CN110219624A - 岩石孔隙收缩和束缚水膨胀条件下确定水驱气藏参数方法 - Google Patents

岩石孔隙收缩和束缚水膨胀条件下确定水驱气藏参数方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了岩石孔隙收缩和束缚水膨胀条件下确定水驱气藏参数方法，包括：S1、将考虑岩石孔隙收缩和束缚水膨胀条件的水驱气藏物质平衡方程转化为变形后的物质平衡方程；S2、将待测气藏水侵量计算公式代入变形后的物质平衡方程，得到水侵物质平衡指示曲线方程；S3、设待测气藏的水体倍数为10，在此水体倍数下绘制水侵物质平衡指示曲线；S4、设待测气藏的水体倍数分别为20、30、50、150，重复S3步骤，得到不同水体倍数下的水侵物质平衡指示曲线；S5、相关系数最大的指示曲线所对应的水体倍数为待测水驱气藏水体倍数，曲线的斜率为待测气藏水侵常数，曲线的截距为待测气藏动态储量。本发明原理可靠，操作简便，为气藏开发提供数据支撑和理论依据。

Description

岩石孔隙收缩和束缚水膨胀条件下确定水驱气藏参数方法
技术领域
本发明属于气藏开发领域，具体涉及一种在岩石孔隙收缩和束缚水膨胀条件下确定水驱气藏水体倍数、水侵常数和动态储量的方法。
背景技术
我国天然气资源丰富，其中水驱气藏是我国气藏的重要组成部分。水驱气藏边底水构成水驱气藏水体，研究并准确确定水驱气藏水体大小对气藏的生产有重要意义，对储层气井产量的计算、动态分析、数值模拟非常重要。对水驱气藏水体大小的研究还有利于气藏中后期及时调整生产方案，提高水驱气藏的采收率。
目前计算水驱气藏水体大小的方法中，最优拟合法(廖恒杰，鹿克峰等.采用最优化拟合法计算水驱气藏动储量及水体大小[J].重庆科技学院学报.2018，20(2)：59-62)使用Fetkovich拟稳态方法计算水驱气藏的水侵量，根据水侵量大小进而分析水体大小。异常高压凝析气田算法虽然公式推导严谨(吴克柳，李相方等.异常高压凝析气藏水侵量及水体大小计算方法[J].中国矿业大学学报.2013，42(1)：105-111)，可以用来计算水体大小，但其适用范围小，仅仅适用于异常高压凝析气藏，而且适用条件苛刻，必须是当压力波及整个天然水域，参与流动的天然水域范围固定时计算误差才会缩小，不适合应用于实际矿场。
发明内容
本发明的目的在于提供岩石孔隙收缩和束缚水膨胀条件下确定水驱气藏参数方法，该方法原理可靠，操作简便，能够准确合理地确定水驱气藏水体倍数、水侵常数和动态储量，为气藏开发提供数据支撑和理论依据。
为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。
岩石孔隙收缩和束缚水膨胀条件下确定水驱气藏参数方法，依次包括以下步骤：
S1、将考虑岩石孔隙收缩和束缚水膨胀条件的水驱气藏物质平衡方程(李传亮.油藏工程原理第三版.石油工业出版社，2017年)：
GBgi＝(G-Gp)Bg+We-WpBw+CcGBgiΔP
转化为变形后的物质平衡方程：
GpBg+WpBw＝G(CcBgiΔP+Bg-Bgi)+We
其中Gp为待测气藏的累积产气量，m3；
Bgi为待测气藏的气体原始体积系数；
Bg为待测气藏的气体体积系数；
We为待测气藏的水侵量，m3；
Wp为待测气藏的累积产水量，m3；
Bw为待测气藏产出水的体积系数；
G为待测气藏的动态储量，m3；
Cc为待测气藏岩石孔隙收缩和束缚水膨胀综合系数，Mpa-1；
ΔP为待测气藏初始压力与当前压力的压力差，Mpa；
S2、将待测气藏水侵量We的计算公式
代入变形后的物质平衡方程，得到水侵物质平衡指示曲线方程：
特殊地：当i＝1时，ΔP1＝(P0-P1)/2
其中We为待测气藏水侵量，m3；
B为待测气藏水侵常数，m3/MPa；
P0为待测气藏原始压力，MPa；
Pi为待测气藏i时刻的压力，MPa；
tn为气藏初始时刻到n时刻所用的生产时间，天；
ti-1为气藏初始时刻到i-1时刻所用的生产时间，天；
(tn-ti-1)D为与tn-ti-1时间段有关的无因次时间；
q(tn-ti-1)D为与tn-ti-1时间段有关的无因次时间所对应的无因次流量；
S3、设待测气藏的水体倍数为10，在此水体倍数下计算各个地层压力测点所对应的(GpBg+WpBw)/(CcBgiΔP+Bg-Bgi)值和Σ(Δpi)q(tn-ti-1)D/(CcBgiΔP+Bg-Bgi)值，绘制水侵物质平衡指示曲线；
S4、设待测气藏的水体倍数分别为20、30、50、150，重复S3步骤，得到不同水体倍数下的水侵物质平衡指示曲线；
S5、确定每条水驱气藏水侵物质平衡指示曲线的相关系数，相关系数最大的指示曲线所对应的水体倍数即为待测水驱气藏的水体倍数，曲线的斜率为待测气藏水侵常数，曲线的截距为待测气藏动态储量。
所述步骤S1中，通过下式计算待测气藏岩石孔隙收缩和束缚水膨胀综合系数Cc：
其中Cp为待测气藏的岩石孔隙收缩系数，MPa-1；
Cw为待测气藏的束缚水膨胀系数，MPa-1；
Swc为待测气藏的束缚水饱和度。
所述步骤S2中，通过van Everdingen-Hurst水侵计算公式(Klins,M.A.,Bouchard,A.J.,Cable,C.L.A Polynomial Approach to the van Everdingen-HurstDimensionless Variables for Water Encroachment,Society of PetroleumEngineers,1988.2)计算待测气藏水侵量We：
特殊地：当i＝1时，ΔP1＝(P0-P1)/2
其中B为待测气藏水侵常数，m3/Mpa；
P0为待测气藏原始压力，Mpa；
Pi为待测气藏i时刻的压力，Mpa；
tn为气藏初始时刻到n时刻所用的生产时间，天；
ti-1为气藏初始时刻到i-1时刻所用的生产时间，天；
(tn-ti-1)D为与tn-ti-1时间段有关的无因次时间；
q(tn-ti-1)D为与tn-ti-1时间段有关的无因次时间所对应的无因次流量。
所述步骤S3中，待测气藏的累积产气量Gp，待测气藏的累积产水量Wp，待测气藏的气体原始体积系数Bgi和待测气藏的气体体积系数Bg，待测气藏产出水的体积系数Bw，待测气藏原始压力P0和不同时刻地层压力Pi均从油田生产资料中获得。
通过待测气藏不同时刻地层压力，进而求得待测气藏初始压力与当前压力的压力差ΔP；通过待测气藏从初始时刻到n时刻和i-1时刻的生产时间tn和ti-1，可计算与tn-ti-1时间段有关的无因次时间(tn-ti-1)D与tn-ti-1时间段有关的无因次时间所对应的无因次流量q(tn-ti-1)D。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明利用待测气藏数据和水驱气藏物质平衡水侵指示曲线可以确定出实际气藏水体的大小、水侵常数和动态储量。该方法获取数据快速简单，利用多组数据得到不同水侵指示曲线，根据得到的相关系数，得到最优结果。本发明提供的方法，提高了水体大小、水侵常数和动态储量确定的真实性和准确性，为气藏开发领域提供基础数据支撑和理论依据。
附图说明
图1为实施例中10倍水体倍数下拟合得到的水侵指示曲线示意图。
图2为实施例中20倍水体倍数下拟合得到的水侵指示曲线示意图。
图3为实施例中30倍水体倍数下拟合得到的水侵指示曲线示意图。
图4为实施例中50倍水体倍数下拟合得到的水侵指示曲线示意图。
图5为实施例中150倍水体倍数下拟合得到的水侵指示曲线示意图。
具体实施方式
下面根据附图和实例进一步说明本发明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，均在保护之列。
实施例1
岩石孔隙收缩和束缚水膨胀条件下确定水驱气藏参数方法，依次包括以下步骤：
S1、把考虑岩石孔隙收缩和束缚水膨胀的水驱气藏物质平衡方程转化为变形后的物质平衡方程；
S2、将Van Everdingen-Hurst水侵计算公式代入变形后的物质平衡方程，得到水侵物质平衡指示曲线方程；
S3、从油田生产资料获得待测气藏的累积产气量Gp，待测气藏的累积产水量Wp，待测气藏的气体原始体积系数Bgi和待测气藏的气体体积系数Bg，待测气藏原始压力P0和不同时刻地层压力Pi；通过待测气藏的岩石孔隙收缩系数Cp、待测气藏的束缚水膨胀系数Cw和待测气藏束缚水饱和度Swc，可求取待测气藏岩石孔隙收缩和束缚水膨胀综合系数Cc；通过待测气藏不同时刻地层压力，进而求得待测气藏初始压力与当前压力的压力差ΔP；通过待测气藏从初始时刻到n时刻和i-1时刻的生产时间，可计算与tn-ti-1时间段有关的无因次时间(tn-ti-1)D、与tn-ti-1时间段有关的无因次时间所对应的无因次流量q(tn-ti-1)D。
设置水体倍数为10，在此水体倍数下计算各个地层压力测点所对应的(GpBg+WpBw)/(CcBgiΔP+Bg-Bgi)值和Σ(Δpi)q(tn-ti-1)D/(CcBgiΔP+Bg-Bgi)值，以Σ(Δpi)q(tn-ti-1)D/(CcBgiΔP+Bg-Bgi)为横坐标，(GpBg+WpBw)/(CcBgiΔP+Bg-Bgi)为纵坐标，建立直角坐标系，绘制水侵物质平衡指示曲线；
S4、分别设置水体倍数为20、30、50、150，重复S3步骤，得到多条水驱气藏水侵指示曲线；
S5、确定每条水驱气藏水侵指示曲线的相关系数，相关系数最大的水驱气藏水侵指示曲线所对应的水体倍数即为实际待测水驱气藏水体倍数，曲线的斜率为待测气藏水侵常数，曲线的截距为待测气藏动态储量。
本实施例随机选取了一组实验数据在图1到图5中展示。其中图1、图2、图3、图4、图5分别是在10倍、20倍、30倍、50倍、150倍水体大小下拟合得到的水侵指示曲线图。不同水体倍数下水侵指示曲线相关系数R2不同，对比不同相关系数，图1的水侵指示曲线的相关系数最高，即实际气藏的水体倍数为10，在10倍水体大小条件下即可求得待测气藏的水侵常数为1.3273×105m3/Mpa，待测气藏的动态储量为3.22×108m3。

Claims (2)

1.岩石孔隙收缩和束缚水膨胀条件下确定水驱气藏参数方法，依次包括以下步骤：
S1、将考虑岩石孔隙收缩和束缚水膨胀条件的水驱气藏物质平衡方程：
GBgi＝(G-Gp)Bg+We-WpBw+CcGBgiΔP
转化为变形后的物质平衡方程：
GpBg+WpBw＝G(CcBgiΔP+Bg-Bgi)+We
其中Gp为待测气藏的累积产气量，m3；
Bgi为待测气藏的气体原始体积系数；
Bg为待测气藏的气体体积系数；
We为待测气藏的水侵量，m3；
Wp为待测气藏的累积产水量，m3；
Bw为待测气藏产出水的体积系数；
G为待测气藏的动态储量，m3；
Cc为待测气藏岩石孔隙收缩和束缚水膨胀综合系数，Mpa-1；
△P为待测气藏初始压力与当前压力的压力差，Mpa；
S2、将待测气藏水侵量We的计算公式
代入变形后的物质平衡方程，得到水侵物质平衡指示曲线方程：
当i＝1时，△P1＝(P0-P1)/2
其中We为待测气藏水侵量，m3；
B为待测气藏水侵常数，m3/MPa；
P0为待测气藏原始压力，MPa；
Pi为待测气藏i时刻的压力，MPa；
tn为气藏初始时刻到n时刻所用的生产时间，天；
ti-1为气藏初始时刻到i-1时刻所用的生产时间，天；
(tn-ti-1)D为与tn-ti-1时间段有关的无因次时间；
q(tn-ti-1)D为与tn-ti-1时间段有关的无因次时间所对应的无因次流量；
S3、设待测气藏的水体倍数为10，在此水体倍数下计算各个地层压力测点所对应的(GpBg+WpBw)/(CcBgiΔP+Bg-Bgi)值和Σ(Δpi)q(tn-ti-1)D/(CcBgiΔP+Bg-Bgi)值，绘制水侵物质平衡指示曲线；
S4、设待测气藏的水体倍数分别为20、30、50、150，重复S3步骤，得到不同水体倍数下的水侵物质平衡指示曲线；
S5、确定每条水驱气藏水侵物质平衡指示曲线的相关系数，相关系数最大的指示曲线所对应的水体倍数即为待测水驱气藏的水体倍数，曲线的斜率为待测气藏水侵常数，曲线的截距为待测气藏动态储量。
2.如权利要求1所述的岩石孔隙收缩和束缚水膨胀条件下确定水驱气藏参数方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过下式计算待测气藏岩石孔隙收缩和束缚水膨胀综合系数Cc：
其中Cp为待测气藏的岩石孔隙收缩系数，MPa-1；
Cw为待测气藏的束缚水膨胀系数，MPa-1；
Swc为待测气藏的束缚水饱和度。
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