物质平衡方程式统一 实例计算分析
以上基于摩尔平衡原理建立了高含硫气藏物质平衡方程，该物质平衡方程是否适用于常规气藏还值得深入探讨。为此，建立了摩尔平衡原理下的气藏物质平衡方程，并与常规体积平衡原理建立的气藏物质平衡方程进行比较。
根据质量守恒定律：
高含硫气藏工程理论与方法
式中：m——天然气质量，kg；
mp——天然气累计产量质量，kg；
mr——天然气剩余气量质量，kg。
将以上质量分别转换到地面后，由于天然气组分没有发生变化，也就是密度为常数，此时体积平衡原理是适用的。
由于摩尔量不随温度和压力变化，故用摩尔平衡原理建立常规气藏物质平衡方程：
高含硫气藏工程理论与方法
对于地层容积计算，由于不考虑元素硫沉积的影响，同样的方法，得到容积平衡方程如下：
高含硫气藏工程理论与方法
将式（8.3）、式（8.4）、式（8.5）、式（8.28）代入式（8.2）整理得到，物质平衡方程为：
高含硫气藏工程理论与方法
整理式（8.29）得到：
高含硫气藏工程理论与方法
将式（8.21）、式（8.22）代入式（8.30），整理得到：
高含硫气藏工程理论与方法
如果不考虑岩石综合压缩系数和边底水的影响，式（8.31）变为：
高含硫气藏工程理论与方法
式（8.30）为常规体积平衡原理推导出的气藏物质平衡方程，在气藏天然气组分不发生变化的情况下，摩尔平衡原理和体积平衡原理所推导出的物质平衡方程是达到一致的。
比较式（8.25）与式（8.32），由于元素硫的溶解度随着温度压力的降低，所以
高含硫气藏工程理论与方法
因此，考虑元素硫沉积的定容封闭气藏的地质储量小于不考虑元素硫沉积的元素硫沉积计算的地质储量。
为了后续作图以及比较分析的方便，令：
高含硫气藏工程理论与方法
式中：Pp——气藏拟压力；
Ppi——原始条件下气藏拟压力。
时移差异的物质平衡方法解释~
根据现有对S油田的认识，分析判断油藏为具有底水系统的未饱和油藏，由于气顶的分布较小，因 此在做物质平衡分析时可以忽略不计。构建该油藏的物质平衡方程如下：
当地层压力大于等于泡点压力（Pr≥Pb）时：
海上时移地震油藏监测技术
当地层压力小于泡点压力（Pr<Pb）时：
海上时移地震油藏监测技术
式中：
海上时移地震油藏监测技术
对于水侵量的计算采用Chatas公式计算：
海上时移地震油藏监测技术
无量纲时间表示为
海上时移地震油藏监测技术
物质平衡所用数据整理如表8.8。
表8.8 油藏动态数据表
在物质平衡迭代计算寻优曲线趋于收敛后（图8.64），计算后得到油藏物质平衡的拟合曲线（图8.65）。
图8.64 物质平衡自动寻优图
图8.65 物质平衡拟合图
拟合地质储量符合地质认识，证明物质平衡计算中所用地质及动态参数符合动态认识。拟合结果为
y＝30385.0781＋90.0608x
地质储量：N＝30385×104m3
相关系数：r＝0.9724
标准差：σ＝92.6742
弹性驱动指数：0.1560
天然水驱动指数：0.3772
人工水驱动指数：0.4729
计算得到油藏水侵量随油田开发时间的变化如图8.66所示。
计算得到，目前地层中水的滞留量为：2144.12×104m3。
在此基础上，对目前取得的时移差异，应用空间增长和物质平衡计算。计算中，对差异剖面上显示 为油藏脱气引起的地震变化的区域，认为气体膨胀会对该区域油藏压力有一定的补充，油藏的驱动类型 应该是以溶解气驱为主，因此在用物质平衡进行空间油水替换计算时，剔除了脱气区域，仅对由油水替 换和压力变化引起的地震信号的变化区域进行了物质平衡计算。计算结果如图8.67所示。
图8.66 水侵量随油田开发时间增加曲线
图8.67 物质平衡标定结果
由于元素硫的沉积，导致高含硫气藏的物质平衡方程发生了一些变化，在此，就定容气藏进行了相关分析，并以四川某高含硫气藏为例进行研究。
四川某高含硫气藏，原始地层压力为40.02MPa，天然气的偏差系数为1.0184，气藏温度376.1K，天然气相对密度0.72，束缚水饱和度为0.22，地层水压缩系数4.41×10-4MPa-1，岩石压缩系数为6.31×10-4MPa-1。
该气藏从2002年开始投产，至2006年底地层压力下降到30MPa，实测的Z为0.9286，累计产气量为16.02×108m3，其中元素硫密度为2070kg/m3。
气藏容积的压缩系数：
高含硫气藏工程理论与方法
从而计算出地质储量为86.31×108m3，但如果不考虑元素硫沉积则计算的地质储量为90.91×108m3。与考虑硫沉积相比，不考虑硫沉积的地质储量偏大。
从图8.1中可以看出，如果不考虑元素硫沉积，其地质储量为G，如果考虑元素硫沉积，其地质储量则为G′。
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