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1、中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）毕业论文油田产量递减规律与动态预测 油田产量递减规律与动态预测摘 要油气藏产量衰减曲线是油气藏工程研究的重要方法之一。以往在许多重要文献和著作中，一直把产量衰减曲线作为经验方法加以应用，本文通过不同的方法分析衰减曲线，以便更好的研究油田产量衰减规律。在三点配线法中，通过插值确定c，再建立线性关系确定参数；在典型曲线拟合法中，根据实际曲线与理论图版的拟合确定最佳拟合曲线，从而确定参数N进行计算；后面三种的线性方法则是根据公式变形推导出可采储量Q的不同形式与t的线性关系，根据线性回归分析确定该直线的斜率、截距即为所求，公式变形中可采储量Q的不同形式决
2、定了该方法的准确程度。总之，通过建立修正的衰减曲线的三参数方程中的线性关系，来确定其参数，以此最后确定油气田可采储量或进行动态预测。而修正的衰减曲线的三参数方程难以直接应用线性回归分析求解，为此相继出现了多种分析方法。基于精度分析，对各种方法进行了研究和分析，以便于合理的应用。关键词：递减阶段 衰减曲线 线性分析 线性回归 i中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）目 录中文摘要ii第一章 前言1第二章 油田产量变化规律22.1 产量递减规律22.2 递减率的定义22.3 Arps提出的三种递减规律32.4 产量衰减规律4第三章 研究油田产量衰减规律的理论基础73.1 三点配线法研究产
3、量衰减曲线83.2 典型曲线拟合法研究产量衰减曲线83.3 诺模图法研究产量衰减曲线103.4 线性分析法1研究产量衰减曲线133.5 线性分析法2研究产量衰减曲线143.6 线性分析法3研究产量衰减曲线16第四章 现场实例分析174.1 油田递减阶段开发数据174.2 方法一（三点配线法）174.3 方法二（典型曲线拟合法）194.4 方法三（线性分析法1）194.5 方法四（线性分析法2）214.6 方法五（线性分析法3）224.7 结论23致 谢26参考文献27iii中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）第一章 前 言一个油田的产量一般都要经历上升、稳定、和下降三个阶段，当油田
4、进入后期，也都要经历递减生产阶段。不同的油田不同地质条件，递减生产阶段也会出现不同的递减规律。油田产量递减规律一般包括指数递减、双曲线递减、调和递减和产量衰减曲线四种类型。这时所要讨论的是产量衰减规律。油气田产量衰减曲线在油气田产量预测中已得到相当广泛的应用，并已成为标定油气田可采储量的方法之一。目前广泛应用的衰减曲线，首先是由卡彼托夫于1970年根据矿场实际资料的分析研究而提出的，其表达式可以写成： 衰减曲线具有一定的普遍性，既适合于油田，也适合于气田，既适合于全油藏，也适合于单井，既适合于弹性驱或溶解气驱开发的油、气藏，也适合于人工注水或天然水驱开发的油、气藏。但是，无论何种驱动类型的油、
5、气藏，其衰减曲线都是一条上翘的曲线，在经过相当长的一段时间后，才逐渐趋近于一条直线。因此，用上式进行油、气藏产量及可采储量预测时，由于直线出现得很晚，从而使方法的应用领域受到极大限制。为了提高方法的应用效果，众多的研究者对上式进行了修正，其表达式为： 实践表明，用此式对油、气藏进行统计预测时，将得到一条较好的直线。在不足之处，即修正系数c值的精度受人为因素的影响。然而多年的应用实践表明，该衰减曲线的预测精度较差，目前国内油气田广泛采用了修正的衰减曲线方法。由于修正的衰减曲线其模型为一三参数方程，无法直接采用最小二乘法进行线性分析，因此，众多的研究者从不同的角度提出了多种衰减曲线分析方法。例如在
6、三点配线法中，通过插值确定c，再建立线性关系确定参数等；由于方法众多，本文对比了几种衰减曲线分析方法的优缺点及精度，并举实例演示其运用过程，以便更好的将产量衰减规律应用于油田生产实际中。17中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）第二章 油田产量变化规律2.1 产量递减规律大量研究资料表明，不同驱动类型的任何油（气）田或油（气）井，按其开发全过程中产量随开采年限或采出程度的变化特征，大体上都可划分为三个大的阶段，即产能上升阶段、产能稳定阶段和产能递减阶段。这三个不同而又连续的开发阶段，可以用一概括的图形表示。即油气田开发的模式图，见（图2-1）。上述三个开发阶段的变化特点及时间的长短，
7、主要取决于油气田的大小、埋藏深度、储集层类型、地层流体性质、开发方式、驱动类型、开采工艺技术水平和开发调整的效果。一般来说，油气田愈大、埋藏愈深，则建设阶段愈长；水驱油田的稳产期比溶气驱要长；定容消耗式开发的气田，比水驱气田的稳产期要长；开发速度高和地层流体性质差的油气田，则稳产期要短。根据大量油气田的开发数据统计表明，当采出可采储量的60左右，即进入油气田开发的递减期。所谓递减期，就是人们对油气田施加的各项措施并不能改变产量递减的趋势。 图 2-1 油气田开发模式图2.2 递减率的定义J.J.Arps根据矿场实际资料的统计研究，提出当油气田进入递减阶段之后，它的产量将按照一定的规律随时间而连
8、续递减。产量递减的大小或快慢，通常利用一个叫做递减率7的参数表示。所谓递减率，是指在单位时间内（月或年）产量递减掉的百分数（见图2-2）表示为： (2-1)这里定义的递减率是瞬时递减率（又称名义递减率）。在矿场实际中，也常用到递减系数的概念，所谓递减系数，是指在单位时间内（月或年），产量未被递减掉的百分数。它与递减率之和等于1或是100，因此： 式中递减系数a的单位与递减率相同。 图2-2 产量随时间的递减关系2.3 Arps提出的三种递减规律J.J.Arps9通过对大量油气田和油气井实际生产动态数据的分析，总结出了产量递减阶段的三种类型的递减规律。即不同时刻的产量与递减率之间有如下关系式：
9、(2-2)式中 是在递减期人为选定的t=0时对应的初始产量； 初始递减率，或；n 递减指数，它是判断递减规律3和类型的重要参数n越小，递减的越快。 Arps提出： n = 0时， a=const ，为指数递减（常递减）n = 1时， a= ，为调和递减0 n 1时， a= 为双曲线递减n = 0.5 时，为衰竭递减2.4 产量衰减规律当时，为产量衰减规律，产量衰减规律也是双曲线递减规律的一种特殊形式。基于双曲线型产量随时间变化的公式： (2-3)将代入(2.3)式得： (2-4)上式可以进一步表达成： (2-5)式中： 当递减时间很长时，上式变为： (2-6)式中 t递减期（decline s
10、tage）内的开发时间，mon或a； B常数，或。 是年（或月）产量，或。此时产量是随时间而递减的，但递减率是逐步变小的。这样的产量变化规律称为产量衰减规律。目前这一规律在我国许多油田上都有较广泛的应用，可以用来预测油气田生产动态和确定一、二次采油的可采储量。实践表明，多种不同驱动类型的油气田，起产量变化都可以用衰减规律来描述，因此具有一定的普遍意义。衰减曲线的表达及其绘制方法在油气藏开采过程中如果其产量下降服从衰减规律，则累计产量与开发时间的关系（由开始衰减起算）可由（2-.6）式积分得出。若油田在衰减期中的可采储量为A，则油田开发到t时刻，累计产量为，地层中剩余可采储量应为A，其数值大小可
11、由下式计算： 由此可知累积产量与时间的关系为： (2-7)将累积产量变化曲线绘制在坐标上，可得到一条逐渐由陡变平的曲线，即减速递增的单调曲线，再将（2-7）式两端同乘以时间可得： (2-8)基本参数的确定11）剩余可采储量由公式（2-7）可知，当时间等于无穷大时，其累积产量将等于A，这就是递减期的剩余可采储量，它等于衰减曲线后期直线段的斜率。2）递减率按照递减率的定义，对公式（2-6）进行求导以后，可行递减率随时间的变化。 (2-9)又因：，故，从而上式可写为： (2-10)这说明，递减率在这里不恒定，而是随时间增长逐渐变小的。3）产量与累积产量关系由产量（2-8）式和累积产量（2-7）式消去时间，可得： (2-11)4）校正衰减曲线利用衰减曲线确定经验公式中的参数A和B时，只有衰减曲线呈直线时才有真正的意义。其初期的曲线段不能用，不然其计算结果会出现较大误差。为了能获得较为理想的结果，并尽可能利用初期生产数据，需要对衰减曲线进行校正。校正衰减曲线的数学表达式是一个经验公式，即： (2-12)按照这个公式，产量随时间变化的公式为： (2-13)根据上式，可以获得初始产量。这样，产量变化公式可改写为： (2-14)对比（2-12）式与（2-13）式可得产量与累积产量的关系式为： (2-15)由（2-15）式和（2-13）式取时刻可得初始产量的表达式： (2-16)故可由下式计算：
