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第一部分3

第1章 油气藏3

1.1 油藏或气藏存在的条件3

1.2 沉积学3

1.3 油气的产生及其运移5

1.4 油气圈闭6

1.5 油藏温度和压力10

参考文献11

习题12

第2章 储层流体17

2.1 组分17

2.2 油藏条件下烃体系的相态17

2.3 储层流体的热力学性质20

2.3.1 气和凝析气的体积特性与黏度21

2.3.2 原油的体积特性与黏度26

2.4 地层水性质32

参考文献35

习题36

第3章 储层岩石44

3.1 引言44

3.2 取心和测井：各自特点及相对优势44

3.2.1 取心44

3.2.2 测井45

3.2.3 岩心及测井测量的优缺点47

3.3 岩心和测井的组合使用47

3.4 位置相关标量的性质49

3.4.1 孔隙度49

3.4.2 流体饱和度51

3.4.3 压缩系数51

3.4.4 润湿性和毛管作用55

3.5 动力学性质64

3.5.1 渗透率64

3.5.2 有效渗透率和相对渗透率72

3.5.3 相对渗透率概念的讨论75

3.5.4 沉积单元平均相对渗透率曲线的计算77

3.5.5 相对渗透率曲线计算方程79

3.6 油气藏地层划分80

3.6.1 地层划分的快捷方法81

3.6.2 统计分析在地层划分中的应用81

3.6.3 应用聚类分析进行地层划分82

参考文献84

习题86

第4章 油气储量评估102

4.1 引言102

4.2 可采储量102

4.2.1 证实可采储量103

4.2.2 未证实可采储量103

4.2.3 可采储量按生产状态的分类104

4.3 容积法可采储量计算的基本数据105

4.3.1 应用公式105

4.3.2 油气藏面积105

4.3.3 有效厚度106

4.3.4 孔隙度与平均孔隙度108

4.3.5 含水饱和度及其平均值的计算109

4.3.6 原油和天然气体积系数的计算110

4.3.7 采收率110

4.4 容积法计算可采储量112

4.4.1 确定性方法113

4.4.2 概率方法或蒙特·卡罗法114

4.5 按油气体积对油田分类115

参考文献116

习题117

第5章 弱可压缩流体在孔隙介质中的径向流动122

5.1 引言122

5.2 单相径向流方程122

5.3 水平径向流扩散方程的线性化——假设岩石—流体扩散与压力无关124

5.4 径向扩散方程的无因次形式125

5.5 流动条件下随时间的变化125

5.6 常压缩系数流体径向扩散方程的解128

5.6.1 瞬变流动128

5.6.2 拟稳态流动133

5.6.3 稳态流动136

5.7 应用于扩散方程求解的叠加原理137

5.8 生产井和注入井的测试139

参考文献140

习题140

第6章 油井试井解释147

6.1 引言147

6.2 产量和压力的测量147

6.3 非唯一性问题149

6.4 非圆形泄油面积时的pD（tD）函数计算150

6.5 压降试井解释155

6.5.1 概述155

6.5.2 恒速压降试井156

6.5.3 产量缓慢变化时的压降试井157

6.5.4 变速压降试井159

6.6 压力恢复试井解释162

6.6.1 概述162

6.6.2 稳产井的压力恢复测试163

6.6.3 非稳产井的压力恢复测试165

6.7 压力的时间导数168

6.8 样板曲线169

6.9 油藏非均质性对井底压力的动态影响171

6.9.1 井的几何尺寸造成的表皮效应171

6.9.2 层状或底水油气藏172

6.9.3 泄油区内存在渗透率障蔽层174

6.10 注入测试解释的讨论176

6.11 干扰试井179

6.12 脉冲试井182

参考文献185

习题187

第7章 气井生产测试解释199

7.1 引言199

7.2 真实气体拟压力m（p）199

7.3 利用m（p）函数对真实气体扩散方程线性化200

7.4 气体扩散方程的无因次形式202

7.5 非达西流203

7.6 向井方向的气体水平径向流动205

7.6.1 瞬变流205

7.6.2 拟稳态流206

7.6.3 稳态流207

7.6.4 气体扩散方程的通解208

7.7 气体流动方程m（p）解和p2解的比较209

7.8 气井产能测试211

7.8.1 引言211

7.8.2 拟稳态流动下的测试211

7.8.3 气井不稳定试井214

7.9 压力恢复试井解释219

7.10 等价性220

参考文献220

习题221

第8章 油气藏动态监测的井下测试239

8.1 引言239

8.2 选择性地层测试（RFT）240

8.3 生产测井242

8.3.1 井筒中流体速度的测量242

8.3.2 井筒流体密度的测量245

8.3.3 流体电容的测量247

8.3.4 井筒流体光电特性的测量247

8.3.5 温度和压力的测量248

8.3.6 辅助测量249

8.3.7 生产测井的记录250

8.4 生产测井的解释标准251

8.4.1 油井的生产测井诊断251

8.4.2 气井的生产测井诊断253

8.4.3 注水井的生产测井诊断254

8.5 核测井255

8.5.1 概述255

8.5.2 放射性的基本知识256

8.5.3 伽马射线与物质的相互作用258

8.5.4 中子与物质的相互作用259

8.5.5 中子测井仪265

8.6 含气层段的识别266

8.6.1 新钻井或新完井的井266

8.6.2 生产井267

8.7 水淹层识别（Sw＞Siw）269

8.7.1 氯测井269

8.7.2 热中子衰减时间测井（TDT）270

8.7.3 碳氧比（COR）测井273

参考文献274

第9章 油气藏水侵276

9.1 引言276

9.2 We（t）经验方程278

9.2.1 Schilthuis方程278

9.2.2 Hurst方程279

9.3 We（t）的全局方程280

9.4 用常压缩性流体扩散方程的解计算We281

9.5 水层影响函数及其在We（t）预测中的应用286

9.5.1 由恒定流量的PD（tD）解计算We（t）286

9.5.2 水层“影响函数”289

9.6 有限水层的Fetkovich方法292

9.7 后注295

参考文献296

习题297

第10章 物质平衡方程304

10.1 引言304

10.2 平均油藏压力307

10.3 干气藏309

10.3.1 封闭气藏309

10.3.2 与水层连通的气藏314

10.4 凝析气藏318

10.4.1 引言318

10.4.2 注水或循环注气保持压力319

10.4.3 封闭气藏320

10.4.4 与水层连通的气藏321

10.5 油藏327

10.5.1 油藏的一般物质平衡方程327

10.5.2 驱动指数330

10.5.3 特例331

参考文献334

习题335

第二部分345

第11章 均匀孔隙介质中的非混相驱替345

11.1 引言345

11.2 基本假设346

11.3 一维系统中的驱替347

11.3.1 分流量方程347

11.3.2 Buckley-Leverett驱替方程350

11.3.3 前缘后平均饱和度的计算：Welge方程358

11.3.4 不同时间采油量和采出液流中驱替流体百分比的计算360

11.3.5 原油黏度和流量对驱替的影响362

11.3.6 前缘不稳定性：指进现象364

11.4 二维系统（x,z）中的驱替365

11.4.1 分异流动与垂向平衡366

11.4.2 分异流动前缘的重力稳定性368

11.5 拟相对渗透率与毛管压力曲线374

11.5.1 地层总层度h1远小于毛管过渡区高度hc375

11.5.2 地层总层度h1与毛管过渡区高度hc数量级相同375

11.5.3 地层总层度h1远大于毛管过渡区高度hc378

参考文献380

习题380

第12章 油藏注水393

12.1 引言393

12.2 注水技术的发展394

12.3 影响原油水驱采收率的因素396

12.4 ED：微观驱油效率397

12.5 EV：体积效率399

12.5.1 EA：平面波及效率400

12.5.2 EI：纵向波及效率401

12.6 近井区域油水界面的变形：水的锥进411

12.6.1 水锥进的临界流量计算412

12.6.2 高于临界产率的生产417

12.7 注水生产油藏的测试420

12.7.1 水驱前缘推进的监测421

12.7.2 井间测试422

参考文献429

习题431

第13章 油藏动态数值模拟456

13.1 引言456

13.2 数值模拟的基本原理和方法456

13.3 数值模型的分类458

13.3.1 按流动方程离散化方法分类458

13.3.2 按油藏几何形态分类459

13.3.3 按流动相的数量和性质分类461

13.4 连续性方程462

13.5 流动方程464

13.6 微可压缩流体的单相流动465

13.7 气体的单相流动467

13.8 多相流动468

13.9 多相流动的广义组分方程470

13.10 流动方程的讨论472

13.10.1 单相流472

13.10.2 两相流472

13.10.3 三相流动473

13.11 有限差分方法的基本原理473

13.11.1 离散化473

13.11.2 网格类型474

13.11.3 有限差分法中导数项的离散化475

13.11.4 空间导数的时间选择和稳定条件476

13.11.5 舍入和截断误差479

13.12 单相流数值模拟480

13.12.1 单相流有限差分方程480

13.12.2 单相流有限差分方程的矩阵形式483

13.13 流动方程离散化导出的线性方程组的求解485

13.13.1 引言485

13.13.2 直接法485

13.13.3 迭代方法488

13.13.4 交替方向法493

13.14 多相流数值模拟495

13.14.1 多相流有限差分方程495

13.14.2 数值弥散及其在多相流动中的处理498

13.14.3 多相流有限差分方程的解501

13.15 数值模拟研究油藏动态介绍506

13.16 基本数据的收集、编辑和预处理508

13.16.1 选择油藏离散网格508

13.16.2 各层的总厚度与有效厚度510

13.16.3 孔隙度和孔隙可压缩系数510

13.16.4 水平渗透率510

13.16.5 垂向渗透率511

13.16.6 相关参数513

13.16.7 毛管压力曲线513

13.16.8 相对渗透率曲线514

13.16.9 PVT参数515

13.16.10 初始油气和油水界面516

13.16.11 参考基准面的初始压力、温度和温度梯度516

13.17 模型初始化516

13.17.1 几何参数的计算516

13.17.2 相压力的计算516

13.17.3 毛管压力和饱和度计算517

13.17.4 油藏中流体初始体积计算518

13.17.5 绘制等值线图518

13.18 模型的选择和模拟方法519

13.18.1 模型的选择519

13.18.2 收敛和稳定性条件520

13.18.3 驱替过程模拟：拟相对渗透率曲线和拟毛管压力曲线的选择520

13.19 油藏历史拟合验证数值模型523

13.19.1 验证的范围和方法523

13.19.2 历史拟合所需的数据523

13.19.3 历史拟合模型的使用524

13.19.4 检查历史拟合525

13.20 油气藏动态预测526

13.20.1 引言526

13.20.2 生产的限制条件527

13.20.3 井产率的计算528

13.21 小结532

参考文献533

习题536

第14章 利用递减曲线和识别模型预测井与油藏动态554

14.1 引言554

14.2 产量递减曲线554

14.2.1 递减曲线的适用条件554

14.2.2 递减曲线的特征555

14.2.3 递减曲线法的实际应用557

14.3 识别模型558

14.3.1 油藏与水层为单一动力学系统558

14.3.2 系统论基础559

14.3.3 不连续动态系统561

14.3.4 模型识别的步骤563

14.3.5 实例：存在水层的气藏识别565

参考文献569

习题570

第15章 提高采收率技术573

15.1 引言573

15.2 世界石油储量现状573

15.3 剩余油的数量及分布575

15.3.1 引言575

15.3.2 剩余油总量评价方法575

15.3.3 油藏内剩余油分布的确定578

15.4 高级油藏管理（ARM）：优化注水或注气提高原油采收率584

15.4.1 注水ARM584

15.4.2 顶部注非混相气体590

15.5 EOR方法的定义和分类594

15.5.1 引言594

15.5.2 强化采油方法的分类594

15.6 蒸汽驱597

15.6.1 温度对油藏岩石和流体性质的影响597

15.6.2 蒸汽驱技术599

15.6.3 油藏中遇到的问题602

15.6.4 小结604

15.7 蒸汽吞吐或蒸汽浸泡604

15.7.1 方法的起源604

15.7.2 蒸汽吞吐技术605

15.7.3 油藏工程描述607

15.8 火烧油层607

15.8.1 方法原理607

15.8.2 油藏中发生了什么608

15.8.3 湿式燃烧610

15.8.4 氧气或富氧空气注入610

15.8.5 小结611

15.9 混相气驱611

15.9.1 引言611

15.9.2 油藏原油／注入气体混合物的拟三元相图612

15.9.3 油藏原油与气态烃和氮气混合物的相态612

15.9.4 油藏原油与二氧化碳混合物的相态615

15.9.5 计算最小混相压力的关系式618

15.9.6 混相气驱涉及的流动状态621

15.9.7 重力稳定条件下的驱替623

15.9.8 混相气驱技术624

15.9.9 二氧化碳非混相驱和二氧化碳吞吐625

15.9.10 小结627

15.10 聚合物驱628

15.10.1 引言628

15.10.2 使用的聚合物628

15.10.3 聚合物溶液的流变性630

15.10.4 聚合物凝胶对渗透剖面的改善632

15.10.5 聚合物技术634

15.10.6 小结635

15.11 胶束-聚合物驱635

15.11.1 引言635

15.11.2 水／原油／表面活性剂胶束溶液636

15.11.3 水／油／表面活性剂＋助表面活性剂体系的相态637

15.11.4 水矿化度对体系性质的影响640

15.11.5 油藏岩石吸附（表面活性剂滞留）642

15.11.6 胶束聚合物驱技术642

15.11.7 小结643

15.12 碱水驱644

15.12.1 引言644

15.12.2 碱引起的反应及相互作用644

15.12.3 碱水驱技术645

15.12.4 小结646

15.13 EOR油藏动态监测646

15.13.1 经典方法646

15.13.2 地震方法647

15.13.3 电和电磁方法649

15.13.4 小结650

15.14 特定油田适宜EOR方法的选择651

15.15 EOR的前景653

参考文献661

习题669

附录675