Материальный баланс в геологии — простейшая форма динамической модели нефтяного или газового месторождения. Это простая концепция, подчиняющаяся закону сохранения массы, согласно которому извлечённый объём равен сумме изменения первоначального и привнесённого объёмов (в пласте, например).
Vизвлечённый = ΔVпервоначальный + Vпривнесённый
Любое гидродинамическое моделирование должно поддерживаться проверкой с использованием материального баланса.
Данные, необходимые для расчёта материального баланса давление (замеры пластового давления), объёмы флюидов, свойства флюидов (PVT), свойства породы.
Ограничения материального баланса одномерная модель коллектора, не учитывающая распространение флюидов в пространстве, не учитывается время, чувствительность к качеству данных.
Применение материального баланса подсчёт балансовых запасов нефти и газа, расчёт размеров газовой шапки, диагностика и расчёт притока воды, расчёт параметров (характеристик) притока воды, подтверждение механизма добычи (нефтеотдачи), расчёт зависимости закачки/извлечения нефти.
Обозначения N — балансовые запасы нефти (м³), Np (oil production) — накопленная добыча нефти (м³), Wp (water production) — накопленная добыча воды (м³), Winj (water injection) — накопленная закачка воды (м³), We (aquifer) — приток воды из-за контура (аквифера) (м³), Gp (gas production) — накопленная добыча газа (м³), Bo, Bw, Bg — объёмные коэффициенты нефти, воды, газа (м³/м³), Co, Cw, Cf — сжимаемость нефти, воды, породы, So, Sw — насыщенность нефтью, водой, Swir — связанная вода, Rs — содержание растворённого газа в нефти, Rp — накопленное газосодержание, ΔP — изменение давления от начального пластового (атм), Vo, Vw, Vf — объёмы нефти, воды, пор (м³), подстрочный индекс «i» обозначает начальные условия.
Вывод уравнения материального баланса При добыче из пласта нефти (Np×Bo) при давлении в пласте (Pr) ниже первоначального (Pri) на ΔP, но выше давления насыщения (Pb), имеем недонасыщенный пласт Pri > Pr > Pb. При условии отсутствия притока воды имеем Np×Bo = Vизвлечённый = ΔVпервоначальный = ΔVw + ΔVo + ΔVf
Np×Bo = ΔVw + ΔVo + ΔVf, то есть, накопленная добыча нефти равна сумме изменений объёмов воды, нефти и пор Vfi = Voi / Soi = Vwi / Swi = Vo / So = Vw / Sw
Изменение объёма воды (ΔVw) равно произведению объёма воды (Vw) на сжимаемость воды (Cw) и на изменение давления (ΔP): ΔVw = Vw × Cw × ΔP.
Объём воды Vw равен произведению начального объёма воды Vwi на коэффициент изменения насыщенности воды Sw / Swi
Литература Метод материального баланса / Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. 1978. «МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ГАЗОВОЙ ЗАЛЕЖИ» (а. material balance of gas pool; н. Materialbilanz des Erdgaslagers; ф. bilan-matiere du gisement de gaz; и. balance material de yacimiento de gas) / Горная энциклопедия «10.4.1.1 Уравнение общего материального баланса» — стр. 524 в Т. Д. Голф-Рахт, Основы нефтепромысловой геологии и разработки трещиноватых коллекторов -Основы нефтепромысловой геологии и разработки трещиноватых коллекторов ISBN 9785458326117 Ю. И. Брагин. Нефтегазопромысловая геология и гидрогеология залежей углеводородов — М., 2011 стр 206
Категория:Горное дело Категория:Нефтедобыча Категория:Физические законы и уравнения