油藏工程課件-2.1一維不穩(wěn)定驅(qū)替

第二章

非混相驅(qū)替及注水開發(fā)指標(biāo)計(jì)算1混相與非混相2驅(qū)替與吸吮3穩(wěn)定與不穩(wěn)定分清四個(gè)問(wèn)題4為什么要計(jì)算開發(fā)動(dòng)態(tài)開發(fā)指標(biāo)及相關(guān)概念日產(chǎn)水平和日產(chǎn)能力日產(chǎn)水平是指油田實(shí)際產(chǎn)量的大小日產(chǎn)能力是指現(xiàn)有工藝條件下最大可能的采油量二者的差別在于日產(chǎn)水平是由于生產(chǎn)事故、操作不當(dāng)、計(jì)劃不周等原因或偶發(fā)事件而實(shí)際上沒(méi)有發(fā)揮最大生產(chǎn)能力開發(fā)指標(biāo)：能夠表征油田開發(fā)狀況的數(shù)據(jù)采油速度年產(chǎn)油量占地質(zhì)儲(chǔ)量的百分?jǐn)?shù)如大慶長(zhǎng)垣N=40×108t，年產(chǎn)油量Np=5500×104t，則采油速度v=1.3%，目前在遞減。采油速度與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要有關(guān)，宏觀上，國(guó)家總體上平均v=1.5%，各油田可能不同剩余儲(chǔ)量的采油速度注采比注入水的地下體積與采出流體的地下體積之比分為：瞬時(shí)和累積采出程度累積采油量占地質(zhì)儲(chǔ)量的百分比，油田停止開采時(shí)的采出程度(或最大采出程度)為采收率可采儲(chǔ)量的采出程度含水率日產(chǎn)水量與日產(chǎn)液量之比含水上升率每采出1%地質(zhì)儲(chǔ)量(單位采出程度)時(shí)的含水率上升值注水利用率注入水存留于地下的百分?jǐn)?shù)生產(chǎn)氣油比壓力水平注入能力和注入水平計(jì)算注水開發(fā)指標(biāo)的方法：1巖心試驗(yàn)2數(shù)值模擬3解析解4各種經(jīng)驗(yàn)方法主要內(nèi)容一維不穩(wěn)定驅(qū)替重力分異情況下的驅(qū)替底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)面積注水開發(fā)指標(biāo)計(jì)算剩余油飽和度及其流動(dòng)性改善注水開發(fā)效果的水動(dòng)力學(xué)方法假設(shè)條件：

1)

油水兩相流動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)方向相同；

2)巖石是水濕的；水驅(qū)油過(guò)程；

3)流體不可以壓縮，是剛性流體；

4)驅(qū)替過(guò)程中保持毛細(xì)管力與重力的平衡，平衡在瞬間完成。毛管力和重力差使流體飽和度達(dá)到縱向上的平衡；5）均質(zhì)儲(chǔ)層。2.1一維不穩(wěn)定驅(qū)替一維是簡(jiǎn)化情況，實(shí)際滲流是二維或者三維、四維的1分流量方程2恒速注水開發(fā)指標(biāo)計(jì)算3恒壓注水開發(fā)指標(biāo)計(jì)算4前緣推進(jìn)方程的恒速與恒壓關(guān)系5具有可流動(dòng)初始飽和度下的水驅(qū)動(dòng)態(tài)6前緣推進(jìn)方程解的局限性2.1一維不穩(wěn)定驅(qū)替1分流量方程計(jì)算一維考慮重力、毛管力下的出口端面動(dòng)態(tài)（含水率）已知端面面積A，滲透率為K，流體粘度、密度。求解出口端面的含水率變化？達(dá)西定律可以描述xy兩式相減：分析：什么因素影響含水率的大小流體物性參數(shù)、油水相界面情況、地層性質(zhì)、生產(chǎn)參數(shù)即為考慮毛管力、重力因素以后，一維均質(zhì)地層出口端的分流量方程SwxPcSw1）水油流度水油流度，粘度關(guān)系,含水飽和度2）毛管力毛管力存在使分流量增加,Sw=Swc

時(shí)最大，其它較小可忽略3)重力作用與地層傾角地層傾角的范圍不同重力差起的作用不同低部位注水，高部位采油分流量方程的簡(jiǎn)化形式：當(dāng)不考慮毛管力的時(shí)候：不考慮毛管力,當(dāng)不考慮重力因素或者地層水平的時(shí)候：在取得了油水相對(duì)滲透率資料和油水粘度比以后，即可以計(jì)算出分流量曲線：00.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.10.20.30.40.50.60.70.8水飽和度含水率分流量方程的應(yīng)用：1)確定水驅(qū)油前緣含水飽和度1.0Bo≈Boi2)確定任意出口端飽和度下的含水率，采出程度3)確定前緣飽和度面移動(dòng)速度由B_L方程：任意飽和度面的移動(dòng)速度：油水前緣任意飽和度面要求掌握考慮重力和毛管力情況下的分流量方程的具體形式，能夠推導(dǎo)。掌握各種因素對(duì)含水率的影響規(guī)律。1分流量方程2恒速注水開發(fā)指標(biāo)計(jì)算3恒壓注水開發(fā)指標(biāo)計(jì)算4前緣推進(jìn)方程的恒速與恒壓關(guān)系5具有可流動(dòng)初始飽和度下的水驅(qū)動(dòng)態(tài)6前緣推進(jìn)方程解的局限性2.1一維不穩(wěn)定驅(qū)替2恒速注水動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)一維地層，長(zhǎng)度L，截面積A，已知孔隙度、油水粘度、油水相對(duì)滲透率曲線，注入速度恒定qi

，剛性驅(qū)替,不考慮重力作用和毛管力的影響，地層水平。求注水動(dòng)態(tài)：1)見(jiàn)水前，產(chǎn)量、含水率、油藏累積產(chǎn)油量、累積注水量、平均含水飽和度隨時(shí)間的變化規(guī)律？2)見(jiàn)水后，產(chǎn)液量、含水率、產(chǎn)油量、地層平均含水飽和度，油藏累積產(chǎn)油量，采出程度隨時(shí)間的變化？見(jiàn)水前動(dòng)態(tài)SorSwmaxXf關(guān)鍵是求解油水兩相區(qū)間的平均含水飽和度x1x2對(duì)于任意的區(qū)間（x1－x2）的平均飽和度：A,?不變分部積分總的表達(dá)形式為：某時(shí)間t，對(duì)于任意水淹位置x：選取兩個(gè)端點(diǎn)分別為入口端和油水的前緣。對(duì)應(yīng)的x1、x2分別為0和xf。對(duì)應(yīng)的含水飽和度分別為最大含水飽和度和前緣含水飽和度SorSwmaxXf求兩相區(qū)平均飽和度可以直接用圖解法可以求解任意前緣下的累積產(chǎn)量，以及任意前沿距離下所用的時(shí)間。注采區(qū)域內(nèi)平均含水飽和度累產(chǎn)油量見(jiàn)水時(shí)間由xf=L時(shí)見(jiàn)水，則見(jiàn)水后動(dòng)態(tài)SorSwmax2)見(jiàn)水后，產(chǎn)液量、含水率、產(chǎn)量、地層平均含水飽和度，油藏累積產(chǎn)油量，累積產(chǎn)水量、采出程度隨時(shí)間的變化？以上的所有問(wèn)題歸結(jié)為求解任意出口端含水飽和度下的地層油水兩相區(qū)的平均含水飽和度大小以及其與時(shí)間的關(guān)系。含水率含水飽和度對(duì)應(yīng)任意出口端飽和度的時(shí)間：計(jì)算恒速注水動(dòng)態(tài)的步驟－－見(jiàn)水前1利用油水相對(duì)滲透率曲線和油水粘度比計(jì)算分流量曲線2利用圖解法，計(jì)算前緣含水飽和度以及前緣含水飽和度下的平均含水飽和度3計(jì)算含水上升率曲線4計(jì)算見(jiàn)水前的注水速度、產(chǎn)油速度、含水率5將地層長(zhǎng)度等分，計(jì)算對(duì)應(yīng)任意前緣位置時(shí)的累積產(chǎn)油量、累積注水量、采出程度6計(jì)算任意前緣下的時(shí)間7計(jì)算見(jiàn)水時(shí)刻以及相應(yīng)的參數(shù)計(jì)算恒速注水動(dòng)態(tài)的步驟－－見(jiàn)水后8將前緣含水飽和度到最大含水飽和度分段9計(jì)算每段出口端含水飽和度下對(duì)應(yīng)的平均含水飽和度，該飽和度下的含水率，含水率的導(dǎo)數(shù)，無(wú)因次注入倍數(shù)10計(jì)算對(duì)應(yīng)出口端飽和度下的產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、11計(jì)算對(duì)應(yīng)出口端飽和度下的累積產(chǎn)油量、累積注水量、累積產(chǎn)水量、12計(jì)算對(duì)應(yīng)出口端含水飽和度下對(duì)應(yīng)的時(shí)間13將計(jì)算結(jié)果整理，繪制相應(yīng)的圖表恒速注水實(shí)例油水粘度比為2.0計(jì)算見(jiàn)水前后的油藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分流量曲線計(jì)算表確定前緣飽和度、油水兩相區(qū)的平均含水飽和度計(jì)算對(duì)應(yīng)每段長(zhǎng)度下(前緣到達(dá)的位置)的生產(chǎn)參數(shù)，以及見(jiàn)水時(shí)刻無(wú)水采收率，見(jiàn)水時(shí)間。將地層長(zhǎng)度等分見(jiàn)水后，出口端飽和度不斷上升，可以飽和度步長(zhǎng)適當(dāng)減小，增加計(jì)算點(diǎn)1分流量方程2恒速注水開發(fā)指標(biāo)計(jì)算3恒壓注水開發(fā)指標(biāo)計(jì)算4前緣推進(jìn)方程的恒速與恒壓關(guān)系5具有可流動(dòng)初始飽和度下的水驅(qū)動(dòng)態(tài)6前緣推進(jìn)方程解的局限性3恒壓注水動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)求注水動(dòng)態(tài)。1)見(jiàn)水前，產(chǎn)量，含水，油藏累積產(chǎn)油量，累積注水量、采出程度等指標(biāo)隨時(shí)間的變化規(guī)律？2)見(jiàn)水后，產(chǎn)液量、含水率、產(chǎn)油量、地層平均含水飽和度，油藏累積產(chǎn)油量、累積產(chǎn)水量、采出程度、累積注水量等指標(biāo)隨時(shí)間的變化？一維地層，長(zhǎng)度L，孔隙度已知，截面A，油水粘度、油水相對(duì)滲透率曲線已知，生產(chǎn)壓差恒定，剛性驅(qū)替，不考慮重力作用和毛管力的作用。分三步求解動(dòng)態(tài)：初始時(shí)刻的產(chǎn)量注入水突破前的動(dòng)態(tài)見(jiàn)水以后的動(dòng)態(tài)初始時(shí)刻的產(chǎn)量分三步求解動(dòng)態(tài)：初始時(shí)刻的產(chǎn)量注入水突破前的動(dòng)態(tài)見(jiàn)水以后的動(dòng)態(tài)見(jiàn)水之前：總相對(duì)流度某時(shí)刻，每個(gè)點(diǎn)上qt不變，積分上式求平均視粘度的方法方法1：對(duì)于見(jiàn)水前，地層由油水兩相區(qū)和未水淹范圍組成如該式可積，則∴(1)(2)數(shù)值積分求解數(shù)值積分是一個(gè)常數(shù),代入(2),再代入(1)求平均視粘度方法2：將從注入端到前緣的距離內(nèi)的有效粘度進(jìn)行平均，得到見(jiàn)水前油水兩相區(qū)的平均視粘度與注入孔隙體積倍數(shù)成線性關(guān)系如何計(jì)算見(jiàn)水前，油水前緣在任意位置時(shí)的產(chǎn)量、累積產(chǎn)量、采出程度以及時(shí)間等參數(shù)？計(jì)算該前緣下的產(chǎn)油量。此時(shí)的產(chǎn)量即等于注水速度。如何計(jì)算前緣處需要的時(shí)間？相鄰的兩個(gè)間隔內(nèi)的產(chǎn)量是不斷變化的，間隔較小時(shí)采用近似的求解方法。從開始注水到計(jì)算的第一個(gè)距離間隔，可以計(jì)算兩個(gè)端點(diǎn)的產(chǎn)量，以及這個(gè)距離間隔內(nèi)的累積產(chǎn)量。由也可以采用教材上的求法：分三步求解動(dòng)態(tài)：初始時(shí)刻的產(chǎn)量注水沒(méi)有突破時(shí)的動(dòng)態(tài)：見(jiàn)水以后的動(dòng)態(tài)：見(jiàn)水后動(dòng)態(tài)見(jiàn)水后，產(chǎn)液量、含水率、產(chǎn)量、地層平均含水飽和度，油藏累積產(chǎn)油量，采出程度隨時(shí)間的變化？即對(duì)應(yīng)出口端的任意含水飽和度下的油藏動(dòng)態(tài)。關(guān)鍵還是求解地層中平均油水視粘度，比見(jiàn)水前簡(jiǎn)單在出口端利用B－L方程：該積分是一變化的值。計(jì)算出口端任意飽和度下的動(dòng)態(tài)計(jì)算該飽和度下對(duì)應(yīng)的產(chǎn)液量：計(jì)算對(duì)應(yīng)該出口端飽和度下的地層平均水飽和度，計(jì)算累積產(chǎn)油量；采出程度累積注水量利用無(wú)因次注入倍數(shù)求得，進(jìn)而求出累積產(chǎn)水量；計(jì)算對(duì)應(yīng)的出口端飽和度的時(shí)間：恒壓注水動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)步驟－－見(jiàn)水前1計(jì)算初始產(chǎn)油量，即初始注水量；2計(jì)算分流量曲線和導(dǎo)數(shù)曲線3計(jì)算從最大含水飽和度到前緣含水飽和度視粘度各個(gè)點(diǎn)的積分，積分函數(shù)為視粘度，積分變量為含水上升率。4等分一維地層，計(jì)算第一段時(shí)的累積產(chǎn)油量、累積注水量、累積產(chǎn)液量、采出程度。5計(jì)算第一段時(shí)的無(wú)因次注入倍數(shù)，計(jì)算平均視粘度，計(jì)算產(chǎn)油量，注水速度，產(chǎn)液速度；6計(jì)算對(duì)應(yīng)第一階段的開發(fā)時(shí)間；7重復(fù)以上步驟，直到出口端面，計(jì)算見(jiàn)水時(shí)間，累積產(chǎn)量、采出程度。某一線形油藏寬91.44m，厚6.1m，長(zhǎng)304.6m。油藏水平，孔隙度0.15，滲透率200毫達(dá)西，原始含水飽和度0.363，殘余油飽和度0.205，原油地下粘度2.0厘泊，地層水粘度1.0厘泊。油藏分別在兩端進(jìn)行注水和采油，生產(chǎn)壓差3.448MPa，計(jì)算注水開發(fā)動(dòng)態(tài)。相對(duì)滲透率曲線及相關(guān)參數(shù)采用如下方法計(jì)算：a1=1.0;a2=0.78;m=2.56;n=3.72;

計(jì)算開發(fā)動(dòng)態(tài)。實(shí)例分析求相關(guān)參數(shù)0.6660.70計(jì)算基本曲線計(jì)算此時(shí)積分的同時(shí)，也得到了見(jiàn)水后不同出口端飽和度下平均視粘度的積分值。順序計(jì)算油水前沿到達(dá)各等份位置時(shí)的時(shí)間。

計(jì)算從最大含水飽和度（1-SOR-SIW）到前沿含水飽和度（SWF）下，關(guān)于視粘度的積分，是一定值。已經(jīng)完成將地層見(jiàn)水前分成10等份（距離），求各等份位置的無(wú)因次注入倍數(shù)，計(jì)算油水前沿到達(dá)各等份距離時(shí)的視粘度，是關(guān)于無(wú)因次注入倍數(shù)的線性表達(dá)式。根據(jù)不同等份位置時(shí)的視粘度，計(jì)算各時(shí)刻的產(chǎn)量；1分流量方程2恒速注水開發(fā)指標(biāo)計(jì)算3恒壓注水開發(fā)指標(biāo)計(jì)算4前緣推進(jìn)方程的恒速與恒壓關(guān)系5具有可流動(dòng)初始飽和度下的水驅(qū)動(dòng)態(tài)6前緣推進(jìn)方程解的局限性4前緣推進(jìn)方程的恒速與恒壓解的關(guān)系恒速注水速度、產(chǎn)液速度恒壓－－生產(chǎn)壓差具體的地層中油水的流動(dòng)、分布規(guī)律與生產(chǎn)控制條件無(wú)關(guān)，在相同的前緣飽和度下，地層中的流體分布是相同的。且都符合下述規(guī)律：產(chǎn)量和壓差之間都符合下述的規(guī)律：生產(chǎn)壓差、產(chǎn)液量?jī)烧咧g可以相互控制。生產(chǎn)壓差改變產(chǎn)液量在改變1分流量方程2恒速注水開發(fā)指標(biāo)計(jì)算3恒壓注水開發(fā)指標(biāo)計(jì)算4前緣推進(jìn)方程的恒速與恒壓關(guān)系5具有可流動(dòng)初始飽和度下的水驅(qū)動(dòng)態(tài)6前緣推進(jìn)方程解的局限性5具有可流動(dòng)初始飽和度下的水驅(qū)動(dòng)態(tài)如果在初始的情況下，含水飽和度大于束縛水飽和度，進(jìn)行注水開發(fā)，油藏的動(dòng)態(tài)如何變化？關(guān)鍵是求解在該初始飽和度下的油水前緣含水飽和度，以及前緣飽和度下的平均含水飽和度？注入水見(jiàn)水以后的動(dòng)態(tài)求法相同。無(wú)論恒速還是恒壓注水，都應(yīng)該求解前緣飽和度和平均含水飽和度見(jiàn)水前產(chǎn)量由物質(zhì)平衡方程累注水累產(chǎn)水系統(tǒng)內(nèi)聚集水量左右同除Vp以初始水飽和度點(diǎn)做斜率(注入倍數(shù)倒數(shù))不同的直線，與fw=1相交，可求得平均含水飽和度見(jiàn)水以后的平均飽和度求法，同以前的方法得到平均含水飽和度后，即可求解相應(yīng)的其他參數(shù)突破時(shí)的含水飽和度Sw2突破時(shí)的平均含水飽和度1分流量方程2恒速注水開發(fā)指標(biāo)計(jì)算3恒壓注水開發(fā)指標(biāo)計(jì)算4前緣推進(jìn)方程的恒速與恒壓關(guān)系5具有可流動(dòng)初始飽和度下的水驅(qū)動(dòng)態(tài)6前緣推進(jìn)方程解的局限性任何理論的求解方法都有一定的局限性，不同的是與實(shí)際的接近程度不同。1模型的假設(shè)條件苛刻，地層均質(zhì)、流體分布均質(zhì)、流動(dòng)方向均質(zhì)，