油藏工程原理》讲义
7
绪论
孔隙度: 描述岩层储存油气的能力 水平方向渗透率: 描述油藏中流体的水平方向的 流动能力 垂直方向渗透率: 评价重力作用的影响和层间流 动能力 岩性分析: 提供岩石来源、纹理、结构的描述 残余相饱和度: 估计采收率 水的矿化度(Water Salinity): 矫正电测井，确定 钻井液侵入程度 岩芯伽玛测试: 矫正井下伽玛射线测井 岩石颗粒密度: 矫正密度测井 岩芯拍照: 提供岩心的永久存档
其中：
A h h A
j j
j
Aj h j
Aj h j
《油藏工程原理》讲义
30
中石油石油地质储量容积法
容积容积法计算石油地质储量公式： N＝100·A·h·(1—Swi)ρ o/Boi 式中：N—石油地质储量，104t； A—含油面积，km2 h—平均有效厚度，m； φ —平均有效孔隙度，f； Swi—平均油层原始含水饱和度，f； ρ o—平均地面原油密度，g/cm3 ； Boi— 平均原始原油体积系数 Rm3/Sm3。
ho h WOC
含油面积Ao:
充满程度β ：
Ao
Vc Ao h (1 swc )
油藏容积
《油藏工程原理》讲义
19
Vc Ao 0 1 Vct At
若 ＝ 1，表明圈闭已经充满，同时也表明更多的油 > 0，表明圈闭中聚集了油气，同时也表明油气从
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
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Vci
Vwc
Vwc=Aghswc
Vci swc 1 swc
Vci=Agh(1-swc)
•体积变化量
p pi p
Vp=Vpcpp
Vp
Vcicp p 1 swc
p
Vc W Vwc
Vci swc cw p Vwc=Vwccwp 1 swc
W=We-WpBw
We Wp Bw Vc Vci 1 cc p V ci
We Wp Bw Vci
•存水体积系数
We e Vci
•水侵体积系数 •产水体积系数
e p
p
Wp Bw Vci
Vc=Vci(1-ccp-)
Vp
二、物质平衡方程
Vwc
•气藏容积的压缩系数
Vc Vci (1 cc p)
二、物质平衡方程
1. 原始气量
2. 剩余气量
Vg
Vci G Bgi
p
Vc
Vg=Vc
Vci (1 cc p) GBgi (1 cc p) Gres Bg Bg Bg
3. MBE
G Gp GBgi (1 cc p) Bg
Gp pp (1 cc p ) ppi 1 G
G = Gp + Gres
Gres GB gi(1 cc Δp) Bg
Bgi
p/Z Bg pi / Z i
p/Z G Gp G(1 cc p) pi / Z i
p pi (1 cc p) Z Zi p pF (1 cc p ) Z
Gp 1 •真实压力 G
第五章
天然 气特 点
气藏物质平衡
粘度低， 流动能力强 密度小，举升能力强 弹性大，驱动能力强
定容气藏 气藏类型
封闭气藏 水驱气藏
•Material Balance
Gp
累产气量(sc)
•质量守恒
G
原始气量(sc)
Gres
剩余气量(sc)
•MBE(BF)
G = Gp + Gres
•气藏简化
~ ~
Vb
非封闭
第三节 水驱气藏
•有相连水体的气藏
~ ~
•采气过程中有水侵作用 •气藏产水 增加气井的举升难度，提高气藏的废弃
压力，降低气藏的采收率。边底水的侵 入使气藏的开采动态变得复杂起来。
一、气藏容积
•原始条件 Vci=Agh(1-swc) Vgi=Vci
pi Vwc Vci
G=Vgi/Bgi Vci=Vgi=GBgi
pi
Vci
Vci=Vgi=GBgi
2. 开发过程
(1 ) s p
Vs
Vp
Vci
Gp
Vc
pi
p
Vwc
Vc=Vci - Vp - Vwc
Vp=Agh Vwc=Aghswc=Vpswc Vci=Agh(1-swc)=Vp (1-swc)
Vgi=Vci=GBgi
Gp p pi 1 •真实压力 (1 cc p ) Z Zi G Gp pp (1 cc p ) ppi 1 •拟压力 G
pH pp (1 cc p )
pi pHi ppi Zi
G Vgi Bgi
Vci
Vci=Vgi=GBgi
2. 剩余气量
•采出气量 Gp
Vci
~ ~
Gp
Vci=Vc
Vc
pi
p •不产水
•气藏容积 Vc =Vci=GBgi
•剩余气地下体积 Vg =Vc=Vci=GBgi
•剩余气地面体积
Gres Vg Bg GBgi Bg
Vc
p
G = Gp + Gres
p pp Z
•拟压力
•真实气体的拟压力等价于理想气 体的真实压力。
三、生产指示曲线
Gp pp ppi 1 G
气藏生产指示曲线绘制必须 采用绝对压力
pp
Gp
•定容气藏的生产指示曲线
Gp pp ppi 1 G
ppi
pp a bGp
Vs
Vc Vp
Vwc
•容积
Vc=Vp-Vwc
第一节
一、气藏容积 Vb=Agh
定容气藏
•采气过程中气藏容积恒定的气藏
Vp=Agh Vwc=Aghswc
Vb
Vs
Vci Vp Vwc
Vci=Vp-Vwc =Agh(1-swc)
二、物质平衡方程
1. 原始气量 Vci=Agh(1-swc) •气藏气体积 Vgi=Vci •地面气体积
Gp
GR G
5. 剩余地质储量
Gp: 采出气量
Gp pp ppi 1 G
pp ppi
Gres G Gp
ppi
G
pp
Gp
G
五、弹性产能指数
Gp pp
反映气藏的产气能力
Gp p p p pi 1 G
Epi
ppi
1. 差值法
•精确计算
p pi Gp (1 cc p ) 1 Z Zi G
Gp pp (1 cc p p ) ppi 1 H G
Gp pp (1 cc p pF ) ppi 1 G
Gp pF pFi 1 G
pi pFi Zi
•F压力
•F压力
•封闭气藏的F压力等价定容气藏的拟 压力
三、生产指示曲线
pFi
Gp pF pFi 1 G
p pF (1 cc p ) Z
pF
pi pFi Zi
Gp Gp pF pFi 1 pp (1 cc p ) ppi 1 G G
pF pp pF ppcc p
pp pF
pF
p pF cc pi p Z
pF max
cc p 4Z
•剩余容积
Vc=Vci -Vp-Vwc-W
Vc Vci Vci cp 1 swc cw swc p Vci p (We Wp Bw ) 1 swc
We Wp Bw cp cw swc Vc Vci 1 p 1 s V wc ci
1. 原始气量
Vc W
G=Vci/Bgi
2. 剩余气量 Vg=Vc
p
Gres=Vg/Bg =Vci(1-ccp-)/Bg
Vwc
=GBgi(1-ccp-)/Bg
3. MBE
G = Gp + Gres
G=Gp+GBgi(1-ccp-)/Bg
Bgi
p/Z Bg pi / Z i
p/Z G Gp G(1 cc p ) pi / Z i
2 i
pi p 2
开发早期
pF pp
Gp
pp
pF
用早期pp线预测开发晚期的动态误差较 大； 气藏都不是定容气藏，用拟压力进行 物质平衡分析，尤其是异常高压气藏 偏差会更严重； 正确：把拟压力校正成F压力，绘制气 藏的pF曲线，进行分析。
Gp
G
G
pF
Gp
•若生产指示曲线为直线
•若生产指示曲线为曲线 封闭
Gp
G
pFi
pF a bGp
Gp pF pFi 1 G
G
pF
Gp
a pFi
a b G
Gp pF pFi 1 G
p pi Gp (1 cc p) 1 Z Zi G
Gp pp (1 cc p ) ppi 1 G
a ppi
b
ppi G
动态储量 or动用地 质储量
pp
Gp
G
已知Zi由ppi计算pi； 求出动态地质储量； 评价储量动用程度β
ppi
pp a bGp
a ppi
ppi G
β>80%方案设计合理； β<50%,大部分储量未动用， 需重新设计方案或对原方案 调整。
pp
b
动态储量 or动用地 质储量
pH a bGp
pH
Gp pH pHi 1 G
Gp
a pHi
a b G
Gp pH pHi 1 G
p pF (1 cc p ) Z
p pi Gp (1 cc p ) 1 Z Zi G
Gp pp (1 cc p ) ppi 1 G
Gp pp (1 cc p ) ppi 1 G
pp pH pF
Gp pH pHi 1 G
Gp
G
G’
G’’
四、水侵量计算
Gp ppi pp
G ppi
定容气藏的弹性产能指数实际上就 是气藏生产指示曲线的斜率。
Gp
pp
Gp
•若生产指示曲线为直线 •若生产指示曲线为曲线 定容 非定容
第二节 封闭气藏
•无相连水体的气藏
~ ~
透镜体
不渗透层
•采气过程中无水侵作用
一、气藏容积
1. 原始条件
Vci=Agh(1-swc)