大慶石油學(xué)院石油工程課件15油田開發(fā)動態(tài)分析的經(jīng)驗方法

第十五章

油田開發(fā)動態(tài)分析的經(jīng)驗方法

一、經(jīng)驗方法的基本步驟1、系統(tǒng)地收集和分析油田生產(chǎn)動態(tài)資料；發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律性，給出表達(dá)這些規(guī)律的經(jīng)驗公式；2、運(yùn)用已經(jīng)總結(jié)出來的經(jīng)驗規(guī)律預(yù)測未來的生產(chǎn)動態(tài)。二、主要的經(jīng)驗方法1、產(chǎn)量遞減規(guī)律2、驅(qū)替特征曲線第十五章油田開發(fā)動態(tài)分析的經(jīng)驗方法

第一節(jié)油田產(chǎn)量遞減規(guī)律及其應(yīng)用第二節(jié)油田含水規(guī)律及其預(yù)測第一節(jié)油田產(chǎn)量遞減規(guī)律及其應(yīng)用

一、產(chǎn)量遞減規(guī)律的基本步驟1、繪制產(chǎn)量與時間的關(guān)系曲線，或產(chǎn)量與累積產(chǎn)量的關(guān)系曲線；2、將產(chǎn)量遞減部分的曲線變成直線；3、寫出直線的方程，也就是找出油田產(chǎn)量與時間的經(jīng)驗關(guān)系式，或產(chǎn)量與累積產(chǎn)量的關(guān)系式；4、預(yù)測油田未來的動態(tài)指標(biāo)。二、產(chǎn)量遞減率定義定義式：單位時間內(nèi)單位產(chǎn)量的變化量，通常用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示。經(jīng)驗式：三、產(chǎn)量遞減規(guī)律的類型1、指數(shù)型遞減規(guī)律2、雙曲線型遞減規(guī)律3、調(diào)和型遞減規(guī)律四、指數(shù)型遞減規(guī)律

1、基本公式

（1）遞減指數(shù)：（2）遞減率：（3）產(chǎn)量隨時間的變化關(guān)系：（4）累積產(chǎn)量隨時間的變化：（5）累積產(chǎn)量與瞬時產(chǎn)量之間的關(guān)系：四、指數(shù)型遞減規(guī)律2、推導(dǎo)定義式：經(jīng)驗式：由于：所以（2）式可以寫為：（3）即：（4）由（1）式和（3）式，得：（2）（1）上式分離變量，積分得：又由于：（5）所以：（6）產(chǎn)量遞減后，在時間0～t內(nèi)的累積產(chǎn)量為：（7）將（6）式代入（7）式，得：積分整理得：由（6）式得：（8）（9）將（9）式代入（8）式得：（10）五、雙曲線型遞減規(guī)律1、基本公式（1）遞減指數(shù)：（2）遞減率：（3）產(chǎn)量隨時間的變化關(guān)系：（4）累積產(chǎn)量隨時間的變化：（5）累積產(chǎn)量與瞬時產(chǎn)量之間的關(guān)系：五、雙曲線型遞減規(guī)律2、推導(dǎo)定義式：經(jīng)驗式：（1）（2）由于：所以由（1）式和（2）式得：（3）分離變量積分得：由（2）式得：（4）（5）由（4）式和（5）式得：整理得：（6）產(chǎn)量遞減后，在時間0～t內(nèi)的累積產(chǎn)量為：（8）將（7）式代入（8）式，得：（7）積分整理得：由（7）式得：（9）（10）將（10）式代入（9）式得：（11）六、調(diào)和型遞減規(guī)律1、基本公式（1）遞減指數(shù)：（2）遞減率：（3）產(chǎn)量隨時間的變化關(guān)系：（4）累積產(chǎn)量隨時間的變化：（5）累積產(chǎn)量與瞬時產(chǎn)量之間的關(guān)系：六、調(diào)和型遞減規(guī)律2、推導(dǎo)定義式：經(jīng)驗式：（1）由于：n=1所以由（1）式和（2）式得：（3）積分得：由（2）式得：（4）（5）（2）由（4）式和（5）式得：整理得：（6）產(chǎn)量遞減后，在時間0～t內(nèi)的累積產(chǎn)量為：（8）將（7）式代入（8）式，得：（7）積分整理得：由（7）式得：（9）（10）將（10）式代入（9）式得：（11）七、三種遞減規(guī)律的比較指數(shù)型：雙曲線型：調(diào)和型：因為：產(chǎn)量遞減速度主要決定于遞減指數(shù)n和初始遞減率Di。在初始遞減率和遞減期初始產(chǎn)量相同時，以指數(shù)遞減產(chǎn)量下降最快，雙曲線型遞減居中，調(diào)和型遞減最慢。在遞減類型一定時，初始遞減率越大，產(chǎn)量下降越快。八、產(chǎn)量遞減規(guī)律的應(yīng)用1、指數(shù)遞減規(guī)律的分析和應(yīng)用產(chǎn)量變化規(guī)律：累積產(chǎn)量變化：對（1）式兩端取對數(shù)，得累積產(chǎn)量：最大累積產(chǎn)量：（1）（2）（3）（4）（5）例15-1

某油田開發(fā)區(qū)的產(chǎn)量變化數(shù)據(jù)見表15-1。從表中可以看出該油田產(chǎn)量自1962年起開始遞減，試求：1）該開發(fā)區(qū)的遞減率；2）預(yù)測1970年的產(chǎn)量；3）年產(chǎn)量為0.2×106時的開發(fā)時間；4）預(yù)測油藏的最終采油量。表15-1某油田產(chǎn)量變化數(shù)據(jù)

解：（1）判斷遞減類型將年產(chǎn)量隨時間變化的數(shù)據(jù)繪制于半對數(shù)坐標(biāo)系下，如下圖。確定屬于指數(shù)型遞減，遞減起始時間為1965年。遞減期初始產(chǎn)量為：（2）計算遞減率將直線同時向兩端方向延長，其上端與縱軸交于1.0106t處，下端與過縱軸0.1106t的水平直線相交，兩交點(diǎn)在橫軸上的坐標(biāo)差

t=11年，所以有：（3）預(yù)測1970年的產(chǎn)量（4）預(yù)測年產(chǎn)量為0.2106t時的時間

查圖得年產(chǎn)量為0.2106t的時間為1969年10月。（5）預(yù)測油藏的最終采油量

2、產(chǎn)量衰減規(guī)律的分析和應(yīng)用（1）產(chǎn)量衰減規(guī)律產(chǎn)量與時間的關(guān)系式為：累積產(chǎn)量與時間的關(guān)系式為：（2）產(chǎn)量衰減規(guī)律的校正累積產(chǎn)量與時間的關(guān)系式為：產(chǎn)量與時間的關(guān)系式為：

C值的確定：在累積產(chǎn)量和時間的關(guān)系曲線上取兩點(diǎn)1和3，由曲線的中間取一點(diǎn)2，使

則可推得：例15-2

某彈性驅(qū)油藏，產(chǎn)量自1973年8月開始遞減，該油藏產(chǎn)油量及累積產(chǎn)油量的變化數(shù)據(jù)見表15-2。試求：1）繪制產(chǎn)量衰減曲線，求最大累積產(chǎn)量a；2）繪制校正衰減曲線，求最大累積產(chǎn)量a1；3）繪制實際產(chǎn)量與計算產(chǎn)量的變化曲線，并進(jìn)行對比。表15-2某彈性驅(qū)油藏生產(chǎn)數(shù)據(jù)表

時間年,月月產(chǎn)油量(t)累積產(chǎn)油量(t)

時間年,月月產(chǎn)油量(t)累積產(chǎn)油量(t)

1973.724162818831974.4141072770981973.8381251200081974.5131732902711973.9349601549681974.670622973331973.10281561831241974.7105823079151973.11131731962971974.8104943184091973.12204472157441974.994083278171974.1193252350691974.1098723367891974.2135352486041974.1188613456501974.3143872629911974.1210556356206解：(1)繪制產(chǎn)量衰減曲線，求最大累積產(chǎn)量a

遞減期起始點(diǎn)為1973年9月，曲線如圖中曲線1。(2)繪制校正產(chǎn)量衰減曲線

取t1=1（M），t3=16（M），則Np1=3.5×104t，Np3=23.6×104t，得：查圖15-11反求t2=6.5(mon)。根據(jù)C值算出與時間所對應(yīng)的（t+C）和Np（t+C）的值，其結(jié)果見表15-3。

表15-3某彈性驅(qū)油藏衰減曲線計算表繪制校正衰減曲線如圖15-6中曲線2。直線的斜率即為最大累積產(chǎn)量a1：（3）取（t+C）=33.6，Np（t+C）=728.4×104t.mon，則有：

b1=（52.6×33.6-728.4）×104

=1039.0×104（t.mon）求得常數(shù)b1和C，可計算相應(yīng)的qtcal值，其結(jié)果列于表15-3。

一、水驅(qū)規(guī)律曲線的研究方法

經(jīng)歷了三個階段：1、含水與時間或含水與采出程度的關(guān)系曲線

（1）1959年，前蘇聯(lián)學(xué)者馬克西莫夫：（2）1971年，美國學(xué)者蒂麥爾曼：（3）含水率與時間或含水率與采出程度的關(guān)系第二節(jié)油田含水規(guī)律及其預(yù)測2、水驅(qū)規(guī)律曲線

一個天然水驅(qū)或人工水驅(qū)的油藏，當(dāng)它已經(jīng)全面開發(fā)并進(jìn)入穩(wěn)定生產(chǎn)階段后，含水率達(dá)到一定高度并逐漸上升時，在半對數(shù)坐標(biāo)紙上，以對數(shù)坐標(biāo)表示油藏的累積產(chǎn)水量Wp，以普通坐標(biāo)表示油藏的累積產(chǎn)油量Np，做出兩者的關(guān)系曲線，常出現(xiàn)一條近似的直線段，稱為水驅(qū)規(guī)律曲線。水驅(qū)規(guī)律曲線的兩種基本表達(dá)式：驅(qū)替特征法:累積產(chǎn)水--累積產(chǎn)油關(guān)系曲線法采收率--水油比關(guān)系曲線法水驅(qū)曲線有下述兩大特點(diǎn)?

一般油田在含水20%前后開始出現(xiàn)直線段。?

在對油層采取重大措施（如壓裂）或開發(fā)條件變動（如層系調(diào)整）時，開發(fā)效果突變，直線段發(fā)生轉(zhuǎn)折。用途判斷或?qū)Ρ扔吞铮ɑ蛴途╅_采效果的好壞;判斷油井出水層位以及來水方向或見效方向;預(yù)測油藏動態(tài)指標(biāo)。一、水驅(qū)規(guī)律曲線的研究方法3、驅(qū)替系列公式凸型曲線：凸型和S型間過渡曲線：S型曲線：S型和凹型間過渡曲線：凹型曲線：二、水驅(qū)規(guī)律曲線的理論基礎(chǔ)1、采出程度與含水率的關(guān)系:

2、累積產(chǎn)水量與累積產(chǎn)油量的關(guān)系:

或推導(dǎo)過程計算出Kro/Krw的比值及相應(yīng)的含水飽和度Sw值,繪制在半對數(shù)坐標(biāo)紙上，得到如圖所示的曲線。該曲線的主體是直線，兩端發(fā)生彎曲，

直線段表達(dá)式為：推導(dǎo)過程：1、采出程度與含水率的關(guān)系:

根據(jù)達(dá)西定律，油和水滲過巖石斷面A的流量分別為：a、b：與巖石和流體的性質(zhì)（如滲透率、孔隙度大小分布、粘度、界面張力、接觸角等）有關(guān)的系數(shù)。直線段表達(dá)式：又由于采出程度表達(dá)式為：

代入：其中：采出程度與含水率的關(guān)系式：推導(dǎo)過程：2、累積產(chǎn)水量與累積產(chǎn)油量的關(guān)系

設(shè)：水油比采出程度代入因為代入兩端積分后取對數(shù)令也可變形為累積產(chǎn)水量與累積產(chǎn)油量的關(guān)系式1、預(yù)測產(chǎn)水量2、預(yù)測含水率3、預(yù)測最終采收率三、根據(jù)水驅(qū)規(guī)律曲線預(yù)測油田產(chǎn)量、含水率及采收率三、根據(jù)水驅(qū)規(guī)律曲線預(yù)測油田產(chǎn)量、含水率及采收率在半對數(shù)坐標(biāo)下，以累積產(chǎn)油量為普通坐標(biāo)，以累積產(chǎn)水量為對數(shù)坐標(biāo)，繪制出水驅(qū)規(guī)律曲線為一直線，如圖15－15所示，其斜率為：將直線段延長與縱軸相交，得截距b。求出常數(shù)a和b就可進(jìn)行動態(tài)預(yù)測。例15-3：已知某油田L(fēng)油層注水開發(fā)，其生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表15-4。油田地質(zhì)儲量為2409×104t。試根據(jù)水驅(qū)規(guī)律計算與累積采油量對應(yīng)的含水率，并求含水率達(dá)98%時的最終采油量和采收率。序號時間年份生產(chǎn)數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)累積產(chǎn)油104t累積產(chǎn)水104m3含水率%累積產(chǎn)水104m3含水率%采出程度%11959388.732.920.842.72916.0921960434.458.235.166.038.818.0331961465.782.043.389.04619.3341962490.2105.749.01124920.4351963508.9125.651.31355621.1261964526.9151.0[58.61596021.8771965544.1180.963.41866522.5981966]562.4214.564.92246823.3491967581.1249.264.92697224.12101968599.9281.463.028262.524.90111969621.2316.662.33166525.79121970644.1360.765.83636826.74131971666.3407.768.04177127.66141972]687.6460.471.34687328.54151973709.4527.675.552576.629.44161974730.1600.377.86007830.30171975751.9696.981.66938031.21181976762.6729.183.57258131.65表15-4某油田L(fēng)層生產(chǎn)數(shù)據(jù)及計算結(jié)果表解:（1）根據(jù)給出的累積產(chǎn)油量Np和累積產(chǎn)水量Wp，在半對數(shù)坐標(biāo)紙繪制出水驅(qū)規(guī)律曲線如圖15-16所示。（2）確定描述直線段的常數(shù)a和b，給出直線方程。由圖中看到，直線在1968年出現(xiàn)拐點(diǎn)，因此需要分段進(jìn)行計算。1968年以前：查圖得b1=1.023,lgb1=0.01,因此第一直線段方程為：1968年以后：查圖得b2=8.185,lgb2=0.913，因此第二直線段方程為：（3）計算累積產(chǎn)水量Wp和含水率fw。第一直線段取1959年：第二直線段取1975年：

全部計算結(jié)果見表15-4。

（4）根據(jù)后一直線段計算最大累積產(chǎn)油量和最終采收率四、溶解氣—水驅(qū)油田的含水上升規(guī)律例15-4已知：某油田自1949年投產(chǎn)，注水與工業(yè)性采油同時進(jìn)行，油藏由于采油速度不高，穩(wěn)產(chǎn)9年不含水，當(dāng)采出54.2%的可采儲量時，地層壓力降至飽和壓力，自此以后油藏由彈性水驅(qū)變?yōu)槿芙鈿庖凰?qū)