预测二氧化碳驱油藏指标的物质平衡方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油开发技术领域，特别是涉及到一种预测二氧化碳驱油藏指标的物 质平衡方法。
【背景技术】
[0002] 二氧化碳驱在提高原油采收率（EOR)方面有重要地位。2012年国外二氧化碳驱 EOR产量占 EOR总产量的24% ;国内二氧化碳驱也逐渐受到重视，在胜利、吉林、中原等油田 开始应用。因此，有必要对二氧化碳驱油藏工程指标(采出程度、注采比等）进行预测，以指 导二氧化碳驱油藏合理高效的开发。
[0003] 目前油藏开发指标预测方法主要包括生产动态方法、数值模拟方法、物质平衡方 法；生产动态方法主要结合油田生产数据，绘制水驱曲线或递减曲线，预测油藏开发指标， 该方法有一定准确性，但要求提供大量的油田生产数据，对于新区快或开发历程较短的区 块，生产动态方法无法使用；数值模拟方法通过建立地质模型、拟合生产历史，可以对油藏 开发指标进行较准确的预测，但这种方法对地质模型有较高的要求，在油田开发早期建立 精细地质模型比较困难，此外数值模拟方法在带有启动压力梯度的低渗透油藏中的应用也 受到限制；油藏物质平衡方法是质量守恒定律在油藏工程中的应用，物质平衡原理简易、方 法实用，在油气田开发的各项指标预测中，有着广泛的应用。
[0004] 传统的物质平衡方法仅适用于水驱油藏，目前关于物质平衡方法在二氧化碳驱油 藏指标预测中的应用鲜有报道，有的学者(夏海容，郭平，刘滨，等.注气混相及非混相驱替 物质平衡方程式[J].西南石油学院学报，2005, 27 (2) :61-63)建立了考虑油气相间传质 作用的物质平衡方程式，但其忽略了油藏岩石流体的压缩性，且对矿场数据的求取有严苛 的要求。为此我们发明了一种新的预测二氧化碳驱油藏指标的物质平衡方法，解决了以上 技术问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种能够预测二氧化碳驱油藏采出程度、注采比等指标的物 质平衡方法。
[0006] 本发明的目的可通过如下技术措施来实现：预测二氧化碳驱油藏指标的物质平衡 方法，该预测二氧化碳驱油藏指标的物质平衡方法包括：步骤1，给定二氧化碳驱物质平衡 方程的应用条件；步骤2,建立适用于二氧化碳驱的物质平衡方程；步骤3,收藏油藏参数， 确定计算参数；步骤4,计算对应时间段的参量，包括产油量和注气量；以及步骤5,利用步 骤4计算得到的参量，确定注采比、采出程度这些二氧化碳驱油藏指标。
[0007] 本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
[0008] 在步骤1中，考虑原油-二氧化碳体系的体积膨胀，据油藏和工艺实际条件，考虑 二氧化碳驱物质平衡方程的特点，假设：①假设油藏为未饱和油藏；②不考虑气窜，地层油 均匀溶解二氧化碳；③地层水均匀溶解二氧化碳，忽略地层水溶解二氧化碳后的体积膨胀 量；④考虑地层压力变化导致储层孔隙体积、流体体积变化。
[0009] 在步骤2中，考虑由于地层压力变化导致的储层孔隙体积、流体体积变化，考虑原 油-二氧化碳体系的体积膨胀量，考虑水侵与注水开发，建立适用于二氧化碳驱的物质平 衡方程。
[0010] 在步骤2中，由于地层压力变化导致储层孔隙体积、流体体积变化考虑为：
[0012] 原油-二氧化碳体系的体积膨胀量考虑为：
[0013] Δ V2=NBoi δ (2)
[0014] 考虑水侵与注水开发，适用于二氧化碳驱的物质平衡方程可表示为：
[0016] 式中，N-地质储量，m3九一原始压力下原油体积系数；C。、Cw、C p-油、水、孔隙压 缩系数，1/MPa ;SW。一束缚水饱和度；Δρ-生广压差，MPa ; δ -原油-二氧化碳体系膨胀系 数；ΝΡ-地面原油产量，m3 ;Β。一原油体积系数;Wp-地面产水量，m3 ;BW-水体积系数；We-地 下水侵量，m3 ;Winf注水量，m3。
[0017] 在步骤3中，收集油藏储量N、地层压力Λp、地层流体压缩性数据C。、Cw、C p、饱和 度Sw。、流体体系系数BW、B。；通过室内实验确定的原油-二氧化碳体系体积膨胀系数δ。
[0018] 在步骤4中，确定计算步长，计算每个时间步长的阶段产油量、阶段注气量这些参 量，再将这些参量代入下一时间步长进行计算，直至计算到指定时间，得到最终的参量。
[0019] 在步骤5中，假设第k年注二氧化碳Qink时年产油为Npk，第k年的注采比表示为：
[0021] 第η年采出程度R表示为：
[0023] 式中，Qink-第k年注入二氧化碳的量(地面标准体积)，m3 ; P。一地面原油密度，kg/ m3 ; P ro2-地面标准状态下二氧化碳密度，kg/m3。
[0024] 本发明提供的预测二氧化碳驱油藏指标的物质平衡方法可为二氧化碳驱油藏指 标预测提供一种有效方法，同时为二氧化碳驱油藏开发技术政策研究提供一种研究方法。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明提供的预测二氧化碳驱油藏指标的物质平衡方法的一具体实例的 流程图；
[0026] 图2为本发明的一具体实例中二氧化碳在地层油中的溶解度曲线；
[0027] 图3为本发明的一具体实例中不同溶解度下原油-二氧化碳体系膨胀量曲线；
[0028] 图4为本发明的一具体实例中物质平衡计算示意图；
[0029] 图5为本发明的一具体实例中物质平衡采出程度变化规律曲线；
[0030] 图6为本发明的一具体实例中物质平衡注采比变化规律曲线；
[0031] 图7为本发明的一具体实例中物质平衡与数值模拟结果(采出程度）对比。
【具体实施方式】
[0032] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配 合所附图式，作详细说明如下。
[0033] 如图1所示，本发明提供的预测二氧化碳驱油藏指标的物质平衡方法应用包括如 下步骤。
[0034] 步骤101 :给定二氧化碳驱物质平衡方程的应用条件。建立适用于二氧化碳驱的 物质平衡方程时，主要考虑原油-二氧化碳体系的体积膨胀。根据油藏和工艺实际条件， 考虑物质平衡方程的特点，假设：①假设油藏为未饱和油藏(无气顶、油藏压力大于饱和压 力）；②不考虑气窜，地层油均匀溶解二氧化碳；③地层水均匀溶解二氧化碳，忽略地层水溶 解二氧化碳后的体积膨胀量；④考虑地层压力变化导致储层孔隙体积、流体体积变化。流程 进入到步骤102。
[0035] 步骤102 :建立适用于二氧化碳驱的物质平衡方程。考虑由于地层压力变化导致 的储层孔隙体积、流体体积变化，考虑原油-二氧化碳体系的体积膨胀量，考虑水侵与注水 开发，建立适用于二氧化碳驱的物质平衡方程。由于地层压力变化导致储层孔隙体积、流体 体积变化可考虑为：
[0037] 原油-二氧化碳体系的体积膨胀量考虑为：
[0038] Δ V2=NBoi δ (2)
[0039] 考虎水停与沣水开发，话用于二氣化碳驱的物质平衡方稈可表示为：
[0041] 流程进入到步骤103。
[0042] 步骤103:收藏油藏参数，确定计算参数。收集油藏储量Ν、地层压力Λρ、地层流 体压缩性数据C。、C w、Cp、饱和度Sw。、流体体系系数Bw、Β。；通过室内实验确定的原油-二氧 化碳体系体积膨胀系数S。在一实施例中，结合胜利油区正理庄油田高89-樊142地区具 体参数，利用上述物质平衡方程预测高89-樊142地区采出程度和注采比的变化规律。确 定油藏参数如表1所示。
[0043] 表1物质平衡计算参数表(高89-樊142地区）
[0045] 通过室内实验测定高89-樊142地区地层油压缩系数为0.0 OlMPa'地层水压缩 系数为0. 00075?^?-1,储层孔隙体积压缩系数为0.0 OOSMPa-1。
[0046] 高89-樊142地区初