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完整版B2油藏动态分析毕业设计
毕业设计（论文）
B2油藏动态分析
B2油藏动态分析
摘要
本设计所研究的B2油藏，油层厚度大，渗透率高，地饱压差大，用容积法计算的地质储量是819万吨。
该油藏1990年上半年投入试采，下半年全面投入开发，通过初期试采证明油藏的边水能量不大。
因此，在1991年底开始注水，初期注采比为0.48。
设计主要对该油藏进行动态分析，其分析内容有：
确定该油藏的地质储量和驱动类型，并预测油藏的天然水侵量；对该油藏进行水驱规律分析，落实油藏的可采储量及采收率；预测未来期间该油藏在不同条件下的生产状况和开发效果；对油藏的下一步开发提出可行性建议。
设计通过分析，判断该油藏为未饱和油藏，驱动类型为天然水驱和人工注水的弹性水压驱动。
由此可以建立该油藏的物质平衡方程式，并作出线性关系，预测油藏的原始地质储量及天然水侵情况。
在注水开发油田中，对水驱规律的分析，不但可以预测水驱油田的有关开发指标，而且可以预测当油田开发的含水率或水油比达到经济极限条件时的可采储量和采收率，并能对水驱油田的可动油储量和原始地质储量作出有效的预测和判断。
本设计采用甲型水驱曲线和新型水驱曲线进行对比，结果相差不大，证明新型曲线可以运用到水驱规律分析中。
另外，由预测结果知，该油藏采收率不高，需采取其它增产措施提高采收率。
关键词：
物资平衡方程；水侵量；可采储量；采收率
目录
引言……………………………………………………………………………………i
第一部分油藏概况…………………………………………………………………1
一、油藏地质简况………………………………………………………………1
二、油藏开采简况………………………………………………………………1
第二部分物质平衡方程的建立……………………………………………………3
一、理论基础……………………………………………………………………3
二、油藏类型的判断……………………………………………………………3
三、物质平衡方程式的推导……………………………………………………4
四、物质平衡线性方程…………………………………………………………5
五、线性物质方程的应用………………………………………………………5
第三部分弹性产率计水侵量的计算………………………………………………7
一、弹性产率的计算……………………………………………………………7
二、水侵量的计算………………………………………………………………7
第四部分压降的预测………………………………………………………………9
一、理论公式的推导……………………………………………………………9
二、预测2004年各季度的压降………………………………………………10
第五部分水驱特征曲线……………………………………………………………11
一、甲型水驱规律………………………………………………………………11
二、新型水驱曲线………………………………………………………………14
第六部分相关参数及其准确性的论证……………………………………………17
一、已知参数的选取及其准确性的论证………………………………………17
二、所求参数的选取及其准确性的论证………………………………………17
第七部分总结及建议………………………………………………………………19
一、成果总结……………………………………………………………………19
二、建议…………………………………………………………………………19
参考文献………………………………………………………………………………20
附表……………………………………………………………………………………21
附图……………………………………………………………………………………32
引言
为了使学生在毕业后能较快、较好地适应现场的需要，学生必须首先能应用所学的知识，去解决一些实际问题。
这也是毕业设计最重要的作用。
在做毕业设计的时候，我们会发现很多问题，然后试着去解决它、掌握它、熟练的应用在实际中。
因此，我们必须重视它，很好的利用这次机会，严格的按照要求，达到预期的目的。
本次毕业设计的目的在于，在教师的指导下，根据指定的设计任务收集资料、分析研究、综合运用所学知识独立地解决油气田开发过程中的地质技术问题，是一次解决现场实际问题的综合训练；通过毕业设计进一步培养学生自学的能力和分析问题、解决问题的能力、计算机应用的能力、识图、制图能力以及文字表达能力。
另外，毕业设计也是对教学质量的一次全面检查，通过毕业设计，可以发现教学工作中存在的一些缺点和问题，以便改进教学环节，提高教学质量。
毕业设计的题目是《B2油藏动态分析》，其主要任务是，建立油藏的物质平衡方程式，并由方程分析油藏的水侵情况，预测地质储量，预测2004年各季度末的压降。
对油藏进行水驱规律分析，预测可采储量及二次采油的采收率。
通过这些分析，对油藏下一步开发提出建议。
其具体思路如下：
设计自4月13日开始，直至6月结束，在第一周内熟悉设计目的、收集资料；接下来两周时间，阅读、整理资料，确定设计方案；然后对数据进行处理；最后编写文字报告，准备答辩。
此次设计，在地质教研室刘老师的耐心指导下，得以顺利完成，在此表示由衷的感谢！
设计中由于知识有限，难免存在一些错误，请评阅老师指出。
第一部分油藏概况
一、油藏地质简况
“B2”油藏是地堑式长条状断块构造，断块的东、南、北面是断层，西面是边水区。
油层的岩性为泥质粉砂、含砾砂岩，断块内部构造比较复杂，油水分布受断块内部断层控制，油层多，地质储量比较集中。
主力油层大片分布，非主力油层呈不规则的土豆状分布。
油层厚度大、渗透率高、地饱压差大。
用容积法计算的地质储量是819万吨。
油田基本参数见表
（1）。
表
（1）油藏基本数据
面积km2
3.56
有效厚度m
18.52
孔隙度%
22～26
饱和度%
42～67
储量104t
819
空气渗透率μm2
4～9
油层深度m
1991.4～2077.6
油水界面m
2000～2050
天然气溶解系数m3（m3MPa）
3～3.9
原油地面粘度mPas
46.5～405
原油地下粘度mPas
8.7～17.76
原始压力MPa
20.6
饱和压力MPa
12～12.4
原油地下相对密度
0.8154～0.8453
原油地面相对密度
0.8933～0.933
原油体积系数
1.12～1.16
原油压缩系数1MPa
8.4×10-4～9.3×10－4
原始油气比m3t
40～53
二、油藏开采简况
本油藏1990年上半年投入试采，下半年全面投入开发。
通过初期试采证明油藏的边水能量不大，因此方案要求早期注水保持油藏压力。
该油藏1991年底开始注水，初期季度注采比为0.48，油藏开发数据列于表
（2）中。
表
（2）油藏开发数据
日期
累积产油
（吨）
累积产水
（方）
累积注水（方）
注采比
总压降
MPa
综合含水（％）
年
月
1990
3
4737
0.83
4
6615
1.03
5
11597
1.23
6
16390
1.43
9
20754
1.67
12
31802
18
1.84
1991
3
45486
18
2.00
6
58472
18
2.07
9
71924
273
2.11
2.4
12
94089
790
13031
0.48
2.10
1.0
1992
3
120580
856
44866
1.0
1.80
0.6
6
153497
1527
74495
0.73
1.77
2.8
9
185476
1890
110223
0.92
2.05
1.8
12
212269
8892
142953
0.83
2.10
27.8
1993
3
246509
19553
176797
0.65
1.96
24.4
6
284325
31508
210797
0.59
2.73
25.3
9
314425
39394
242042
0.71
1.98
24.6
12
343609
49574
266815
0.55
2.43
26.8
1994
445780
99699
369583
0.56
30.4
1995
535594
141906
449837
0.53
36.4
1996
613520
208674
540051
0.56
53.0
1997
714480
310227
631676
0.41
51.7
1998
852160
425022
843372
0.75
44.0
1999
990923
568677
0.65
50.6
2000
762793
0.80
52.4
2001
966570
0.83
63.8
2002
1.09
69.1
2003
1.06
73.0
第二部分物质平衡方程的建立
一、理论基础
物质平衡法是研究从储油层中采出液体和气体的过程中，由于油、气、水的体积和地层压力的改变，它们在油层中的分布状况也不断发生变化的基础上，根据物质平衡方程式计算石油储量。
采用物质平衡法，是立足于油层处于平衡状态。
而且遵守物质守恒原理，即在原始情况下油层中碳氢化合物的数量（油和水）等于某时期内从油层中采出的以及这个时期终了残余于油层中的碳氢化合物数量的总和。
目前，物质平衡法已在油藏工程中得到了广泛的应用和发展。
它主要用以解决以下四种问题：
（1）油藏原始地质储量（动态储量）
（2）分析判断油藏的驱动机理，确定合理的驱动指数
（3）估计油藏天然水侵量的大小，确定合理利用边底水能量
（4）在给定的产量条件下，预测油藏未来的压力动态
建立物质平衡方程式的基本假设：
（1）油藏的储层物性和流体物性是均质的、各向同性的
（2）相同时间内油藏各点的底层压力都处于平衡状态
（3）整个开发过程中，油藏保持热动力学平衡，即地层温度保持为常数
（4）不考虑油藏内毛管力和重力因素
（5）油藏各部位的采出量保持平衡，且不考虑将要发生的储层压实作用
二、油藏类型的判断
对于一个新发现的油藏，可以通过探井的测压和高压物性资料的分析，确
定出油藏的原始地层压力和饱和压力。
根据两者的大小关系，可以将原始条件下的油藏分为两类：
当原始地层压力大于饱和压力（Pi＞Pb）时，为未饱和油藏；当原始地层压力小于或等于饱和压力（Pi≤Pb）时，为饱和油藏。
对于B2油藏，其原始地层压力为20.6MPa，饱和压力为12～12.4MPa；可以看出，Pi＞Pb，为未饱和油藏。
在其西边为其边水区，但边水能量不大，从1991年底该油藏开始注水，因此，该油藏的驱动力为：
水压力和含水区岩石和束缚水的膨胀力。
未饱和油藏无气顶，所以，判断该油藏为弹性水压驱动未饱和油藏。
三、物质平衡方程式的推导
1、油藏物质平衡方程的建立
原理：
产油量+产气量+产水量=含气部分的弹性膨胀量+含气部分岩石和束缚水的
膨胀量+含油部分的弹性膨胀量+含油部分岩石和束缚水的膨胀量+天然水
侵量+人工注水量+人工注气量
即：
NpBo+NpRpBg+WpBw=
（Bg-Bgi）+
（
+CwSwi）·△P+N（Bo-Boi）+
（
+CwSwi）·△P+We+WiBw+GiBg………（2-1）
也可写为：
NpBo+NpRpBg+WpBw=mNBgiCt△P+NBoiCt△P+We+WiBw+GiBg
…………（2-2）
2、B2油藏物质平衡方程的建立
经前面判断，该油藏为未饱和油藏的天然水驱和人工注水的弹性水压驱动。
因此，Pi＞Pb；m=0；Wi≠0；Gi=0；Rp=Rs=Rsi；Bo-Boi=BoiCo△P。
有水侵时的物质平衡方程式为：
NpBo+WpBw=NBoiCt△P+We+WiBw………（2-3）
或
NpBo+WpBw=K1△P+We+WiBw………（2-4）
无水侵时的物质平衡方程式为：
NpBo+WpBw=NBoiCt△P+WiBw…………（2-5）
或
NpBo+WpBw=K1△P+WiBw………（2-6）
其中，K1=NBoiCt
相关参数意义：
N——地质储量，104m3
Np——累积产油量，104m3
Wp——累积产水量，104m3
Wi——累积注水量，104m3
Gi——注气量，104m3
We——天然水侵量，104m3
Bw——注入水的体积系数
Bo——在P压力下原油的体积系数
Boi——在Pi压力下原油的体积系数
Bg——天然气的体积系数
Rp——生产油气比
△P——地层压降，MPa
Ct——综合弹性压缩系数
Cf——地层岩石的压缩系数
Swi——束缚水的原始饱和度（﹪）
K1——弹性产率，m3MPa
四、物质平衡线性方程
假设该油藏为定态水侵，则有：
We=K
………（2-7）
We=K
………（2-8）
其中，△P=
△t=t-tn-1
将（2-8）式代入（2-3）式得：
NpBo+WpBw=NBoiCt△P+WiBw+K
………（2-9）
NpBo+（Wp-Wi）Bw=NBoiCt△P+K
………（2-10）
………（2-11）
设：
X=
Y=
所以，得到直线方程:
Y=N+KX其中K为水侵系数，m3MPa·月
五、线性物质平衡方程的应用（求N和K）
作关于Y～X直线关系图，见图
（1），数据处理见表
（一）
原理图为：
其中，直线与纵坐标轴的交点值（300），即为油藏地质储量N；直线的斜率（200），即为水侵系数。
由图
（1）知，N=554.5×104m3=499.05×104t；K=2196m3MPa·月
第三部分弹性产率及水侵量的计算
一、弹性产率的计算
1、原理图：
其中，K1=△V△P
2、理论基础
油藏开发初期，原始地层压力减小缓慢，水侵不明显。
可以把此时的油藏看作封闭性未饱和油藏，即无边底水（We=0），其相应的物质平衡方程式为：
NpBo+WpBw=WiBw+NBoiCt△P………（3-1）
令：
K1=NBoiCt；V1=NpBo+WpBw-WiBw
则，V1=K1△P………（3-2）
K1——弹性产率，m3MPa
V1——亏空体积，m3
弹性产率可以衡量油田弹性能量的大小，在理想情况下，采出液体的体积与注入液体的体积之差与总压降成线性关系。
但实际生产中并不成直线关系，除始段较为平缓，因此，可选取初始段某一点的切线斜率，作为该油藏的弹性产率。
关系图见图
（2）。
其中，本设计选取初始点的切线斜率，作为该油藏的弹性产率。
由作图知，该切线经过（0，0）及（6000.20，0.83）两点，因此由V1=K1△P计算出：
K1=
=6000.20.83=7229.16（m3MPa）
二、水侵量的计算
在油藏开发过程中，随着原油和天然气的采出，油藏内部的地层压力下降必须逐渐向外部天然水域以弹性方式传播，并引起天然水域内的地层水和储层岩石的弹性膨胀作用。
在天然水域与油藏部分的地层压差作用下，即会造成天然水域对油藏的水侵。
随着油藏的开发，地层压力波及的范围会不断扩大，直至达到天然水域定压边界（或相当于无限大天然水域）的稳态供水条件，或有限封闭水域的拟稳态供水条件。
因此，对于那些外部天然水域很大的油藏，随着油藏的开发和地层压力的下降，天然水侵的补给量也将不断增加，油藏的地层压力下降率也将随之不断减小。
当达到天然水域与油藏之间的供采平衡时，油藏的地层压力将趋于稳定。
1、公式推倒
由油藏开发数据表分析可知，该油藏地层压力比较稳定，但油藏压力还未达到稳定状态，水侵速度与采油速度近似相等，假设认为此事的水侵为定态水侵。
由薛尔绍斯公式：
qe=K（Pi-P）………（3-3）
qe——水侵速度，m3月
K——水侵系数，m3MPa·月
Pi——原始地层压力，MPa
P——目前地层压力，MPa
水侵速度的定义式：
qe=dWedt………（3-4）
qe的物理意义是指单位时间的水侵速度。
故有：
dWedt=K（Pi-P）…………（3-5）
We=
=K
………（3-6）
所以：
We=K
………（3-7）
其中，△P=
△t=t-tn-1
已经求出：
K=2196（m3MPa·月），其他参数见表（三）由公式（3-7）求出水侵量。
第四部分压降预测
一、理论公式的推导
以弹性水压驱动油藏的物质平衡方程进行预测：
NpBo+WpBw=WiBw+K1△P+We………（4-1）
令：
Wl=NpBo+WpBw
We=Wl-Wi-K1△P………（4-2）
对（4-2）微分得：
=
-
-K1·
………（4-3））
假设为定态水侵，则：
=K·△Pi
令：
Bi=
则，K·△Pi=
（1-
）-K1·
………（4-4）
K·△Pi=
（1-Bi）-K1·
………（4-5）
设，ql=
则（4-5）变为：
K·△Pi=（1-Bi）ql-K1·
………（4-6）
K·△Pi-（1-Bi）ql+K1·
=0………（4-7）
（4-7）方程两边同除K1得：
·ql+
·△Pi=0………（4-8）
（△Pi-
·ql）=0………（4-9）
对（4-9）进行积分变形得：
△P=
·ql+（△Pi-
·ql）·
………（4-10）
其中，
△P——地层压力，MPa
△Pi——相对的原始压降，MPa
Bi——注采比
ql——采液速度，m3月
K——水侵系数，m3MPa·月
K1——弹性产率，m3MPa
t——时间，月
在一定ql下，给定Bi，则可得出不同时间t下的压降值△P。
二、预测2004年各季度末的压降
1、优选Bi
为了预测2004年各季度末的△P，就要优选出Bi，作为2004年的注采比。
要优选Bi，就要先给定一个ql。
在设计里，我们选取1992年初期至1993年末期这一段时间为优选Bi的时间段。
因为只有这一段时间的资料最全。
取这两年的平均采液速度作为优选Bi的采液速度。
在优选Bi时，设计选取1993年末的压降作为优选Bi的相对初始压降。
在优选Bi时，采取差值法，设计从（0.58，0.60，0.62，0.64，0.66，0.68，0.70，0.72）中选择，得出相应的△P～t的关系曲线，见图（3）。
优选Bi的原则是，曲线最平缓（压降随时间变化缓慢），且在横坐标之上。
这样我们可以看出，当Bi=0.62时最符合要求，所以优选出Bi=0.62。
2、ql的确定
要预测2004年各季度的压降，最好在2003年末压降的基础上预测，并采用2000～2003年的平均采液速度，这样预测出的结果较为准确。
而预测2003年末的压降，需采用1994～2003年的平均采液速度较为准确。
因此，求出：
1994～2003年平均采液速度ql=25668.27（m3月）；2000～2003年平均采液速度ql=35364.19（m3月）。
3、预测压降
在前面已经求出，K=2196（m3MPa·月）K1=7229.16（m3MPa），优选Bi=0.62
因此，把1994～2003年的平均采液速度ql=25668.27m3月代入（4-10）式中，预测出2003年的压降△P=4.44MPa；把2000～2003年的平均采液速度ql=35364.19m3月代入（4-10）式中，得到2004年各季度的压降：
一季度：
△P=5.44MPa
二季度：
△P=5.85MPa
三季度：
△P=6.01MPa
四季度：
△P=6.08MPa
第五部分水驱特征曲线
一、甲型水驱规律
（一）理论基础
对于水驱油藏，无论是依靠人工注水还是依靠天然水驱采油，油田在结束无水采油期以后，将转入含水生产，并且含水率将逐步上升，最终将严重影响油田稳产。
所以，对于水驱油田，认识油田含水上升规律，研究含水上升的地质因素，制定切实可行的控制含水增长的措施，是开发水驱油田的极其重要的工作。
水驱曲线法，是天然水驱和人工注水开发油田所特有的实用方法。
利用有关水驱曲线法，不但可以预测水驱油田的有关开发指标，而且可以预测当油田开发的含水率或水油比达到经济极限条件时的可采储量和采收率，并能对水驱油田的可动油储量和原始地质储量，作出有效的预测和判断。
对于一个水驱油藏来说，当它已全面开发进入稳定生产阶段后，含水率达到一定高度并逐步上升时，此时，在半对数纸上，以对数坐标表示油藏累计产水量Wp，以普通坐标轴表示累积产油量Np，作两者的关系曲线，通常得到一条直线，这条直线就称为甲型水驱特征曲线。
另外，还有乙型、丙型、丁型等多种形式。
而本设计采用甲型水驱特征曲线，其他类型不在此赘述。
1、甲型曲线的线性表达式为：
lgWp=B1Np+A1………（5-1）
其中，A1——与岩石和流体性质有关的一个常数；
B1——与地质条件、井网部署、油田管理措施等因素有关，也与油田的水驱、动态地质储量有关。
2、理论曲线：
其中，横坐标为累积产油量Np，纵坐标为lgWp，得到直线的截距（0.5）即为A1，直线的斜率
（1）即为B1。
3、乙型水驱曲线
曲线的横坐标代表累积产油量Np，纵坐标代表生产水油比WOR（对数坐标）,
乙型曲线表达式为：
LgWOR=B1Np+A2………（5-2）
其中，A2=A1+lg2.303B1WOR=
=
WOR——水油比
（二）曲线的应用
1、根据已知资料，见表（九），作甲型曲线（lgWp～Np），见图（4）
2、由作图知A1=4.807，B1=8×10-7
把A1=4.807代入A2=A1+lg2.303B1中可求得A2=-1.83
3、得到甲型、乙型曲线的表达式分别为：
lgWp=4.807+8×10-7Np
lgWOR=-1.83+8×10-7Np
4、预测油藏的可采储量Nr及采收率Re
目前对于水驱油藏，普遍采用一个含水极限水油比的概念，超过这一极限，油藏就失去其实际开采价值，经济上就不合算。
因此，达到这一极限所获得的累积采油量就是可采储量，对应的采出程度就为油田的采收率。
现在我国通常所取得极限含水率fwec为98%或极限水油比WORec为49。
由（5-2）式得：
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