3.2. Подсчет запасов нефти методом материального баланса

В основе метода материального баланса лежат закон сохране­ния материи, который применительно к залежам углеводородов (ТВ) формируется следующим образом: количество ТВ, находящееся в залежи до начала разработки, равно количеству извлеченных ТВ плюс оставшихся в залежи на любую дату разработки.

Составление баланса количество ТВ предусматривает учёт из­менения их свойств по мере снижения пластового давления в связи с извлечением некоторого количества УВ. Метод впервые был разработан в 1923 г. Л.С. Лейбензоном и впоследствии развит М.А.Ждановым, Ф.Д.Гришиным и др.

Поскольку количество ТВ может быть выражено через массу или через занимаемый объём пор, то материальный баланс может быть составлен либо по данным о массе, либо по объёму. Любая форма материального баланса может быть отнесена к нефти или к растворенному в ней газу. Чаще всего материальный баланс сос­тавляется на основе постоянства суммы объёмов добытых и остав­шихся в залежи УВ, а также на основе равенства суммарного объёма пор.

Рассмотрим пример составления материального баланса на ис­пользовании постоянства объёма норового пространства [2].

Допустим, имеем пласт, который содержит насыщенную газом нефть; к началу разработки имеется газовая шапка; в процессе разработки наблюдается продвижение контурных вод; добыча газа из газовой шапки не производится.

Решение

V_пор=const.

На начало разработки V_пор=V_н^пор+V_г^пор

где V_н^пор=G_H*B_Hо, V_г^пор= G_Г*B_Го соответственно объёмные коэффициенты нефти и газа

на начало разработки;

G_H и G_Г - объёмы нефти и газа в м³ в пластовых условиях.

Итак, V_пор= G_H*B_Hо+ G_Г*B_Го.

Разработка ведется с заводнением. В нефтяной пласт поступает W_В - кубометров воды и извлекается Q_B. Значит в пласте остаётся (W_В- Q_B)м³ воды. После извлечения Q_H объёмов нефти

11

на момент снижения пластового давления до Р в залежи осталось ΔG_H объёмов нефти.

Количество свободного газа в пласте после добычи Q_H объёмов нефти пересчитаем с учётом его объёма, выделяющегося из нефти при понижении пластового давления.

В начале разработки количество свободного газа в пласте определяется его содержанием в газовой шапке, т.е. если

где Г_Ш отношение объёма пласта, содержащего газ в газовой шапке, к объёму пласта, содержащего нефть с растворенным газом.

Тогда объём свободного газа в пласте составит

G_Г*В_Го=G_H*В_Но*Г_Ш (3.1)

а общее количество газа с учётом объёма растворенного в нефти, будет равно

где - начальное газосодержание в нефти.

Если за рассматриваемый период разработки из залежи добыто Q_H объёма газа ( - средний газовый фактор за этот период), то объём свободного газа в пласте останется равным

где Г - газосодержание нефти при текущем давлении Р .

Уменьшение объёма свободного газа в пласте определится разностью между его запасами в начальный момент времени и при Р текущем.

(3.2)

объём воды в залежи изменился за рассматриваемый период на

W_B-Q₀*B_B (3.3)

12

т.к. объём норового пространства в пределах залежи неизменный, то с учётом уравнений (3.1)...(3.3) получим

(3.4)

Эго уравнение представляет собой обобщенное выражение мат. баланса при разработке без учета изменения норового объёма от давленая.

Введем следующие обозначения:

В=В_Н+(Г₀-Г)В_Г (3.5)

В - коэффициент, зависящий от давления, и характеризует изменение единицы объёма нефти и газа при снижении давления от текущее го до атмосферного или двухфазный объёмный коэффициент. Очевидно, при P₀ , когда Г = Г_о, то В = В_Но . После преобразований с учётом уравнений (3.4) и (3.5) получим

(3.6)

G_H - балансовые запасы нефти в стандартных условиях, м³.

Исходные данные для расчета балансовых запасов нефти методом материального баланса приведены в табл. 3.1 по вариантам (рассчитать значения параметров формул (3.1)...(3.6)).

Следует иметь в виду, что при определении запасов,нефти по уравнению материального баланса (3.6) вычисляется так называемая "активная нефть", которая участвует в перераспределении флюидов при изменении пластового давления. Согласно исследованиям Леверетта и др., при 20 %-ном остаточном содержании нефти в порах пласта совместно с другими флюидами (водой и газом) фазовая проницаемость для нефти весьма мала,а эта часть нефти является инертной и практически неизвлекаемой. Таким образом, активный запас нефти G_Н, определяемый по методу материального баланса, имеет следующее соотношение с запасами определенными по формуле объёмного метода G_Н = 0,8Q₀.

15