油藏动态分析培训.ppt

,油藏动态分析,青海油田勘探开发研究院2007.11,勘探开发新技术培训班,题 纲,储量分类与计算方法,油藏驱动能量分析,产量递减分析方法,水驱特征曲线分析,二、动态分析的前沿新技术,前沿新理论,完善的模型,先进的工具,压力监测,三、动态分析的主要工作,一、动态分析的概念和原理,目的与意义,主要方法,内容规范,信息管理模式,基于动态分析的开发调整策略,一、动态分析的概念和原理,目的与意义,主要方法,内容规范,信息管理模式,基于动态分析的开发调整策略,油藏深埋地下，黑箱-灰箱问题，只能根据数据来间接把握，静（地震、测井、取心）动态（测试、日报）结合来认识油藏对油藏的认识不可能短时间完成，而且开发中各种矛盾（储量、压力、流体分布、相态）继续变化动态分析是一个面广点多的大型系统工程，包括：,（1）为什么要做动态分析？,油藏内部和与之相邻的水体 断层、隔层和夹层 储层、上覆岩层 油、气、水、岩石、颗粒 地质、钻完井、油藏、采油、地面、经济等多学科,一、动态分析的概念和原理,目的与意义,认识油藏渗流规律，预测油藏未来开发趋势 抓住影响规律的主要矛盾，制定有效的开发决策 改善开发效果，提高油藏采收率,（2）怎么做动态分析？,储层地质研究成果 动态分析的基础 取心、流体分析 把握渗流特征 每口井都能反映局部地下信息 诊断动态规律 油藏工程、测井、试井多种成熟技术 相互验证，提高精度 理论模型，计算机软件 提高工作效率,（3）达到什么目的？,一、动态分析的概念和原理,目的与意义,（4）实现目的的途径,一、动态分析的概念和原理,目的与意义,产能评价 评价岩心的五敏 计算井控储量 评价产量影响因素 分析合理生产压差 地层能量的利用状况 单井合理配产 生产异常分析,复核产能、储量 评价地层连通性 分析地层流体分布 优化单井配产 流体性质变化分析 评价水体能量 评价措施效果 开采的不均衡状况,评价储量动用程度 递减规律分析 复核水体能量 计算经济极限产量 评价经济效益 评价增产措施效果 生产异常分析,上产期,稳产期,递减期,（5）动态分析的阶段任务,一、动态分析的概念和原理,目的与意义,目的与意义,主要方法,内容规范,信息管理模式,基于动态分析的开发调整策略,一、动态分析的概念和原理,（1）动态分析的主要方法,渗流力学单相渗流为主的试井理论，适用于油田开发早期 数值模拟考虑因素最全，但需要的参数也最多 物质平衡O维模型，计算油藏的平均指标 经验公式计算油藏平均指标，精度依赖于回归的数据点 产量递减分析 水驱特征曲线分析,一、动态分析的概念和原理,主要方法,（2）最快速、适用的方法：矿场经验公式法,全面收集、整理生产动态数据分析人为干扰因素，鉴别其中能反映油藏生产规律的数据用数理统计法、最小二乘法、灰色理论等加工相应信息得到一致性程度较高的经验公式用经验公式预测油藏的未来动态,步骤,不用去研究油藏内部复杂的渗流过程在一定阶段内具有较高的可靠性无法完全、细致地揭示油藏内的渗流机理公式的时间适用范围窄，需要及时校正、检验,经验公式法的特点,一、动态分析的概念和原理,主要方法,数据来自地下，必须考虑各种干扰因素 评价储层内部的连通性（连通与否、连通好坏随压力梯度变化）岩石的应力敏感、酸敏、速敏等改变渗流过程和流动通道 工作制度的改变影响动态监测数据 措施工艺等干扰地下信息,（3）需要特别注意的是,实时进行动态分析，提高预测的准确度 地质认识程度不断加深，需要及时更新认识（模型+数据）储层流体性质随开采（压力、温度）而改变 开采阶段及开采工艺的改变都要影响开发动态 存在地质及工艺的不确定因素及风险因素,一、动态分析的概念和原理,主要方法,目的与意义,主要方法,内容规范,信息管理模式,基于动态分析的开发调整策略,一、动态分析的概念和原理,月/季生产动态分析,年度开发动态分析,阶段开发动态分析,通过动态监测数据，分析目前地层压力和含水变化对生产的影响，提出保持高产、稳产及改善生产状况所要采取的基本措施,全面系统进行年度油藏动态分析，搞清油藏动态变化规律，为编制第二年的配产、配注和调整部署提供可靠依据,根据开发中所反映出的问题，进行专题分析研究，为制订不同开发阶段的技术政策界限、综合调整和编制开发规划提供依据,动态分析的阶段类型,一、动态分析的概念和原理,内容规范,分析注采比与压力水平的关系，评价注采井数的合理性,分析储量动用程度以及纵向和平面的油气水分布状况,分油田编写开发一年来的评价意见,年度动态分析的重点,分析注水见效的方向、分层增产效果，各层吸水量变化,分析注入水纵向及平面的波及程度，分析水洗状况,分析评价新投产区块和综合调整区块的开发效果,分析评价增产措施的效果，提出改善建议,分析能量利用情况，评价能量的保持是否合理,年度含水率、含水上升，评价各种驱动指数及注水见效程度,一、动态分析的概念和原理,内容规范,实施的时间：五年规划的末期 开采方式转变前（衰竭补充能量三采）大规模井网调整（加密、转注）前 油田稳产阶段结束，进入递减阶段前,阶段动态分析的重点,分析的目标：制定不同开采阶段的技术政策界限 为编制油田开发规划提供依据 为编制油田调整方案提供技术参数,一、动态分析的概念和原理,内容规范,分析注采系统的适应性,进行油藏综合开采潜力评价,阶段动态分析的重点,评价重大调整方案和增产措施的效果,评价开发项目的经济效益,评价储量动用的潜力,评价现有工艺技术的适应程度,一、动态分析的概念和原理,内容规范,目的与意义,主要方法,内容规范,信息管理模式,基于动态分析的开发调整策略,一、动态分析的概念和原理,数据计划 数据目的 谁是用户 数据类型 数据数量 成本及费用 何时需要 谁是执行人,数据采集 采集方法 采集地点 采集过程 采集频率 精度要求 误差校核 异常数据,动态分析 数据解释 一致性分析 开采效果评价 措施评价 储层评价 开发效果预测 经济效益评估,数据筛选 可靠性 多源数据 有效性,技术关键：数据采集与生产的协调（以不影响生产为原则）注意数据采集的先后秩序（节省工序、环节）注意数据采集时机的把握，避免获取的数据无效或受干扰过多 多源数据的分析、解释技术（满足一致性）,信息管理模式,一、动态分析的概念和原理,数据获取模式,油藏工程师,开发地质工具,储层物性评价,储量动用评价,单井产能评价,生产动态预测,开发效果评估,增产措施建议,经济效益评价,储层岩石,流体相态,生产动态,地面工程,成本费用,数据源,生产措施决策,动态监测,应用软件,数字油田,一、动态分析的概念和原理,信息管理模式,目的与意义,主要方法,内容规范,信息管理模式,基于动态分析的开发调整策略,一、动态分析的概念和原理,什么时候做调整？,动态分析表明，原方案与实际生产出入较大，采速和产量设计过高或过低，需对原设计作调整和改动，甚至重新设计,改变开采方式，由靠天然能量开采调整为人工注水、注气，由自喷采油转变为机抽等,开发政策整体调整，比如对原油生产的需要增加，要求油田提高采速，增加产量，提高注采强度和井网加密,需要采取增产措施，增加产量，提高储量动用程度，改善油田开发效果，延长油田稳产和减缓油田产量递减,提高采收率，对油田进行强化采油，包括采用各种物理、化学、生物方法、热采、钻调整井等,一、动态分析的概念和原理,基于动态分析的开发调整策略,工作步骤,（1）分析油藏的分层动用状况，评价开发效果,（2）利用生产历史动态资料，对地质模型进行再认识和调整，描述各类油砂体剩余油饱和度分布,（3）以提高储量动用程度为目标，设计相应的方案来实现保持油田稳产的注采系统和压力系统,（4）利用油藏数值模拟技术，通过拟合生产史校核地质模型，并预测调整后的开发指标，评价调整措施的效果,（5）计算技术经济指标，进行不确定性分析，优选方案,（6）制定开发调整实施方案,一、动态分析的概念和原理,基于动态分析的开发调整策略,调整措施,通过注采井别、注采量的调整，提高水动力学完善性,调整产出剖面和吸水剖面，对油井的出水层实施封堵,改变油井、注水井工作方式及工作制度,调整注采层，实施同井分注或同井分采等采油工艺措施,钻加密井：原井网控制不住的油层 严重层间干扰，造成动用程度差或基本未动用的差油层 原开发井未射开的薄油层,通过增产措施，改善井底附近渗流阻力，解除污染,一、动态分析的概念和原理,基于动态分析的开发调整策略,调整层系：产层补孔 水层封堵,调整措施,调整注水方式：边外注水和边缘注水调整为油田内部注水 内部注水切割较宽的调整为小切割区 行列注水调整为面积注水，辅以点状注水强化开采 局部调整注采量，使水线均匀，提高注水波及效率 实施间歇注水，利用毛管压力吸水排油 利用聚合物等工作介质调整吸水剖面 转换油井及注水井的井别，改变液流方向,一、动态分析的概念和原理,基于动态分析的开发调整策略,二、动态分析的前沿新技术,前沿新理论,完善的模型,先进的工具,压力监测,现代数学理论 灰色理论 模糊数学 神经网络 分形几何 小波变换,地下-地面一体化分析技术，制定协调开采计划 地质-工程-经济一体化分析模式，以技术效益和经济效益为目标 综合数值模拟技术（储层变形-完井方式-油藏动态-采油工程）,新方法新模型新软件,二、动态分析的前沿新技术,前沿新理论,减少假设，尽量考虑真实流动过程 非牛顿流体渗流（粘度流速、启动压力梯度）非线性渗流（流速流压梯度n）物理化学渗流（措施改造、三次采油）非等温渗流（热采）流固耦合（应力-应变-破坏，固体颗粒参与流动）复杂结构井，井筒内的非等质量流动,二、动态分析的前沿新技术,完善的模型,智能数据库技术 多专业、多学科数据集成、共享 数据有效性、一致性的智能筛选 数据库与工程-经济分析的一体化 提高动态分析的工作效率和准确程度,大型仿真物理模拟装置 水电相似模拟、多孔介质渗流模拟 可视化监测流体分布与流动动态 深入认识流动机理、规律与流动的影响因素,先进的分析工具,二、动态分析的前沿新技术,工作特点 从井口下入仪器直接测试井底温度、压力，通过电缆传输信号 不受井筒温度影响，符合等温过程，不需折算，数据可靠 井身结构和管柱的复杂程度对井下压力计测试过程有风险 对井口的压力密封工艺要求高 对井下电缆的防腐工艺要求高，耐温耐压耐腐蚀,（1）井下压力计,工作范围 测压精度：0.02%，0.02psi 井下工作时间：360480小时 工作温度：150370 类型：地面直读式、存储式,压力监测技术,二、动态分析的前沿新技术,工作特点 将高精度压力计直接安装在井口，利用配套电子仪器记录井口压力 通常是在无法运用井下压力计的特殊情况下采用 把井口压力折算到地层中部时要受以下因素影响：井口温度 井筒温度剖面 井流物组成 管壁摩阻系数,（2）井口高精度压力计,压力监测技术,二、动态分析的前沿新技术,工作原理 毛细管上部与地面采集系统连接并保持密封状态 毛细管下部与接近产层的工作筒连通 通过地面装置直接读取压力信号，附加上经过校正的氦气柱压力及工作筒内液柱压力，形成了井底压力,地面数据采集,氦气筒,压力监测技术,二、动态分析的前沿新技术,（3）毛细管压力计,工作特点 完井时，将充填氦气的毛细管系统随完井管柱一起下入井筒 毛细管连接井下传压工作筒，将井下压力传送到地面记录仪 不需要电源、井下电子设备及活动部件，是长期监测系统的首选 在地面直接录取地下压力数据，工艺上简单、方便、安全 需要定期维护，吹扫传压工作筒内的液体 毛细管测压装置费用较高，单井费用约200万元 建议在常规监测方式风险系数较大的井，以及高产井或有特殊监测需要的井采用该技术,压力监测技术,二、动态分析的前沿新技术,（3）毛细管压力计,吹扫,液面以上气体压力,筒内静液柱压力,井底压力,吹扫前,吹扫后,向毛细管内泵入高压氦气，将氦气和液柱的界面赶出工作筒。这样在校正时只需考虑氦气静压力,压力监测技术,二、动态分析的前沿新技术,（3）毛细管压力计,三、动态分析的主要工作,储量分类与计算方法,油藏驱动能量分析,产量递减分析方法,水驱特征曲线分析,1、资源量分级（二级）,总资源量,地质储量,远景资源量,油藏内原始烃类的总量，是油田开发规模大小的物质基础,根据地质、地球物理、地球化学资料，采用统计或类比法估算，尚未发现的资源量,储量分类与计算方法,三、动态分析的主要工作,总资源量,地质储量,远景资源量,预测储量,控制储量,探明储量,推测资源量,潜在资源量,根据：区域地质资料 与邻区同类沉积盆地类比 盆地或凹陷的初步物探普查资料 参数井的储层物性资料 生油岩有机地球化学资料 盆地模拟数据 估算可能存在的油(气)资源量,1、资源量分级（三级）,储量分类与计算方法,三、动态分析的主要工作,总资源量,地质储量,远景资源量,预测储量,控制储量,探明储量,推测资源量,潜在资源量,用圈闭法预测的远景资源量,储量分类与计算方法,1、资源量分级（三级）,三、动态分析的主要工作,总资源量,地质储量,远景资源量,预测储量,控制储量,探明储量,推测资源量,潜在资源量,D-E级储量，精度：2050%,在通过地震详查落实的构造圈闭内，经过预探井钻探，获得油气显示，并在油气层获得一定规模的油气流。经过区域地质条件分析和类比，按容积法估算的储量,储量分类与计算方法,1、资源量分级（三级）,三、动态分析的主要工作,C-D级储量，精度：5070%,在某一圈闭内，预探井发现了工业油(气)流，以建立探明储量为目的，在钻了少数评价井后计算的储量,储量分类与计算方法,1、资源量分级（三级）,总资源量,地质储量,远景资源量,预测储量,控制储量,探明储量,推测资源量,潜在资源量,三、动态分析的主要工作,发现工业性油气流后，经过钻探、试采、评价，取得了较多的储量计算参数，此时计算的储量为探明储量,A-B级储量，精度：80100%B-C级储量，精度：7080%,储量分类与计算方法,1、资源量分级（三级）,总资源量,地质储量,远景资源量,预测储量,控制储量,探明储量,推测资源量,潜在资源量,已开发探明储量（1类：A级）未开发探明储量（2类：B级）基本探明储量（3类：C级）,四级,三、动态分析的主要工作,工业性油气流标准,储量分类与计算方法,三、动态分析的主要工作,原始地质储量=油藏内原始烃类的总数量 可动用地质储量=在压力梯度下能够流动的储量 可采储量=可动用地质储量 采收率,2、储量分类,储量分类与计算方法,主要驱动方式对应采收率的统计数据,三、动态分析的主要工作,储量分类与计算方法,三、动态分析的主要工作,可采储量估算方法,经验类比法,岩心分析法,相渗率线法,经验公式法,水驱曲线法,产量递减法,模糊综合法,勘探评价阶段经验公式法类比法岩心分析法岩心模拟试验法分流量曲线法,稳产阶段物质平衡法水驱特征曲线法数值模拟法,递减阶段物质平衡法水驱特征曲线法产量递减法水淹区岩心分析数值模拟法,储量分类与计算方法,三、动态分析的主要工作,1、选择合理的开发方式和布井方案，既要合理利用天然能量，又要满足并协调好采油速度和稳产时间的关系2、确定合理采速及井的工作制度，以充分发挥有效的驱动能量3、控制油藏动态，使之向高效驱动方式转化，提高采收率,评价油藏的主要驱动方式,水压驱动,气压驱动,溶解气驱,重力驱动,目的,三、动态分析的主要工作,油藏驱动能量分析,计算驱动指数 分析判断驱动机理,地层压力变化规律井底压力变化规律产量变化规律生产气油比变化规律,原理,当多种驱动能量共同作用时，每种驱动能量的作用程度可以根据实际的开发指标和油、气、水高压物性参数，计算其大小和变化情况,目的,分析各驱动能量的利用率，并通过人为干扰，充分发挥有利的驱动能量，提高开发效果和采收率,判断依据,三、动态分析的主要工作,油藏驱动能量分析,（1）刚性水压驱动,能量 边、底水的静水压头或人工注水的水力压头 驱动效果取决于 边、底水系统的大小 驱动能量 地表水的供给状况 持续时间 储油岩石的渗流特性 驱动面积 油藏埋深与地面供水露头高差 驱动能量 含油区与含水区的连通性况 驱动面积,三、动态分析的主要工作,油藏驱动能量分析,地层压力=常数,产液量=常数,Qo=Qo(t),Rs=常数,井底压力=常数,三、动态分析的主要工作,（1）刚性水压驱动,油藏驱动能量分析,能量 油田周围广大含水区内的水和岩层的弹性 存在的条件 地面无供水露头 水体远远大于油藏,三、动态分析的主要工作,（2）弹性水压驱动,油藏驱动能量分析,Pi=Pi(t),QL=QL(t),Qo=Qo(t),Rs=常数,井底压力=常数,三、动态分析的主要工作,（2）弹性水压驱动,油藏驱动能量分析,能量 气顶中的天然气 存在的条件 存在气顶，人工向气顶注气 注入量能够保持开发过程中油藏压力的稳定 构造完整、倾角陡、渗透率高、原油粘度低,三、动态分析的主要工作,（3）刚性气压驱动,油藏驱动能量分析,Pi=Pi(t),QL=QL(t),井底压力=常数,Rs=Rs(t),三、动态分析的主要工作,（3）刚性气压驱动,油藏驱动能量分析,能量 气顶中的天然气 存在的条件 气顶体积小 未采取人工向气顶注气 导致开发过程中油藏压力下降,三、动态分析的主要工作,（4）弹性气压驱动,油藏驱动能量分析,Pi=Pi(t),QL=QL(t),井底压力=常数,Rs=Rs(t),三、动态分析的主要工作,（4）弹性气压驱动,油藏驱动能量分析,能量 油中的溶解气 存在的条件 岩石渗透率较低 无气顶 边底水少或无，含油边缘基本不移动,三、动态分析的主要工作,（5）溶解气驱动,油藏驱动能量分析,Pi=Pi(t),QL=QL(t),井底压力=常数,Rs=Rs(t),三、动态分析的主要工作,（5）溶解气驱动,油藏驱动能量分析,能量 重力 存在的条件 倾角较大 渗透性较好,三、动态分析的主要工作,（6）重力驱,油藏驱动能量分析,Pi=Pi(t),QL=QL(t),井底压力=常数,QL=常数,Rs=常数,三、动态分析的主要工作,（6）重力驱,油藏驱动能量分析,实例分析,气顶,底水,油藏,0.0,0.4,0.2,0.6,0.8,开发时间,1、-A：以弹性驱为主2、A-B：修井，对低部位井、高含水井堵水，产水，水驱指数3、B-C：稳定4、C-D：关闭高含水井或转注，关高产气井，水驱指数、弹性驱指数5、D-：向顶部回注天然气，气顶驱指数，水驱指数，弹性驱指数,弹性驱,水驱,气顶驱,三、动态分析的主要工作,油藏驱动能量分析,通过人工干预，充分发挥有利的驱动能量,产量递减的原因,地层能量不足,流动性变差,地层亏空 供给不足 局部不连通,水敏、速敏等 应力敏感，喉道变窄 结构破坏，喉道堵塞,递减规律分析方法,经验公式,物质平衡,数值模拟,通过生产数据回归得到递减方程，需要生产数据具有一致的递减规律,根据储层及流体的压力和弹性响应，计算地层能量和累计采出量的关系，要求储量数据准确，地层及流体的弹性测试数据准确,三、动态分析的主要工作,产量递减分析,递减规律的分析模式,产量构成,分析步骤,递减机理,波动机理,三、动态分析的主要工作,产量递减分析,递减规律的分析模式,产量构成,分析步骤,递减机理,波动机理,三、动态分析的主要工作,产量递减分析,递减规律的分析模式,产量构成,分析步骤,递减机理,波动机理,（1）分析并分解递减阶段产量的构成（2）发现产量的单因素一致性递减规律（3）分析产量波动的规律和原因（4）利用数学模型拟合产量递减方程（5）根据递减模型预测气井生产动态,三、动态分析的主要工作,产量递减分析,递减规律的分析模式,产量构成,分析步骤,递减机理,波动机理,能量：造成自然递减最主要的原因应力敏感：喉道收缩，流动性变差结构破坏：固体颗粒脱落，堵塞孔道工作制度：采用较大工作制度供给不足工程：关井导致结蜡、沉砂，再开井低产,三、动态分析的主要工作,产量递减分析,递减规律的分析模式,产量构成,分析步骤,递减机理,波动机理,任务：完成生产任务，个别井需调整配产工程：施工井因故停产，其余井调整配产事故：个别井意外事故需要停产修井油藏：压力梯度改变连通性,三、动态分析的主要工作,产量递减分析,递减率：单位时间的产量变化率或单位时间内产量递减百分数 单位：1/天、1/月、1/年、1/季,参数说明：Qt-t时刻的产量Dt-t时刻的递减率Np-递减期的累积产量,几个重要参数,Q,Q0,Q1,t0 t1 t,dQ,dt,三、动态分析的主要工作,产量递减分析,参数说明：Q-t时刻的产量Qi-初始递减时刻产量D-t时刻的递减率n-递减指数,递减指数：递减率的指数,n=0：指数递减n=1：调和递减n=0 1：双曲递减n=-1：直线递减n=0.5：衰竭递减,递减通式：,递减系数：在单位时间内产量未被递减掉的百分数,三、动态分析的主要工作,产量递减分析,几个重要参数,递减类型 指数递减,递减率：,递减指数：,产量时间：,产量累计产量：,开发时间：,n=0,D=常数,三、动态分析的主要工作,产量递减分析,递减类型 双曲递减,递减率：,递减指数：,产量时间：,产量累计产量：,开发时间：,n=0 1,三、动态分析的主要工作,产量递减分析,递减类型 调和递减,递减率：,递减指数：,产量时间：,产量累计产量：,开发时间：,n=1,产量递减分析,三、动态分析的主要工作,递减分析的步骤,1 判断递减类型,（1）产量与时间关系（2）累积产量与时间关系,2 曲线回归，确定递减方程中的系数：Qi、ti、Di、n,3 动态预测,（1）时间趋于无穷大时的累积产量=递减期可采储量（2）+递减期前面的累积产量=油藏/单井可采储量,产量递减分析,三、动态分析的主要工作,递减类型的判断,1 指数递减：,（1）产量与时间：In(Q)t为直线（2）累积产量与产量：Np(t)Q(t)为直线,产量递减分析,三、动态分析的主要工作,递减类型的判断,2 调和递减：,（1）产量与时间：1/Q t为直线（2）累积产量与产量：Np(t)In(Q)为直线,产量递减分析,三、动态分析的主要工作,递减类型的判断,3 双曲递减：,（1）产量与时间：1/Qn t为直线（2）累积产量与产量：Np(t)In(Q)为直线,1/Qin,产量递减分析,三、动态分析的主要工作,水驱特征曲线的概念,当含水率达到一定值后，产水与产油存在一定的线性关系,类型,甲型,A-与岩石、流体性质有关B-与水驱动用储量、地质条件、井网部署、增产措施有关,乙型,水驱特征曲线分析,三、动态分析的主要工作,运用,1、预测可采储量和采收率,（1）收集资料：Np、Wp、WOR t（2）确定极限产水率，fw=98%或WOR=49（3）做水驱特征曲线，确定直线段A、B（4）计算可采储量,2、预测油藏未来含水变化规律3、计算水驱控制储量,水驱特征曲线分析,三、动态分析的主要工作,油藏动态分析,青海油田勘探开发研究院2007.11,勘探开发新技术培训班,汇报结束，谢谢,