預(yù)測二氧化碳驅(qū)油藏指標(biāo)的物質(zhì)平衡方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種預(yù)測二氧化碳驅(qū)油藏指標(biāo)的物 質(zhì)平衡方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 二氧化碳驅(qū)在提高原油采收率（EOR)方面有重要地位。2012年國外二氧化碳驅(qū) EOR產(chǎn)量占 EOR總產(chǎn)量的24% ;國內(nèi)二氧化碳驅(qū)也逐漸受到重視，在勝利、吉林、中原等油田 開始應(yīng)用。因此，有必要對二氧化碳驅(qū)油藏工程指標(biāo)(采出程度、注采比等）進(jìn)行預(yù)測，以指 導(dǎo)二氧化碳驅(qū)油藏合理高效的開發(fā)。
[0003] 目前油藏開發(fā)指標(biāo)預(yù)測方法主要包括生產(chǎn)動態(tài)方法、數(shù)值模擬方法、物質(zhì)平衡方 法；生產(chǎn)動態(tài)方法主要結(jié)合油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)，繪制水驅(qū)曲線或遞減曲線，預(yù)測油藏開發(fā)指標(biāo)， 該方法有一定準(zhǔn)確性，但要求提供大量的油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對于新區(qū)快或開發(fā)歷程較短的區(qū) 塊，生產(chǎn)動態(tài)方法無法使用；數(shù)值模擬方法通過建立地質(zhì)模型、擬合生產(chǎn)歷史，可以對油藏 開發(fā)指標(biāo)進(jìn)行較準(zhǔn)確的預(yù)測，但這種方法對地質(zhì)模型有較高的要求，在油田開發(fā)早期建立 精細(xì)地質(zhì)模型比較困難，此外數(shù)值模擬方法在帶有啟動壓力梯度的低滲透油藏中的應(yīng)用也 受到限制；油藏物質(zhì)平衡方法是質(zhì)量守恒定律在油藏工程中的應(yīng)用，物質(zhì)平衡原理簡易、方 法實用，在油氣田開發(fā)的各項指標(biāo)預(yù)測中，有著廣泛的應(yīng)用。
[0004] 傳統(tǒng)的物質(zhì)平衡方法僅適用于水驅(qū)油藏，目前關(guān)于物質(zhì)平衡方法在二氧化碳驅(qū)油 藏指標(biāo)預(yù)測中的應(yīng)用鮮有報道，有的學(xué)者(夏海容，郭平，劉濱，等.注氣混相及非混相驅(qū)替 物質(zhì)平衡方程式[J].西南石油學(xué)院學(xué)報，2005, 27 (2) :61-63)建立了考慮油氣相間傳質(zhì) 作用的物質(zhì)平衡方程式，但其忽略了油藏巖石流體的壓縮性，且對礦場數(shù)據(jù)的求取有嚴(yán)苛 的要求。為此我們發(fā)明了一種新的預(yù)測二氧化碳驅(qū)油藏指標(biāo)的物質(zhì)平衡方法，解決了以上 技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種能夠預(yù)測二氧化碳驅(qū)油藏采出程度、注采比等指標(biāo)的物 質(zhì)平衡方法。
[0006] 本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：預(yù)測二氧化碳驅(qū)油藏指標(biāo)的物質(zhì)平衡 方法，該預(yù)測二氧化碳驅(qū)油藏指標(biāo)的物質(zhì)平衡方法包括：步驟1，給定二氧化碳驅(qū)物質(zhì)平衡 方程的應(yīng)用條件；步驟2,建立適用于二氧化碳驅(qū)的物質(zhì)平衡方程；步驟3,收藏油藏參數(shù)， 確定計算參數(shù)；步驟4,計算對應(yīng)時間段的參量，包括產(chǎn)油量和注氣量；以及步驟5,利用步 驟4計算得到的參量，確定注采比、采出程度這些二氧化碳驅(qū)油藏指標(biāo)。
[0007] 本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：
[0008] 在步驟1中，考慮原油-二氧化碳體系的體積膨脹，據(jù)油藏和工藝實際條件，考慮 二氧化碳驅(qū)物質(zhì)平衡方程的特點，假設(shè)：①假設(shè)油藏為未飽和油藏；②不考慮氣竄，地層油 均勻溶解二氧化碳；③地層水均勻溶解二氧化碳，忽略地層水溶解二氧化碳后的體積膨脹 量；④考慮地層壓力變化導(dǎo)致儲層孔隙體積、流體體積變化。
[0009] 在步驟2中，考慮由于地層壓力變化導(dǎo)致的儲層孔隙體積、流體體積變化，考慮原 油-二氧化碳體系的體積膨脹量，考慮水侵與注水開發(fā)，建立適用于二氧化碳驅(qū)的物質(zhì)平 衡方程。
[0010] 在步驟2中，由于地層壓力變化導(dǎo)致儲層孔隙體積、流體體積變化考慮為：
[0012] 原油-二氧化碳體系的體積膨脹量考慮為：
[0013] Δ V2=NBoi δ (2)
[0014] 考慮水侵與注水開發(fā)，適用于二氧化碳驅(qū)的物質(zhì)平衡方程可表示為：
[0016] 式中，N-地質(zhì)儲量，m3九一原始壓力下原油體積系數(shù)；C。、Cw、C p-油、水、孔隙壓 縮系數(shù)，1/MPa ;SW。一束縛水飽和度；Δρ-生廣壓差，MPa ; δ -原油-二氧化碳體系膨脹系 數(shù)；ΝΡ-地面原油產(chǎn)量，m3 ;Β。一原油體積系數(shù);Wp-地面產(chǎn)水量，m3 ;BW-水體積系數(shù)；We-地 下水侵量，m3 ;Winf注水量，m3。
[0017] 在步驟3中，收集油藏儲量N、地層壓力Λp、地層流體壓縮性數(shù)據(jù)C。、Cw、C p、飽和 度Sw。、流體體系系數(shù)BW、B。；通過室內(nèi)實驗確定的原油-二氧化碳體系體積膨脹系數(shù)δ。
[0018] 在步驟4中，確定計算步長，計算每個時間步長的階段產(chǎn)油量、階段注氣量這些參 量，再將這些參量代入下一時間步長進(jìn)行計算，直至計算到指定時間，得到最終的參量。
[0019] 在步驟5中，假設(shè)第k年注二氧化碳Qink時年產(chǎn)油為Npk，第k年的注采比表示為：
[0021] 第η年采出程度R表示為：
[0023] 式中，Qink-第k年注入二氧化碳的量(地面標(biāo)準(zhǔn)體積)，m3 ; P。一地面原油密度，kg/ m3 ; P ro2-地面標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下二氧化碳密度，kg/m3。
[0024] 本發(fā)明提供的預(yù)測二氧化碳驅(qū)油藏指標(biāo)的物質(zhì)平衡方法可為二氧化碳驅(qū)油藏指 標(biāo)預(yù)測提供一種有效方法，同時為二氧化碳驅(qū)油藏開發(fā)技術(shù)政策研究提供一種研究方法。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明提供的預(yù)測二氧化碳驅(qū)油藏指標(biāo)的物質(zhì)平衡方法的一具體實例的 流程圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明的一具體實例中二氧化碳在地層油中的溶解度曲線；
[0027] 圖3為本發(fā)明的一具體實例中不同溶解度下原油-二氧化碳體系膨脹量曲線；
[0028] 圖4為本發(fā)明的一具體實例中物質(zhì)平衡計算示意圖；
[0029] 圖5為本發(fā)明的一具體實例中物質(zhì)平衡采出程度變化規(guī)律曲線；
[0030] 圖6為本發(fā)明的一具體實例中物質(zhì)平衡注采比變化規(guī)律曲線；
[0031] 圖7為本發(fā)明的一具體實例中物質(zhì)平衡與數(shù)值模擬結(jié)果(采出程度）對比。
【具體實施方式】
[0032] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配 合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
[0033] 如圖1所示，本發(fā)明提供的預(yù)測二氧化碳驅(qū)油藏指標(biāo)的物質(zhì)平衡方法應(yīng)用包括如 下步驟。
[0034] 步驟101 :給定二氧化碳驅(qū)物質(zhì)平衡方程的應(yīng)用條件。建立適用于二氧化碳驅(qū)的 物質(zhì)平衡方程時，主要考慮原油-二氧化碳體系的體積膨脹。根據(jù)油藏和工藝實際條件， 考慮物質(zhì)平衡方程的特點，假設(shè)：①假設(shè)油藏為未飽和油藏(無氣頂、油藏壓力大于飽和壓 力）；②不考慮氣竄，地層油均勻溶解二氧化碳；③地層水均勻溶解二氧化碳，忽略地層水溶 解二氧化碳后的體積膨脹量；④考慮地層壓力變化導(dǎo)致儲層孔隙體積、流體體積變化。流程 進(jìn)入到步驟102。
[0035] 步驟102 :建立適用于二氧化碳驅(qū)的物質(zhì)平衡方程。考慮由于地層壓力變化導(dǎo)致 的儲層孔隙體積、流體體積變化，考慮原油-二氧化碳體系的體積膨脹量，考慮水侵與注水 開發(fā)，建立適用于二氧化碳驅(qū)的物質(zhì)平衡方程。由于地層壓力變化導(dǎo)致儲層孔隙體積、流體 體積變化可考慮為：
[0037] 原油-二氧化碳體系的體積膨脹量考慮為：
[0038] Δ V2=NBoi δ (2)
[0039] 考虎水停與灃水開發(fā)，話用于二氣化碳驅(qū)的物質(zhì)平衡方稈可表示為：
[0041] 流程進(jìn)入到步驟103。
[0042] 步驟103:收藏油藏參數(shù)，確定計算參數(shù)。收集油藏儲量Ν、地層壓力Λρ、地層流 體壓縮性數(shù)據(jù)C。、C w、Cp、飽和度Sw。、流體體系系數(shù)Bw、Β。；通過室內(nèi)實驗確定的原油-二氧 化碳體系體積膨脹系數(shù)S。在一實施例中，結(jié)合勝利油區(qū)正理莊油田高89-樊142地區(qū)具 體參數(shù)，利用上述物質(zhì)平衡方程預(yù)測高89-樊142地區(qū)采出程度和注采比的變化規(guī)律。確 定油藏參數(shù)如表1所示。
[0043] 表1物質(zhì)平衡計算參數(shù)表(高89-樊142地區(qū)）
[0045] 通過室內(nèi)實驗測定高89-樊142地區(qū)地層油壓縮系數(shù)為0.0 OlMPa'地層水壓縮 系數(shù)為0. 00075?^?-1,儲層孔隙體積壓縮系數(shù)為0.0 OOSMPa-1。
[0046] 高89-樊142地區(qū)初