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1、IPMMBAL培训手册INTEGRATED PRODUCTION MODELLINGMBAL北京阳光杰科科技有限公司目 录1.概述11.1物质平衡方程简介11.2工作流程12.数据准备13 .建立基本模型23.1新建工区23.2系统选项23.3 PVT数据33.4输入油藏数据54.历史拟合84.1历史拟合84.2敏感性分析134.3模拟135.预测145.1相渗拟合145.2验证相渗正确性155.3无井模型预测195.4有井模型预测215.5预测达到目标产量需要的井数296.多油藏模型316.1初始化模型316.2第一个油藏的历史拟合326.3拟合第一个油藏的参数336.4两个油藏同时拟合34
2、MBAL模块功能简介MBAL模块集成了大量经典的油气藏动态分析方法，包括：物质平衡法、多层合采产量劈分、蒙特卡洛模拟、递减曲线分析、水驱前缘法、气藏典型曲线法等。IPM对物质平衡的应用进行了发展和创新，不仅能对油气藏进行常规的储量和压力复算，还能基于历史拟合对未来的注水、注气、亏空填充等进行动态预测。MBAL充分发挥了物质平衡方法的方便和快捷功能，尤其是针对复杂的地质条件（如断块、岩性、裂缝性油藏），它更是必不可少的分析工具。MBAL支持：l 多个油气储层连通模拟l 断层封堵性和开启时机模拟l 双孔、双渗模型l 气体的循环注入l 强大的解析水体拟合功能l 各类油气藏：带气顶的饱和油藏、欠饱和油
3、藏、气藏、凝析气藏等。1.概述1.1物质平衡方程简介物质平衡方程是零维的数学模型，主要功能在于：确定油气藏原始地质储量；判断油气藏驱动机理；测算油气藏天然水侵量的大小；在给定产量的条件下预测油藏未来的压力动态。对于一个统一水动力学系统的油藏，在建立它的物质平衡方程式时，应当遵循下列基本假设：（1）油藏的储层物性和流体物性是均质的，各向同性的；（2）相同时间内油藏各点的地层压力都处于平衡状态，并是相等的和一致的；（3）在整个开发过程中，油藏保持热动力学平衡，即地层温度保持为常数。（4）不考虑油藏内毛管力和重力的影响；（5）油藏各部位的采出量保持均衡，且不考虑可能发生的储层压实作用。1.2工作流程
4、（1）数据准备，包括PVT、生产数据、油藏平均压力数据和所有可得到的油藏和水体数据。（2）输入数据。每个操作步骤都检查数据的正确性和一致性。这对建立一个好的模型很重要。如果选择一口井一口井输入生产数据，确保所有的井属于同一个油藏。（3）采用非线性回归法（解析法）使模型与生产数据拟合最佳。（4）用图解法验证解析法拟合质量和正确性。（5）运行一次模拟测试模型拟合正确性。（6）进行产量预测。2.数据准备（1）PVT数据（以黑油为例）250 deg F油藏温度下：泡点压力Pb=2200psig溶解气油比Rsi=500SCF/STB泡点压力下体积系数Boi=1.32RB/STB泡点压力下油粘度o=0.4
5、cp油比重=39API气比重=0.798水矿化度=100,000PPM（2）生产数据如生产时间、油藏平均压力、累积产油/气/水量、累积注气/水量。（3）所有可获得的油藏和水体数据如油藏类型、温度、原始地层压力、孔隙度、束缚水饱和度、水压缩系数、初始气顶系数、原始地质储量、投产日期等。（4）井数据历史拟合完成后，可以在提供的井信息（包涵IPR和VLP）的基础上进行预测。需要注意的是，在MBAL中执行产量预测，井模型并不是必须的。但是它为物质平衡提供了更切实际的基础，可以与简单的固定产量选项结果进行对比。3 .建立基本模型MBAL主界面菜单选项按照其工作流程，从左到右排布，每个选项从上至下排列，简
6、捷明了。3.1新建工区在开始程序Petroleum Experts IPM 8.0中启动MBAL后，选择菜单FileMaterial Balance进入物质平衡模块。3.2系统选项点击菜单Options，弹出系统选项对话框。对话框分为三个部分：工具选项（Tool Options）：关于模型类型的基本设置，如设定油藏的主要流体。类型参数注释油藏流体油油是主要流体，气顶属性视为干气。气（干气或湿气）在分离器中所有液体发生凝析可视作湿气。反凝析MBAL用反凝析黑油模型，考虑不同油藏压力和温度下液体析出现象。普通带初始凝析气顶油藏或有初始油柱的凝析油气藏。油藏模型单油藏单油藏模型多油藏多油藏模型PVT
7、模型单一PVT变PVTPVT属性随深度变化生产历史数据按油藏输入油藏的生产数据按井输入各井的生产数据组分模型无组分追踪用黑油模型的PVT属性，简单追踪接触分离不同压力下的组分。全组分用状态方程计算所有PVT属性，同时追踪流体组分。用户信息（User Information）：用户的基本信息。用户注释（User Comments）：关于模型信息的注释。定义油藏流体油，生产历史数据By Tank。3.3 PVT数据为了准确预测油藏压力和饱和度的变化，准确地描述流体属性很重要。理想的情况是有实验室测量的流体样本的PVT数据。如果没有，MBAL提供了多种计算流体属性的方法。点击菜单PVTFluid P
8、roperties，弹出黑油数据对话框，定义黑油属性，如原始溶解GOR、油比重、气比重、水盐度、H2S、CO2、N2的摩尔百分数等。Seperator选项中选择单级或两级分离器。Controlled Miscibility选项控制当压力升高时自由气怎样重新溶解到油中。下面介绍用经验公式计算流体属性，并用实验室PVT数据非线性拟合修正公式的方法。点击Match按钮，弹出黑油PVT拟合对话框。输入实验室PVT数据，或用Import按钮输入PVT文件（如PVTp文件），其中必须包括饱和压力时的流体属性。模型需要选择与实验数据拟合效果最佳的公式，点击Match。选择要进行拟合的参数，然后点击Calc按
9、钮进行计算。计算结束后，点击Match Param查看各公式的拟合参数，选择修正幅度最小的公式。其中参数1是乘数，越接近1越好，参数2是移位，越接近0越好。标准偏差表示拟合过程的收敛程度，趋近于0最好。当PPb时，用参数3和4。本例中泡点压力、气油比、体积系数选择Glaso公式，粘度选择Beggs公式。3.4输入油藏数据点击菜单InputTank Data，输入油藏模型初始数据。在油藏参数选项卡中，输入的数据有：参数注释油藏类型油或凝析油气名称输入油藏的名称温度假设油藏恒温。原始地层压力存在原始气顶时，Pi=油藏温度下的Pb，“Calculate Pb”选项可计算Pb孔隙度用于计算岩石压缩系数
10、。束缚水饱和度用于计算孔隙体积和压缩系数水压缩系数用公式计算或手工输入，假设不随压力变化初始气顶系数原始气油体积比，m=（G*Bgi）/（N*Boi）原始地质储量输入一个估计值投产日期开始生产的日期Monitor Contacts监测流体界面，需要输入孔隙体积分数与深度关系Water Influx选项卡中定义水体，开始不清楚是否有水体存在，选择NO。Rock Compress选项卡中，岩石压缩系数有四种处理方法：（1）由公式计算（2）随压力变化（3）用户指定（4）不考虑生产预测和多油藏历史拟合要应用相对渗透率。Relative Permeability选项卡中，可以输入实验室相对渗透率数据，也
11、可以用Corey 函数计算。其中用Corey函数计算需要的参数如下：参数注释Hysteresis是否存在迟滞现象Modified不修正、用Stone1或Stone2修正Water Sweep Eff用于计算油水界面或气水界面Gas Sweep Eff用于计算气油界面Residual Saturation对于水相指共存水饱和度，对于水驱或气驱是油相残余油饱和度，对于气相是临界饱和度End Point各相最大饱和度时相对渗透率Exponent定义0点和端点间连线的形状。1表示直线，小于1表示一条凸线，大于1表示一条凹线。Corey函数：其中：Exx相的终点； nxCorey指数； Sxx相饱和度；
12、 Srx相残余饱和度； Smx相最大饱和度。Production History选项卡中输入油藏生产数据。选择Work with GOR，产气以气油比方式输入。数据可以从文件输入，也可从Excel表格复制、粘贴。上述是建立基本油藏模型的过程。点击主菜单FileSave，保存文件。4.历史拟合在历史拟合前，要检查生产数据是否与PVT数据一致。比如测试压力是否高于泡点压力，如高于泡点压力，生产气油比应与原始溶解气油比接近。数据检查完成后，就可以开始历史拟合了。4.1历史拟合MBAL提供四种不同图形方法进行历史拟合：图解法、解析法、能量图、无因次水体函数（WD）图。点击菜单History Match
13、ingAll，弹出以下三个图形。（1）解析法（Analytical Method）：解析法用一种非线性回归方法估计未知的油藏和水体参数。解析法中，定油藏压力和次要流体的产量计算主要流体产量。这样计算是因为给定压力后，PVT数据就可直接确定，计算速度比由产量计算压力快的多。图中纵坐标是油藏压力，横坐标主要相产量（本例中是油）。数据点是输入的生产数据中实际压力随产油量的变化。蓝线表示根据输入的油藏数据模型的计算结果。计算无水体下油藏产量结果可以验证PVT和其它油藏参数的正确性。无水体曲线总是比实际产量低得多，分布在生产数据点的左边。如果不是这样，需要检查PVT数据。（2）图解法（Graphical
14、 Method）：油藏任何驱动类型的物质平衡方程式，都可以写为如下的直线关系式：地下采出量 = 原始地质储量 * 总的膨胀系数 + 水侵量其中 油和释放游离气的膨胀量 气顶气膨胀有关的量 岩石和水的膨胀量Method菜单下MBAL提供了多种线性方法，如：油气和凝析油气HavlenaOdehP/ZF/Et vs.We/EtP/Z（超高压）(F-We)/Et vs.F(Campbell)HavlenaOdeh（超压）F-We vs. EtHavlenaOdeh（水驱）(F-We) vs.(Eo+Efw) vs. Eg/(Eo+Efw)Cole (F-We)/Et)F/Et vs. F(CampbellNo Aquifer)Roach(压缩系数未知)ColeNo Aquifer(F/Et)如果图形不是线性的，则曲线的形状可能是实际油藏驱动机理的一个好的诊断。回归的直线是可以拖动的，计算的地质储量和水体参数也随之改变。用这些方法的任意一种时，一旦通过对应产量和压力数据
