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油气储量计算方法

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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西南石油大学学生毕业设计(论文)题目:油气储量的计算方法专业年级:油气开采技术 2011 级学生姓名:李桥 学号:11105030105指导老师:刘柏峰 职称:讲师指导单位:西南石油大学西 南 石 油 大 学 自 考 本 科论文完成时间 2013 年 3 月 23 日摘 要油气储量是石油工业和国民经济的物质基础,是国家安全的战略资源。它是油气勘探开发的成果的综合反映。油田地质工作能否准确、及时地提供油、气储量数据,这关系到国家经济计划安排、油田建设投资的重大问题。在油气勘探开发的不同阶段都需要计算储量,这是油田地质工作的一项重要问题。正因为油气储量计算具有如此重要的意义,所以本文就油气储量的各种计算方法进行分析研究。关键词:储量,方法,容积法 ,物质平衡,水驱曲线,产量递减······目录第一章 前言 ................................................................................................................................... 当代中国油气储量的发展 ................................................................................................. 中国油气储量管理的发展 ................................................................................................. 中国油气储量工作的新进展 ............................................................................................. 油气田储量计算的发展现状 ............................................................................................. 油气储量计算的研究意义 ................................................................................................. 本文研究的主要内容 ......................................................................................................... 本文研究的思路 .................................................................................................................概述及储量分类 ............................................................................................................... 油气储量的概念 .................................................................................................................气储量 ........................................................................................................................质储量 ........................................................................................................................采储量 ........................................................................................................................景资源量 .................................................................................................................... 工业油气流标准 ................................................................................................................. 储量分类 ............................................................................................................................明储量(也称为证实储量) ....................................................................................制储量(也称为概算储量) ....................................................................................测储量(也称为估算储量) .................................................................................... 油气储量计算方法 ......................................................................................................... 静态法 ................................................................................................................................. 动态法 ................................................................................................................................. 容积法油气储量计算 ..................................................................................................... 容积法计算油气储量的思路及公示 .................................................................................层岩石总体积 ............................................................................................................层孔隙空间体积 ........................................................................................................下油气体积 ................................................................................................................气地面体积与质量 .................................................................................................... 油藏地质储量计算 .............................................................................................................油储量计算公式: ....................................................................................................解气储量 .................................................................................................................... 气藏和凝析气藏的地质储量 .............................................................................................物质平衡法计算油气藏地质储量 ................................................................................... 物质平衡法概念 ................................................................................................................. 建立物质平衡方程式的假设条件 ..................................................................................... 油田的物质平衡方程式 .....................................................................................................饱和油藏的物质平衡方程式 ..................................................................................和油藏的物质平衡方程式 ......................................................................................藏和凝析气藏的物质平衡方程式 .......................................................................... 水区特性曲线法计算油气储量 ................................................................................... 水驱曲线的基本关系式 ................................................................................................... 确定可采储量和采收率的关系式 ................................................................................... 产量递减法计算油气储量 ........................................................................................... 油气田开发模式图及开发阶段的划分 ........................................................................... 产量递减的类型 ...............................................................................................................数递减 ......................................................................................................................和递减 ......................................................................................................................曲线递减 .................................................................................................................. 产量递减法的基本关系式 ............................................................................................... 矿场不稳定试井法计算油气储量 ............................................................................... 不稳定试井基本公式 ....................................................................................................... 确定油气地质储量 ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................代中国油气储量的发展新中国成立的 1949 年,我国陆上只有玉门、延长、独山子三个小油田,石油探明储量只有 ,石油年产量仅 。解放后的 45 年间,石油41029量迅速增长,经历了三个高峰年,一是大庆油田的发现,1960 年新增储量 20多亿吨,二是渤海湾油区的发现,特别是任丘古潜山油田的发现,1976 年新增储量 ,三是 1984 年复式油气聚集区理论的发展,渤海湾油气勘探又掀高潮,发现了孤东、文留、大民屯等大油田,使我国石油年新增储量逐年上升。我国天然气工业也是相当薄弱,解放初期只有四川盆地有天然气生产,1949 年产气量仅 ,还没有地质储量记载。天然气储层,产量发展十341056m分缓慢,直至 90 年代,我国南海崖 13—1 大气田和陕甘宁盆地中部大气田的发现,使天然气产量大幅度上升。国油气储量管理的发展我国油气储量管理底子薄,可以说一直是石油工业中的一个薄弱环节。解放初期跟着苏联专家学习,到“文革”十年,技术上闭关自守,使得我们的储量计算进步缓慢。直到文革之后随着国家的重视,专门的油气储量组织机构的建立,与国外公司合作勘探开发油气田,不同类型的复杂油气田的发现······使我国油气储量计算工作也有新的发展和进步。国油气储量工作的新进展长期以来,我国储量计算都是套用苏联的做法。改革开放以来,国内外石油勘探的发展,不同类型的复杂油气田的发现,使我国油气储量计算工作也有新的发展和改进。相比以往有以下五方面新的发展:量计算贯穿于勘探、开发的全过程;打评价井多拿储量。气田储量计算的发展现状油气田的储量是进行油气田开发规划编制、潜力分析、调整涉及的重要基础参数因此准确测算油气田储量意义重大。因而油气田的储量分为地质储量、可采储量、远景资源量等多个等级。计算油气藏储量的方法也不仅仅局限于传统的容积法,还包括物质平衡法、产量递减法等各种动态方法。针对各种复杂地层的油气储量计算也有适宜自己的不同的计算方法。气储量计算的研究意义油、气储量是油气田勘探开发成果的综合反应,是发展石油工业和国家经济建设决策的基础。油田地质工作能否准确、及时地提供油气储量数据,这关系到国家经济计划安排、油田建设投资的重大问题。油气储量计算的研究可谓是意义重大。文研究的主要内容油气储量计算的方法主要有容积法、类比法、概率法、产能递减法、矿场不稳定分析法等等,这些方法应用于不同的油、气田勘探和开发阶段以及不同的地质条件。储量计算分为静态法和动态法两种。在此我尽个人能力,仅就油气藏储量的常用计算方法进行阐述。文研究的思路要精确的计算出油气藏储量,为开发提供可靠地数据参数,就应该首先掌握油气储量的概念和分类标准及什么是工业油气流等等,再来就具体的计算方西南石油大学毕业设计2法进行分析讨论。本文就是按照这个思路进行写作的。我相信目前国内外对于油藏储量的计算方法研究成果应该相当丰富,但由于本人水平有限,在此仅就目前自己所了解的计算方法进行分析。而且本文难免存在缺点和不足之处,希望阅读之后的师长及同学不吝赐教。第二章 量有以下几点特征。⑴ 储量的品味特征矿业所指的储量都具有一定的工业品味标准,其品味含量若低于该标准,则不能形成工业产能,无开采价值,也就无进一步勘探计算其储量的必要。在石油行业中亦是如此。因此,只要提到储量,就应该想到它是高于工业油气流标准或具有商业开采价值的矿藏。⑵ 储量的主观性影响储量计算的因素很多,例如有地质资料的丰富程度、油藏本身的复杂性、勘探人员专业水平等。在计算各种油气储量时,一定要与影响储量精度的各种因素相联系,并结合该油藏勘探开发的最新资料进行分析,力求正确精准的做出评价。⑶ 储量的重要性科学性和严肃性油气是国家的的战略资源,是不可再生的能源,它的勘探与开发投资巨大。这决定了油气储量的重要性,也就决定了储量的科学性和严肃性。指工业油气藏在原始条件下(即油藏未开采前) 所具所有的油气总量。地质储量又可分为绝对地质储量、可流动的地质储量、可开采的地质储量。采储量是指在现代工艺技术和经济条件下,能从储集层中采出的那部分油气量。可采储量占地质储量的百分比,称为油气采收率。是依据一定的地质资料对尚未发现的油气资源进行预测估算得出的潜在油气储量。业油气流标准工业油气流标准是指在现代技术、经济条件下,一口井在正常生产条件下所具有的最低的油气产量标准。它是一个科学合理的评价油田是否具有进一步勘探开发的评价标准。量分类这里所指的储量分类,是广泛应用于石油行业和国民经济领域的的按油气储量的勘探程度或认识精度进行的分类。我国根据各个阶段对油藏的勘探和认识程度将石油储量划分为探明储量、控制储量和预测储量三级。称为证实储量)探明储量是继发现井之后,经过评价钻探阶段而计算出的可靠的工业储量。它是最高精度级别的油气储量。称为概算储量)经过地震详查,一口或几口探井已获得了工业油气流,并初步了解油气层岩性、物性、流体性质和压力后计算出的储量。它只需经过评价钻探工作,就西南石油大学毕业设计4可上升为探明储量。称为估算储量)预测储量是在地震详查以及其他方法提供的圈闭内,经过预探钻探获得油气流、油气层或油气显示后,根据区域地质条件分析和类比,对有力地区按容积法估算的储量。该圈闭内的油层变化、油水关系尚未查明,储量参数是由类比法确定的,因此可估算一个储量范围值。预测储量是制定评价钻探方案的依据。第三章 油气储量计算方法油气田的储量计算,是资源评价的重要成果,也是一项技术性很强的工作。实用的计算方法主要有以下几种:类比法、压降法、产量递减法、矿场不稳定试井法、水驱特征曲线法、统计模拟法、容积法。它们可以归结为两类:静态发和动态法。态法依据油藏自身自身的静态地质参数计算其储量的方法称为静态法。属于静态法的是广泛应用的容积法,统计模拟法和类比法也可归入静态法范围。所谓容积法就是将油藏的有效储油空间当成储油的容器,利用油气田的静态参数来计算其储集油气的容积。态法依据油藏在开发过程中的动态资料计算其储量的方法称为动态法。属于动态法的主要有:物质平衡法、压降法、水驱特征曲线法、产量递减法和矿场不稳定试井法。西南石油大学毕业设计5第四章 积法计算油气储量的思路及公示容积法计算石油储量的基本思路是将整个油气藏当做一个有统一压力系统和彼此联通的容器,在此基础上首先确定含工业储量的油气层的体积,然后逐次计算油层孔隙空间体积和油气的地下体积,最后将油气的地下体积折算成地面体积或质量。要求得整个油藏的含有面积 A 和油藏平均有效厚度 h,即可得到油层岩石的总体积 称为有效孔隙度) 。有效孔隙度定义为连通孔隙空间体积占油层岩石总体积的百分比。因此,只要求得油层平均有效孔隙度 ,就可得到油层孔隙空间的总体积 含有油气,也含有一定数量的水,这些水一般以束缚水的形式存在。地下油层孔隙空间中油、水含量的体积百分比,称为含油饱和度 ,与含水饱和度 。含水饱和度 有如下关系:o+ =1 (4-1)就可得到油层孔隙空间中所含油其自地下采出到地面时,由于压力与温度的变化,其溶解气将大量逸出,因此其地面体积将有较大的缩小。石油的地下体积与地面体积之比,称为原油体积系数。原油体积系数一般都大于 1,高者常达 上。将地下油气体积 除以原油的原始体积系数 ,就可以得到油气的地 / ) 。即可得到石油的质量 ( /o')。藏地质储量计算根据以上容积法计算油气储量的思路,就可得出石油和天然气储量计算的公式。 (4= (4中 ——石油地质储量(体积量) , 或 ;石油地质储量(质量) , 或 ;' t——含有面积, ;油层平均有效厚度, ;h——平均有效孔隙度;西南石油大学毕业设计7——原始含油饱和度;地面原油密度, / ;原油原始体积系数。式(4容积法计算油气储量的基本公式。在应用上述两个公式计算石油储量时,应当注意他们的单位。如果诸量单位用 或 ,则公式的等号后面应乘上系数 100;若用 或 ,则3410810用以下公式计算: (4式(4,也要注意各参数的单位。 习惯采用 / 或 / 两种此原油地质储量 的单位应与 的单位统一。藏和凝析气藏的地质储量当油藏具有气顶时,气顶气又称为伴生气。计算伴生气原始地质储量的方法,就应该是气藏储量的计算方法。气藏开采时,当气体被产至地面时,也会得到少量相对密度小的凝析油;而凝析气藏在地层条件下也是气态,但重烃( ~ )的含量较高。在地面气3对密度一般为 。因此,凝析气又叫做富气或湿气。当地层压力下降到露点压力以下时,在气层中便会引起反凝析作用,而造成凝析油的损失。因此,对于凝析油含量较高的凝析气田,在经济与资源条件许可下,应当考虑回注干气保持地层压力的措施。利用容积法计算气藏或凝析气藏原始地质储量的公式为:= / (4)1(0. / (4(4代入(4得:(4 )1( ——天然气地质储量, ;38m——含气面积, ;平均有效厚度, ;h——平均气层束缚水饱和度,小数;气层绝对温度, ;地面标准绝对温度(293) , ;地面标准压力, ;原始地层压力, ;i——原始气体偏差系数,无因次量。应用(4计算气藏或凝析气藏的地质储量时,需要根据不同的气体性质(相对密度、临界密度、临界压力)确定 值的大小。的有效分离和取样分析资料,当确定出凝析油的含量之后,可由下式计算凝析油的地质储量:(4-8)式中 ——凝析油的地质储量, ;油藏或凝析气藏的地质储量, ;凝析油含量, 。 ,除大量采用容积法外,还常常应用如物质平衡法等其他西南石油大学毕业设计9方法。 质平衡法概念物质平衡法又称物质守恒法,它是物质守恒定律在油气田开发中的具体运用。物质平衡法利用油气田开发中注入、采出的生产动态资料,根据油藏压力、温度变化引起油气状态变化的规律,来计算石油天然气储量或估算油气采收率。对于一个容积一定的油藏,油田开发过程中的物质平衡原理,可以用下述不同方式来表达:始状态下油藏中油气的总量(用体积来表示) ,等于油藏投入开发以后任意时刻的采出量与剩余量之和。藏中原始的天然气体积等于从油藏中采出的天然气体积与留在油藏中的天然气体积之和。田开发任意时刻油藏中液体和气体减少的总量应等于侵入油藏内水的总量。根据上述基本思想,可以通过不同途径推导出物质平衡方程式。立物质平衡方程式的假设条件建立物质平衡方程,需要必要的建设条件。物质平衡方程是基于以下假设条件推导得出的:油藏内部保持各项同性。压力均匀。处于热力学平衡状态。以上三条,在油层渗透率较大、储集层非均质性不强、油藏规模不大、全部油水井投入开发的时间比较一致的油藏中是可以满足的;但除此而外的其他情况都不同程度地存在误差。力和润湿性的影响。考虑油藏各部位采出不均西南石油大学毕业设计10衡的影响。上述第 5 条假设,对于孔隙性砂岩油藏可基本满足,因为粒间空隙受压力下降压缩的影响不大,但对于裂缝性油藏,则引起的误差可能较大,不容忽视。田的物质平衡方程式对于未饱和油藏( )和饱和油藏( ) ,各种驱动类型的物质衡方程式的通式为:(5-)()1(()()( 1)(5-2)5-3)1式中 ——油田地质储量, ;累计产油量, ;p——天然累积水侵量, ;人工累积注水量, ;i 0——累积产水量, ;p 34m——在原始地层条件下气顶储量与含油区储量之比,无因次量;m——气顶的地质储量, ;原始地层压力, 101 ;i 目前地层压力, 101 ;—— 压力下原油的体积系数,无因次量; 压力下原油的体积系数,无因次量; 压力下天然气的体积系数,无因次量;g—— 压力下天然气的体积系数,无因次量; 压力下地层水的体积系数,无因次量;有效压缩系数,1/101 ;地层水压缩系数, 1/101 ;w——岩石孔隙体积压缩系数, 1/101 ;f——地层束缚水饱和度,小数; 压力下的溶解气油比, ;m—— 压力下溶解汽油比, ;s——累积生产气油比, 。p 3/于原始地层压力高于饱和压力的油藏,国外通常称为未饱和油藏。此油藏的条件为: , , ,0故由( 5可以得到未饱和油藏的物质平衡方程式)(1为:(5(其中(51对于不同的驱动条件,由(5又可简化为以下物质平衡方程式。(1)封闭性动弹性驱动西南石油大学毕业设计12在封闭性动弹性驱动条件下, , , ,因此由(505((2)天然弹性水压驱动在此驱动条件下, ,故由(5得:0((3)人工注水弹性水压驱动在此驱动条件下, ,故由(5得:0e(5(于原始地层压力等于饱和压力的油藏,国外统称为饱和油藏。由于 ,故 。此时由(5可以得,到饱和油藏的物质平衡方程式的通式:(5-)()1(()()( 9)式中 ——油藏饱和压力,101 ; 压力下的原油体积系数,无因次量; 压力下的气体体积系数,无因次量; 压力下的溶解气油比, 。(5可以简化得到如下的各种物质平衡方程式。西南石油大学毕业设计13(1)溶解气驱在此驱动条件下, , , , , ,由(505)((2)溶气和气顶驱动在此驱动条件下, , , , ,由(5得:0)()()( (3)溶气和人工注水驱动在此驱动条件下, , , ,由(5得:0)((4)溶气和天然水驱(考虑弹性驱影响)在此驱动条件下, , ,由(5得:0)()()( 降法计算天然气储量是气藏工程常用的方法之一,气藏在开采过程中要不断的核实储量,分析气藏动态,判别气藏驱动机理,估算侵入气藏的水量,这些重要规律认识主要依靠气藏物质平衡的原理及计算。压降法计算气藏储量的条件是:定容封闭性气藏,该气藏由于没有天然水驱的作用,因此, , 。可以分别得到此类气藏的物质平衡方程式0 西南石油大学毕业设计14(5 (515)(5)1(第六章 水区特性曲线法计算油气储量在水驱油田的动态分析和预测工作中,人们常常发现,对于已经进入中期含水开发的油田。若将累积产水量与累积产油量,或将水油比与累积产油量在半对数坐标纸上作图,可以得到一条具有比较明显的直线关系图。该图通常叫做水驱特征曲线。应用水驱特征曲线分析法,不但可以对油田的未来动态进行预测,而且还可以对油田的可采储量和采收率作出有效的测算。因此,它在国内外得到了广泛的重视和应用。驱曲线的基本关系式水驱曲线是预测水驱油藏可采储量和采收率的重要方法,根据理论上的推导,它有以下三种主要的表达形式:(6(6(6 , , ,则得:(6-4)(6 -6)南石油大学毕业设计15式中 ——累积产水量, ;里积产油量, ;N——累积产液量, ;P采水程度,小数;采油程度,小数;o——采液程度,小数。L, 为水驱曲线直线的截距; 为水驱曲线直线的31~
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