CN109697538A - 碳酸盐岩油藏溶洞型-定容体能量指示曲线解释模型 - Google Patents

碳酸盐岩油藏溶洞型-定容体能量指示曲线解释模型 Download PDF

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Abstract

本发明公开了碳酸盐岩油藏溶洞型‑定容体能量指示曲线解释模型，它涉及油藏地质及开发技术领域；它的建立方法如下：对于溶洞型‑定容体模型，裂缝仅起到导流作用，忽略其储集性能，考虑原始地层水体的弹性能量，忽略溶洞‑定容体的体积变化及岩石的压缩性；本发明以溶洞型‑定容体模型为研究目标，针对不同弹性能量的油藏，也可区分同一油藏在开采的不同阶段，其提供的能量对能量指示曲线的影响。通过新建立的能量指示曲线模型，推导地层压力与累产液量表达式，可以用来定性区分不同弹性能量油藏驱动能量的大小，定量计算不同弹性能量油藏的地质储量。

Description

碳酸盐岩油藏溶洞型-定容体能量指示曲线解释模型
技术领域：
本发明涉及碳酸盐岩油藏溶洞型-定容体能量指示曲线解释模型，属于油藏地质及开发技术领域。
背景技术：
溶洞型-定容储集体是碳酸盐岩油藏中最主要的储集体之一，目前，确定该类储集体地质储量的方法有很多，大多数方法都存在有一定缺陷，而能直接反应地层能量大小的方法在文献中还没有见到。因此有必要重新建立一种方法既能直接反应地层能量大小又能更为准确的确定油藏的地质储量。
发明内容：
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供碳酸盐岩油藏溶洞型-定容体能量指示曲线解释模型。
本发明的碳酸盐岩油藏溶洞型-定容体能量指示曲线解释模型，它的建立方法如下：
对于溶洞型-定容体模型，裂缝仅起到导流作用，忽略其储集性能，考虑原始地层水体的弹性能量，忽略溶洞-定容体的体积变化及岩石的压缩性。假设原始溶洞型-定容体体积为Vp，原始地层条件下原油体积为Voi，地层水体积为Vwi，则
Vp=Voi+Vwi （1）
当产出地面原油体积Np、产出地面地层水体积Nw后，此时地层压力降为P，油藏压力降低值ΔP=Pe-P，原油体积为Vo，地层水体积为Vw，根据定容体体积平衡原理，得
Vp=NpžBo+NwžBw+Vo+Vw （2）
式中：Bo为压力为P时，地层原油的压缩系数；
Bw为压力为P时，地层水的压缩系数；
地层原油的压缩系数为
（3）
式中Co为在地层压力P条件下地层原油的压缩系数；
ΔVo为压力降低ΔP后，地层原油的膨胀量；
则
ΔVo=Vo- Voi =CožVoižΔP （4）
地层水的压缩系数为
（5）
式中Cw为在地层压力P条件下地层水的压缩系数；
ΔVw为压力降低ΔP后，地层水的膨胀量；
则
ΔVw= Vw-Vwi=CwžVwižΔP （6）
由式（1）、（2）、（4）、（6）联立，得
Voi+ Vwi =Vo+ Vw+ NpžBo+NwžBw （7）
NpžBo+NwžBw =ΔVo+ΔVw= CožVoižΔP+ CwžVwižΔP （8）
（9）
令水油比R=Vw/Vo，当压力P=Pe时，原始水油比Ri=Vwi/Voi，代入式（9），得
（10）
令累产液量Lp=NpžBo+NwžBw，地层原始原油体积Voi=NžBoi代入式（10）为
（11）
式（11）反应了地层压力P与累产液量Lp的关系表达式，即为油水同产期能量指示曲线的表达式，也是能量指示曲线的通用表达式，作为油井生产能量评价及地质储量求解的新方法，斜率取其正值，为，截距为b=Pe；
当地表产出水体积Nw=0时，代入式（10），得无水采油期能量指示曲线为
（12）
式（12）反应了地层压力P与累产油量Np的关系表达式，为无水采油期能量指示曲线，斜率取其正值，为，截距为b=Pe；
若判断出溶洞型-定容体原始地层水水体较小，则可以忽略原始地层水能量，令Vwi=0，Ri=0，则Nw=0，代入式（12），得无水采油期纯油藏能量指示曲线为
（13）
式（13）反应了地层压力P与累产油量Np的关系表达式，为无水采油期纯油藏能量指示曲线，斜率取其正值，为，截距为b=Pe；
由此得到了溶洞型-定容体能量指示曲线模型的3种形态，截距b=Pe，反应了原始地层压力，斜率取其正值，分别为
（14）
（15）
（16）
其反应了不同情况下地下原油的泄油半径，斜率越小，泄油半径越大，产出原油量越多。同时也提供了不同条件下地质储量的求解公式，分别为
（17）
（18）
（19）
式（11）（12）（13）分别为边底水油藏油水同产期、边底水油藏产纯油期及纯油藏等三种不同弹性能量情况下的能量指示曲线表达式；
式（14）（15）（16）分别为边底水油藏油水同产期、边底水油藏产纯油期及纯油藏等三种能量指示曲线斜率的表达式，由此判别可定性判别出地层能量的大小，即K1<K2，K3<K2；
式（17）（18）（19）分别为边底水油藏油水同产期、边底水油藏产纯油期及纯油藏地质储量的表达式。
本发明的有益效果为：以溶洞型-定容体模型为研究目标，针对不同弹性能量的油藏，也可区分同一油藏在开采的不同阶段，其提供的能量对能量指示曲线的影响。通过新建立的能量指示曲线模型，推导地层压力与累产液量表达式，可以用来定性区分不同弹性能量油藏驱动能量的大小，定量计算不同弹性能量油藏的地质储量。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明中溶洞型-定容体能量指示曲线（基本形态，斜率及截距的求取）；
图2为本发明中溶洞型-定容体能量指示曲线（两种变化形态，斜率及截距的求取）。
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本具体实施方式采用以下技术方案：它的建立方法如下：
对于溶洞型-定容体模型，裂缝仅起到导流作用，忽略其储集性能，考虑原始地层水体的弹性能量，忽略溶洞-定容体的体积变化及岩石的压缩性。假设原始溶洞型-定容体体积为Vp，原始地层条件下原油体积为Voi，地层水体积为Vwi，则
Vp=Voi+Vwi （1）
当产出地面原油体积Np、产出地面地层水体积Nw后，此时地层压力降为P，油藏压力降低值ΔP=Pe-P，原油体积为Vo，地层水体积为Vw，根据定容体体积平衡原理，得
Vp=NpžBo+NwžBw+Vo+Vw （2）
式中：Bo为压力为P时，地层原油的压缩系数；
Bw为压力为P时，地层水的压缩系数；
地层原油的压缩系数为
（3）
式中Co为在地层压力P条件下地层原油的压缩系数；
ΔVo为压力降低ΔP后，地层原油的膨胀量；
则
ΔVo=Vo- Voi =CožVoižΔP （4）
地层水的压缩系数为
（5）
式中Cw为在地层压力P条件下地层水的压缩系数；
ΔVw为压力降低ΔP后，地层水的膨胀量；
则
ΔVw= Vw-Vwi=CwžVwižΔP （6）
由式（1）、（2）、（4）、（6）联立，得
Voi+ Vwi =Vo+ Vw+ NpžBo+NwžBw （7）
NpžBo+NwžBw =ΔVo+ΔVw= CožVoižΔP+ CwžVwižΔP （8）
（9）
令水油比R=Vw/Vo，当压力P=Pe时，原始水油比Ri=Vwi/Voi，代入式（9），得
（10）
令累产液量Lp=NpžBo+NwžBw，地层原始原油体积Voi=NžBoi代入式（10）为
（11）
式（11）反应了地层压力P与累产液量Lp的关系表达式，即为油水同产期能量指示曲线的表达式，也是能量指示曲线的通用表达式，作为油井生产能量评价及地质储量求解的新方法，斜率取其正值，为，截距为b=Pe；
当地表产出水体积Nw=0时，代入式（10），得无水采油期能量指示曲线为
（12）
式（12）反应了地层压力P与累产油量Np的关系表达式，为无水采油期能量指示曲线，斜率取其正值，为，截距为b=Pe；
若判断出溶洞型-定容体原始地层水水体较小，则可以忽略原始地层水能量，令Vwi=0，Ri=0，则Nw=0，代入式（12），得无水采油期纯油藏能量指示曲线为
（13）
式（13）反应了地层压力P与累产油量Np的关系表达式，为无水采油期纯油藏能量指示曲线，斜率取其正值，为，截距为b=Pe；
由此得到了溶洞型-定容体能量指示曲线模型的3种形态，截距b=Pe，反应了原始地层压力，斜率取其正值，分别为
（14）
（15）
（16）
其反应了不同情况下地下原油的泄油半径，斜率越小，泄油半径越大，产出原油量越多。同时也提供了不同条件下地质储量的求解公式，分别为
（17）
（18）
（19）
式（11）（12）（13）分别为边底水油藏油水同产期、边底水油藏产纯油期及纯油藏等三种不同弹性能量情况下的能量指示曲线表达式；
式（14）（15）（16）分别为边底水油藏油水同产期、边底水油藏产纯油期及纯油藏等三种能量指示曲线斜率的表达式，由此判别可定性判别出地层能量的大小，即K1<K2，K3<K2；
式（17）（18）（19）分别为边底水油藏油水同产期、边底水油藏产纯油期及纯油藏地质储量的表达式。
本具体实施方式针对不同驱替能量的弹性油藏，也可区分同一油藏不同的开采阶段，其提供的弹性能量对能量指示曲线模型的影响。图1为能量指示曲线的基本形态，为考虑地层水体弹性能量的通用形式。图2为能量指示曲线的两种变化形态，K2为考虑地层水体弹性能量但生产过程中不产水时的能量指示曲线，K3为不考虑地层水体弹性能量，即纯油藏的能量指示曲线。
本发明的新模型可考虑原始地层水体的弹性能量对能量指示曲线形态的影响，也可以考虑同一边底水油藏，在生产的不同阶段对曲线形态的影响。因此适用于下面两种情况下储集体油水体积的计算：①溶洞型-定容体内初始情况为纯油藏；②溶洞型-定容体内初始情况为含边底水油藏，生产过程中由产纯油到油水同产转变。改进的新模型初始条件更符合储集体真实情况，与矿场实际更接近。利用理论模型可以定性判别溶洞型-定容体能量大小，更准确地定量计算溶洞内原油和地层水的体积。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.碳酸盐岩油藏溶洞型-定容体能量指示曲线解释模型，其特征在于：它的建立方法如下：
对于溶洞型-定容体模型，裂缝仅起到导流作用，忽略其储集性能，考虑原始地层水体的弹性能量，忽略溶洞-定容体的体积变化及岩石的压缩性；假设原始溶洞型-定容体体积为Vp，原始地层条件下原油体积为Voi，地层水体积为Vwi，则
Vp=Voi+Vwi （1）
当产出地面原油体积Np、产出地面地层水体积Nw后，此时地层压力降为P，油藏压力降低值ΔP=Pe-P，原油体积为Vo，地层水体积为Vw，根据定容体体积平衡原理，得
Vp=NpžBo+NwžBw+Vo+Vw （2）
式中：Bo为压力为P时，地层原油的压缩系数；
Bw为压力为P时，地层水的压缩系数；
地层原油的压缩系数为
（3）
式中Co为在地层压力P条件下地层原油的压缩系数；
ΔVo为压力降低ΔP后，地层原油的膨胀量；
则
ΔVo=Vo- Voi =CožVoižΔP （4）
地层水的压缩系数为
（5）
式中Cw为在地层压力P条件下地层水的压缩系数；
ΔVw为压力降低ΔP后，地层水的膨胀量；
则
ΔVw= Vw-Vwi=CwžVwižΔP （6）
由式（1）、（2）、（4）、（6）联立，得
Voi+ Vwi =Vo+ Vw+ NpžBo+NwžBw （7）
NpžBo+NwžBw =ΔVo+ΔVw= CožVoižΔP+ CwžVwižΔP （8）
（9）
令水油比R=Vw/Vo，当压力P=Pe时，原始水油比Ri=Vwi/Voi，代入式（9），得
（10）
令累产液量Lp=NpžBo+NwžBw，地层原始原油体积Voi=NžBoi代入式（10）为
（11）
式（11）反应了地层压力P与累产液量Lp的关系表达式，即为油水同产期能量指示曲线的表达式，也是能量指示曲线的通用表达式，作为油井生产能量评价及地质储量求解的新方法，斜率取其正值，为，截距为b=Pe；
当地表产出水体积Nw=0时，代入式（10），得无水采油期能量指示曲线为
（12）
式（12）反应了地层压力P与累产油量Np的关系表达式，为无水采油期能量指示曲线，斜率取其正值，为，截距为b=Pe；
若判断出溶洞型-定容体原始地层水水体较小，则可以忽略原始地层水能量，令Vwi=0，Ri=0，则Nw=0，代入式（12），得无水采油期纯油藏能量指示曲线为
（13）
式（13）反应了地层压力P与累产油量Np的关系表达式，为无水采油期纯油藏能量指示曲线，斜率取其正值，为，截距为b=Pe；
由此得到了溶洞型-定容体能量指示曲线模型的3种形态，截距b=Pe，反应了原始地层压力，斜率取其正值，分别为
（14）
（15）
（16）
其反应了不同情况下地下原油的泄油半径，斜率越小，泄油半径越大，产出原油量越多；同时也提供了不同条件下地质储量的求解公式，分别为
（17）
（18）
（19）
式（11）（12）（13）分别为边底水油藏油水同产期、边底水油藏产纯油期及纯油藏等三种不同弹性能量情况下的能量指示曲线表达式；
式（14）（15）（16）分别为边底水油藏油水同产期、边底水油藏产纯油期及纯油藏等三种能量指示曲线斜率的表达式，由此判别可定性判别出地层能量的大小，即K1<K2，K3<K2；
式（17）（18）（19）分别为边底水油藏油水同产期、边底水油藏产纯油期及纯油藏地质储量的表达式。
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