MBAL培训手册Word文件下载.docx
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(6)进行产量预测。
2.数据准备
(1)PVT数据(以黑油为例)
250degF油藏温度下:
泡点压力Pb=2200psig
溶解气油比Rsi=500SCF/STB
泡点压力下体积系数Boi=1.32RB/STB
泡点压力下油粘度μo=0.4cp
油比重=39API
气比重=0.798
水矿化度=100,000PPM
(2)生产数据
如生产时间、油藏平均压力、累积产油/气/水量、累积注气/水量。
(3)所有可获得的油藏和水体数据
如油藏类型、温度、原始地层压力、孔隙度、束缚水饱和度、水压缩系数、初始气顶系数、原始地质储量、投产日期等。
(4)井数据
历史拟合完成后,可以在提供的井信息(包涵IPR和VLP)的基础上进行预测。
需要注意的是,在MBAL中执行产量预测,井模型并不是必须的。
但是它为物质平衡提供了更切实际的基础,可以与简单的固定产量选项结果进行对比。
3.建立基本模型
MBAL主界面菜单选项按照其工作流程,从左到右排布,每个选项从上至下排列,简捷明了。
3.1新建工区
在开始>
>
程序>
PetroleumExpertsIPM8.0中启动MBAL后,选择菜单File<
<
New新建一个MBAl工区。
然后选择菜单Tool>
MaterialBalance进入物质平衡模块。
3.2系统选项
点击菜单Options,弹出系统选项对话框。
对话框分为三个部分:
工具选项(ToolOptions):
关于模型类型的基本设置,如设定油藏的主要流体。
类型
参数
注释
油藏流体
油
油是主要流体,气顶属性视为干气。
气(干气或湿气)
在分离器中所有液体发生凝析可视作湿气。
反凝析
MBAL用反凝析黑油模型,考虑不同油藏压力和温度下液体析出现象。
普通
带初始凝析气顶油藏或有初始油柱的凝析油气藏。
油藏模型
单油藏
单油藏模型
多油藏
多油藏模型
PVT模型
单一PVT
变PVT
PVT属性随深度变化
生产历史数据
按油藏
输入油藏的生产数据
按井
输入各井的生产数据
组分模型
无
组分追踪
用黑油模型的PVT属性,简单追踪接触分离不同压力下的组分。
全组分
用状态方程计算所有PVT属性,同时追踪流体组分。
用户信息(UserInformation):
用户的基本信息。
用户注释(UserComments):
关于模型信息的注释。
定义油藏流体—油,生产历史数据—ByTank。
3.3PVT数据
为了准确预测油藏压力和饱和度的变化,准确地描述流体属性很重要。
理想的情况是有实验室测量的流体样本的PVT数据。
如果没有,MBAL提供了多种计算流体属性的方法。
点击菜单PVT>
FluidProperties,弹出黑油数据对话框,定义黑油属性,如原始溶解GOR、油比重、气比重、水盐度、H2S、CO2、N2的摩尔百分数等。
Seperator选项中选择单级或两级分离器。
ControlledMiscibility选项控制当压力升高时自由气怎样重新溶解到油中。
下面介绍用经验公式计算流体属性,并用实验室PVT数据非线性拟合修正公式的方法。
点击Match按钮,弹出黑油PVT拟合对话框。
输入实验室PVT数据,或用Import按钮输入PVT文件(如PVTp文件),其中必须包括饱和压力时的流体属性。
模型需要选择与实验数据拟合效果最佳的公式,点击Match。
选择要进行拟合的参数,然后点击Calc按钮进行计算。
计算结束后,点击MatchParam查看各公式的拟合参数,选择修正幅度最小的公式。
其中参数1是乘数,越接近1越好,参数2是移位,越接近0越好。
标准偏差表示拟合过程的收敛程度,趋近于0最好。
当P<
Pb时,原油体积系数用参数1和2,当P>
Pb时,用参数3和4。
本例中泡点压力、气油比、体积系数选择Glaso公式,粘度选择Beggs公式。
3.4输入油藏数据
点击菜单Input>
TankData,输入油藏模型初始数据。
在油藏参数选项卡中,输入的数据有:
油藏类型
油或凝析油气
名称
输入油藏的名称
温度
假设油藏恒温。
原始地层压力
存在原始气顶时,Pi=油藏温度下的Pb,“CalculatePb”选项可计算Pb
孔隙度
用于计算岩石压缩系数。
束缚水饱和度
用于计算孔隙体积和压缩系数
水压缩系数
用公式计算或手工输入,假设不随压力变化
初始气顶系数
原始气油体积比,m=(G*Bgi)/(N*Boi)
原始地质储量
输入一个估计值
投产日期
开始生产的日期
MonitorContacts
监测流体界面,需要输入孔隙体积分数与深度关系
WaterInflux选项卡中定义水体,开始不清楚是否有水体存在,选择NO。
RockCompress选项卡中,岩石压缩系数有四种处理方法:
(1)由公式计算
(2)随压力变化
(3)用户指定
(4)不考虑
生产预测和多油藏历史拟合要应用相对渗透率。
RelativePermeability选项卡中,可以输入实验室相对渗透率数据,也可以用Corey函数计算。
其中用Corey函数计算需要的参数如下:
Hysteresis
是否存在迟滞现象
Modified
不修正、用Stone1或Stone2修正
WaterSweepEff
用于计算油水界面或气水界面
GasSweepEff
用于计算气油界面
ResidualSaturation
对于水相指共存水饱和度,对于水驱或气驱是油相残余油饱和度,对于气相是临界饱和度
EndPoint
各相最大饱和度时相对渗透率
Exponent
定义0点和端点间连线的形状。
1表示直线,小于1表示一条凸线,大于1表示一条凹线。
Corey函数:
其中:
Ex—x相的终点;
nx—Corey指数;
Sx—x相饱和度;
Srx—相残余饱和度;
Smx—相最大饱和度。
ProductionHistory选项卡中输入油藏生产数据。
选择WorkwithGOR,产气以气油比方式输入。
数据可以从文件输入,也可从Excel表格复制、粘贴。
上述是建立基本油藏模型的过程。
点击主菜单File>
Save,保存文件。
4.历史拟合
在历史拟合前,要检查生产数据是否与PVT数据一致。
比如测试压力是否高于泡点压力,如高于泡点压力,生产气油比应与原始溶解气油比接近。
数据检查完成后,就可以开始历史拟合了。
4.1历史拟合
MBAL提供四种不同图形方法进行历史拟合:
图解法、解析法、能量图、无因次水体函数(WD)图。
点击菜单HistoryMatching>
All,弹出以下三个图形。
(1)解析法(AnalyticalMethod):
解析法用一种非线性回归方法估计未知的油藏和水体参数。
解析法中,定油藏压力和次要流体的产量计算主要流体产量。
这样计算是因为给定压力后,PVT数据就可直接确定,计算速度比由产量计算压力快的多。
图中纵坐标是油藏压力,横坐标主要相产量(本例中是油)。
数据点是输入的生产数据中实际压力随产油量的变化。
蓝线表示根据输入的油藏数据模型的计算结果。
计算无水体下油藏产量结果可以验证PVT和其它油藏参数的正确性。
无水体曲线总是比实际产量低得多,分布在生产数据点的左边。
如果不是这样,需要检查PVT数据。
(2)图解法(GraphicalMethod):
油藏任何驱动类型的物质平衡方程式,都可以写为如下的直线关系式:
地下采出量=原始地质储量*总的膨胀系数+水侵量
其中
油和释放游离气的膨胀量
气顶气膨胀有关的量
岩石和水的膨胀量
Method菜单下MBAL提供了多种线性方法,如:
气和凝析油气
Havlena-Odeh
P/Z
F/Etvs.We/Et
P/Z(超高压)
(F-We)/Etvs.F(Campbell)
Havlena-Odeh(超压)
F-Wevs.Et
Havlena-Odeh(水驱)
(F-We)vs.(Eo+Efw)vs.Eg/(Eo+Efw)
Cole((F-We)/Et)
F/Etvs.F(Campbell-NoAquifer)
Roach(压缩系数未知)
Cole-NoAquifer(F/Et)
如果图形不是线性的,则曲线的形状可能是实际油藏驱动机理的一个好的诊断。
回归的直线是可以拖动的,计算的地质储量和水体参数也随之改变。
用这些方法的任意一种时,一旦通过对应产量和压力数据得到直线,则完成了“历史匹配”。
上图中Campbell法数据呈递增趋势,说明可能存在水体为油藏补充能量。
能量图(EnergyPlot)显示模型驱动能量的相对大小。
根据Campbell图版结果,该油藏外很可能存在水体。
回到TankData中选择水体模型,并输入相应参数。
MBAL提供了十种解析水体模型:
SmallPot、SchilthuisSteadyState、HurstSimplified、HurstandvanEverdingen、VogtandWang、FetkovichSemiSteadyState、FetkovichSteadyState、Carter-Tracy、Multi-Tank。
再次进行历史拟合:
HistoryMatching>
All,显示的图形中增加了水体WD函数图版,显示无限大天然水域和有限封闭天然水域的无量纲水侵量WD和无量纲时间tD的关系。
解析图中,可以看出用目前的水体模型,预测的产量比实际生产值要高,说明水体强度偏大。
要使Campbell图数据呈直线分布和解析图中计算结果与实际生产数据拟合,必须调整水体模型和石油地质储量。
激活解析图窗口,点击Regression菜单,进行不确定参数回归分析。
选择模型中不能确定的参数,点击Calc按钮进行回归计算。
BestFit栏显示的是回归计算结果,要采用这个结果,点击
即输入新值到模型或作为下次回归的新值。
重新回归计算再次点击Calc。
这样多次回归后,得到稳定的参数值,点击Done结束。
回归计算不确定参数后,图解法Campbell图数据呈线性分布,解析法计算值和生产数据拟合较好。
历史拟合的四种图形方法中,解析法和图解法组合分析模型计算结果,相互验证,用它们调整模型。
能量图和WD函数图起辅助诊断作用,不直接计算出数值结果,只提供附加信息。
用一种方法调整模型时,其它方法同步显示变化。
4.2敏感性分析
线性处理、求解物质平衡方程时存在多解性。
MBAL一次运行一个或多个参数敏感性分析,解决多解问题。
Sensitivity,在弹出的对话框中选择要进行敏感性分析的参数,参数的最小值、最大值和步长。
点击Plot按钮开始计算,计算结束后显示每个参数用物质平衡方程求解的标准偏差分布图。
对每个参数,最小标注偏差对应的值应当是该参数的最佳值。
如果标注偏差的低值分布比较平直,说明参数在对应范围内分布。
Sensitivity选项不能用于多油藏。
4.3模拟
解析法中的回归分析过程是定油藏压力和次要流体产量,计算主要流体(这个例子中是油)产量,而模拟(Simulation)选项执行反向计算,即利用历史拟合得到的模型,定产量项,在用物质平衡法求解压力,其结果应与实测压力数据一致。
RunSimulation,弹出如下面板,点击Calc按钮即进行模拟运算。
运算结束后,点击Plot按钮查看拟合的图形结果。
图中同时显示实测压力数据和模拟结果拟合较好。
5.预测
5.1相渗拟合
物质平衡方程不能考虑油气渗流空间变化,就不能预测含水和气油比。
MBAL用得到的拟相对渗透率线预测含水和气油比。
FwMatching,用相对渗透率曲线创建多相流曲线。
点击菜单栏Regression选项,软件将用实际生产数据拟合多相流曲线。
这时,将调整相渗曲线Corey的端点值和指数值,产生一组相渗曲线,选择能与生产数据结果拟合最佳的曲线,用于预测含水率随饱和度的变化。
拟合结果如下:
含气率也用同样的方法处理。
5.2验证相渗正确性
分流量曲线和生产数据拟合好后,模型计算的含水就应当和生产数据拟合良好。
然而,实际上由于数据存在错误和点的分散性,含水的拟合并不总是完美。
如下图:
为了准确定量得到实际含水与计算值的差别,需要再进行含水拟合。
此时定产油量(不是产水或产气量),在分流量曲线基础上计算含水和气油比,与生产数据拟合。
具体操作步骤如下:
(1)点击主菜单ProductionPrediction>
PredictionSetup,弹出PredictionCalculationSetup对话框。
(2)Predict下拉框中选择ProfilefromProductionSchedule[NoWells],该选项忽略井和管汇的作用,只考虑油藏和水体。
选择UseRelativePermeabilities选项,要输入主要相产量,MBAL用相渗曲线和突破点(Breakthrough)计算其它相产量。
不选该项则要输入所有相的产量,忽略相渗曲线和突破点。
预测从投产开始,没有生产数据时结束。
(3)从油藏数据中提取产油量数据。
点击主菜单ProductionPrediction>
ProductionandConstrains。
在弹出的对话框中点击Copy按钮。
出现以下信息,选择Yes后,把前面输入的油藏产油量数据传输进来。
(4)设置输出报告的日程,点击主菜单ProductionPrediction>
ReportingSchedule,选择自动生成(Automatic)。
(5)运行预测,点击主菜单ProductionPrediction>
RunPrediction,点击Calc开始计算。
结束后,就会在表格中显示预测结果。
(6)比较结果。
上图中点击Plot,将显示压力随时间变化曲线。
点击图形菜单Variables,再添加含水的拟合对比曲线。
相渗的质量由产水量拟合情况来判断。
图中压力和含水拟合都比较好,说明模型能较好的反映油藏实际情况,可以预测油藏未来生产情况。
5.3无井模型预测
(2)Predict下拉框中选择ProfilefromProductionSchedule[NoWells],预测油藏的压力变化,这是经典的物质平衡计算。
选择UseRelativePermeabilities选项。
预测从生产数据终止开始,预测终止选择Automatic,即预测到以下条件之一为止:
—所有的井都停产;
—预测时间达到80年;
—计算机内存已满。
(3)设置生产条件。
设置油藏保持10000STB/day产油量生产,直到能量枯竭。
(4)运行预测,点击主菜单ProductionPrediction>
结束后,就会在表格中显示预测结果,有油藏压力、饱和度、非主要相产量和累积产量等。
5.4有井模型预测
Predict下拉框中选择ProductionProfileUsingWellModels。
在ProductionandConstraints面板中,指定井口压力。
点击菜单ProductionPrediction>
WellTypeDefinition,定义井模型。
按下图所示添加井。
定义井的类型:
OilProduce。
InflowPerformance选项卡中,输入PROSPER创建的IPR模型。
假设井的PI未知,PROSPER可以输出包含所有流入信息的*.mip文件供MBAL计算PI。
在下图中选择MatchIPR按钮,mip文件由此输入。
点击Import按钮。
在弹出的对话框中选择文件路径和文件名。
确定后MBAL输入文件,完成后出现以下信息。
mip文件中的油藏压力、含水和测试数据在MBAL中显示,点击Calc按钮将拟合测试数据得到PI和Vogel模型。
确定后计算PI结果赋值给模型。
MoreInflow选项中可添加废弃和突破点约束条件。
如果没有信息,点击Next。
OutflowPerformance选项卡中,输入PROSPER生成的举升曲线,点击Edit按钮。
点击Import按钮,输入PROSPER生成的.tpd文件。
输入完成后显示以下信息。
下图中显示VLP数据信息。
点击Plot按钮显示举升曲线。
井模型建立完成后,返回MBAL主界面,新建立的井图形和油藏连接。
点击主菜单ProductionPrediction>
WellSchedule,用前面的井信息定义井的日程。
StartTime—井投产日期,要保证先于或等于预测开始日期。
EndTime—关井日期,空白表示没有关井。
DownTimeFactor—常数,定义井平均产量和瞬时产量间的关系。
平均产量用于计算累积产量,瞬时产量用作计算井口压力和井底流压。
如果取10%,Qavg=Qins*(1.0-0.1)。
该常数用于考虑修井和恶劣天气后重新开井。
设置报告频率为自动。
选择KeepHistory选项后,忽略相渗曲线直到预测油藏压力计算的第一个时间步。
也就是初始化油藏直到预测开始,用实际的水/气生产数据和相渗计算结果对比。
该选项特别用于当分流量只拟合少量数据,而整个生产历程很长时。
完成以上步骤后,可以进行预测了。
5.5预测达到目标产量需要的井数
Predict下拉框中选择CalculateNumberofWellstoAchieveTargetRate。
选择产量目标类型:
产油量或产气量,模块将计算满足目标产量需要的井数。
输入压力和目标产量等生产条件。
PotentialWellSchedule,在弹出的对话框中定义最多可用多少井等信息。
运行预测,计算不同时间的开井数和产量信息。
产量竟可能保持在16000STB/d。
6.多油藏模型
当油田被断层分隔成几个断块时,如果断层是封闭的,那么断块之间没有流体交换,MBAL分别为每个断块建立模型。
相反,如果断层是完全开启的,那么整个油藏可以当作一个MBAL油藏模型。
然而,如果断层是半开启的,那么存在断块之间的瞬时流体传递(由断块间的压力控制)。
MBAL中用户能够创建油藏间传导率随时间变化的多油藏模型,来模拟复杂油气藏。
6.1初始化模型
点击菜单Options选择多油藏选项。
TankModel选择MultipleTanks。
输入第一个油藏的PVT数据和TankData数据,同建立基本模型一章所述。
6.2第一个油藏的历史拟合
All,弹出历史拟合图版。
图解法中Campbell图显示油藏提供的驱动能量(初始的直线段),而后数据有递增的趋势。
这说明初始油藏没有外来能量,后来得到能量补充。
补充的能量不会是水体(如果是这可以从投产可以看出),并且可以得到结论,断层已经开启,第二个油藏为该油藏提供了能量。
这样的情况下,历史拟合时先对第一个油藏单独拟合初始生产阶段,之后再拟合第二个油藏对后期生产的影响。
隐藏后期生产发生明显变化的数据点。
在解析图版中,拖动鼠标右键形成一个矩形框,选择后期生产发生明显变化的生产数据。
当释放右键后弹出下面窗口,状态选择Off,所选数据即被隐藏。
要注意的是,拟合数据范围发生变化,需要在解析图版中点击菜单Calculate重新拟合回归。
这样用户就可以历史拟合第一个油藏没有外来能量补充的生产过程。
6.3拟合第一个油藏的参数
在解析图版菜单点击Regression项。
原始石油地质储量被设置为一个回归参数。
计算结束后,历史拟合图版会改变成如下图样:
图解法Campbell图数据现在呈线性分布,解析图版中模型也能产生与实际数据拟合很好的结果。
6.4两个油藏同时拟合
激活第二步隐藏的数据点,方法同前。
为了拟合生产发生变化的数据,要创建第二个油藏并同第一个连接起来。
开始,可以用复制功能拷贝第一个油藏。
点击油藏参数输入面板中
按钮。
一个新油藏被创建,重命名为Tank-2,可直接在文本框中修改。
点击Done关闭窗口。
完成上述步骤后,第二个油藏想显示在MBAL图形界面上。
点击面板左边按钮MOVE按钮,可以在界面上拖动油藏。
点击Connect按钮,鼠标点击一个油藏再拖动到另一个油藏,将创建油藏间的连接,传导率面板也会自动弹出。
初步估计传导率为5RB/day*cp/psi。