一种碳酸盐岩油藏复杂缝网的识别方法与流程

专利2026-09-16  0


本发明涉及油气藏开发,具体涉及一种碳酸盐岩油藏复杂缝网的识别方法。


背景技术:

1、目前,世界范围内,碳酸盐岩油藏储量丰富,其地质储量约占世界总油藏地质储量的一半,产量则更是高达3/5。油藏主要有单一孔隙型、裂缝孔隙型、溶洞裂缝孔隙型,其中部分油藏裂缝发育复杂缝网,因此对碳酸盐岩油藏复杂缝网的研究有一定的经济价值。在碳酸盐岩储层发育复杂缝网时,储层中流体的渗流状况会变得比较复杂。因为裂缝中流体的流动能力通常远大于基质中流体的流动能力,因此,简单的流动过程遇到裂缝时会发生改变,在多个裂缝叠加时,会使得油藏中的渗流场变得极为复杂。

2、当前,识别油藏储层状况通常有试井分析技术,如cn112395816a一种聚驱油藏干扰试井分析方法,包括:步骤s11,建立聚驱油藏干扰试井物理模型;步骤s12,根据聚驱油藏干扰井物理模型,建立聚驱油藏干扰试井数学模型;步骤s13,根据聚驱油藏干扰试井数学模型,通过将压力、饱和度与聚合物浓度方程组全隐式求解,得到井底流压数值解;步骤s14,根据不同时间步的井底流压,得到聚驱干扰试井曲线;通过调整地层和流体参数,得到不同参数情况下的聚驱干扰试井理论曲线图版;步骤s15,将聚驱干扰试井理论曲线图版与现场实测曲线进行拟合,得到近远井渗透率、井储系数、表皮系数、复合半径、井间连通性参数。该方案通过将压力、饱和度与聚合物浓度进行全隐式求解,提高了数值解的稳定性。

3、cn109726945a公开了一种用于致密油藏复杂缝网的试井解释方法,其涉及油气开发技术领域,包括以下步骤:获取地层的地质数据、压裂作业方式的参数数据和油井的生产、试井压力数据;基于地层的地质数据、压裂作业方式的参数数据和油井的生产、试井压力数据建立适用于致密油藏的多段压裂水平井复杂缝网试井分析物理模型,该物理模型中包括:垂直于水平井的主裂缝,与主裂缝正交并连通的微裂缝,天然裂缝;模型条件假设至少包括:主裂缝的缝网在纵向上完全贯穿地层,主裂缝与微裂缝正交,流体在缝周围呈现平面流,在缝内一维流动等等。该方案将微裂缝与其它裂缝缝网的连通情况考虑在其中,从而可以更为准确的描述油藏和裂缝的各类参数。

4、然而目前试井解释方法在识别碳酸盐岩油藏复杂缝网时存在的问题:(1)油藏中裂缝发育状况复杂,难以识别;(2)常规解析试井分析方法能够识别的储层参数单一,地层状况简单,无法识别较为复杂的储层状况;(3)缺乏一套能够能准确识别碳酸盐岩油藏复杂缝网的方法。


技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种碳酸盐岩油藏复杂缝网的识别方法,以解决当前采用试井解释方法在识别碳酸盐岩油藏复杂缝网时存在的无法识别或识别不准确的问题。

2、为达此目的,本发明采用以下技术方案:

3、本发明提供了一种碳酸盐岩油藏复杂缝网的识别方法,所述识别方法包括如下步骤:

4、对油藏进行pebi网格划分,依据油藏中储层物性和储层所在井的参数,建立数值试井模型;

5、以储层所在井的压力数据和流量数据,绘制实际测试试井曲线;

6、依据pebi划分好的网格对数值试井模型进行离散求解,得到地层压力分布和井壁压力,之后结合基本参数以此绘制理论试井曲线;

7、通过调试基本参数,使理论试井曲线与实际测试试井曲线相吻合,此时理论试井曲线所对对应的基本参数即为实际测试试井的缝网参数。

8、本发明提供的识别方法,基于pebi网格划分技术,综合考虑油藏的实际储层状况,建立碳酸盐岩油藏复杂缝网数值试井模型,之后通过划分好的网格进行离散求解,可以得到地层压力分布状况,再给定基本参数,就可以以此绘制理论试井曲线图版。以实际测试资料为基础,可以绘制实际测试的试井曲线,通过不断调试基本参数,使得模拟曲线最大程度接近实际测试曲线,最终绘制该模拟曲线的基本参数即为数值试井技术下所识别的油藏复杂缝网参数。

9、作为本发明优选的技术方案,所述pebi网格划分包括模块化网格划分、相互干扰模块之间生成分界线和生成油藏二维pebi网格。

10、作为本发明优选的技术方案,所述模块化网格划分包括根据油藏中的不同要素将油藏划分为平面基本模块、圆模块、线模块和角模块,不同模块之间相互独立,同时生成油藏的网格点。

11、本发明中,平面基本模块主要应用于油藏中的平面流动的区域,有矩形、六边形和变尺度网格,优选为六边形网格。

12、本发明中,圆模块主要应用于油藏中的井,因为井周围地层压力分布为径向,压力分布表达式一般为式(1):

13、

14、式中,pi为井筒周围a点的压力,mpa;pwf为井底压力,mpa;q为井底流量,m3/d;μ为流体粘度,mpa·s;b为流体体积系数,m3/m3;k为流体渗透率,md;h为油层厚度,m;ri为井筒周围a点的半径,m;rw为井筒半径,m;s为表皮系数,无量纲。

15、由公式(1)可知,井筒周围压力呈对数变化,考虑到模拟计算时提高计算精度,模块中点到中心的距离变化应为等比数列。

16、本发明中,线模块主要应用于油藏中的裂缝,断层和直线边界等。网格点生成一般等距,且沿直线对称。

17、本发明中,角模块主要应用于油藏中的交叉裂缝、交叉断层和复杂边界等。网格点的生成一般是在以交点为中心的圆上。

18、作为本发明优选的技术方案,所述相互干扰模块之间生成分界线为相邻模块间存在相互干扰时用算法在两个模块之间生成一条分界线消除干扰。

19、本发明中,不同模块的相互干扰一般分为两类:线模块与线模块的干扰,线模块与圆模块的干扰,两个线模块距离较近时会产生干扰;

20、线模块之间的相互干扰可以分为三种情形:

21、a.两个线模块之间的夹角大于45°。

22、b.两个线模块之间的夹角小于等于45°,其中一个线模块可以全部投影到另一个线模块上。

23、c.两个线模块之间的夹角小于等于45°,其中一个线模块只能部分投影到另一个线模块上,而另一个线模块也能部分投影到这一个线模块上。

24、作为本发明优选的技术方案,所述数值试井模型包括:

25、模型一:目标井周围存在两翼缝,井周围地层呈现三区径向复合,储层物性从井筒向四周先变差,后变好,一区和三区裂缝裂缝大,发育不均匀,采用离散裂缝表示,二区裂缝小,分布均匀,用双重介质地层表示;

26、模型二:目标井周围存在两翼缝,井周围地层呈现三区径向复合,储层物性从井筒向四周逐渐变好,一区裂缝小,分布均匀,采用双重介质地层表示,二区和三区裂缝大,发育不均匀,用离散裂缝表示;

27、模型三:目标井周围存在两翼缝,井周围地层呈现三区径向复合,储层物性从井筒向四周逐渐变差,一区和二区裂缝大,发育不均匀,用离散裂缝表示,三区裂缝小,分布均匀,采用双重介质地层表示;

28、模型四:目标井周围存在两翼缝,井周围地层呈现三区径向复合,储层物性从井筒向四周先变好,后变差,一区和三区裂缝小,分布均匀,用双重介质地层表示,二区裂缝大,发育不均匀,采用离散裂缝表示。

29、作为本发明优选的技术方案,所述离散求解为以生成好的pebi网格为基础,通过有限差分方法,将渗流方程在网格节点上进行离散,并对传导系数进行单点上游加权,然后在计算过程中采用全隐式格式和牛顿迭代原理,考虑初始条件和边界条件,最终计算得到模型的数值解,从而得到地层压力分布和井壁压力。

30、作为本发明优选的技术方案,所述渗流方程包括基质储层渗流方程、裂缝渗流方程和双重介质储层渗流方程。

31、本发明中,基质储层渗流方程如下式(2):

32、

33、式中,p为地层压力,mpa;φ为孔隙度,%;ct为综合弹性压缩系数,mpa-1;t为时间,h;k为流体渗透率,md;μ为流体粘度,mpa·s;x为油藏x轴坐标,y为油藏y轴坐标。

34、本发明中,双重介质储层渗流方程如下式(3)和式(4):

35、

36、

37、式中,pf为裂缝压力,mpa;pm为基质压力,mpa;φf为裂缝孔隙度,%;φm为基质孔隙度,%;kf为裂缝渗透率,md;μ为流体粘度,mpa·s;km为基质渗透率,md;α为形状因子,1;t为时间,h;ct为综合弹性压缩系数,mpa-1。

38、本发明中,裂缝渗流方程如下式(5)

39、

40、式中,kf为裂缝渗透率,md;μ为流体粘度,mpa·s;pf为裂缝压力,mpa;ξ——裂缝角度;φf为裂缝孔隙度,%;ct为综合弹性压缩系数,mpa-1;t为时间,h。

41、本发明中,所述初始条件为式(6):

42、p(x,y,t=0)=pi                         (6)

43、本发明中,所述边界条件为式(7)、式(8)和式(9):

44、

45、

46、pγ=pi                           (9)

47、式中,p为地层压力,mpa;kf为裂缝渗透率,md;h为油层厚度,m;q为井底流量,m3/d;μ为流体粘度,mpa·s;b为流体体积系数,m3/m3;r为油藏半径;pf为裂缝压力,mpa;rw为井筒半径,m;c为压缩系数;t为时间,h;pw为原始压力,mpa;pwf为井底压力,mpa;s为表皮系数,无量纲;γ为油藏外边界;pi为井筒周围a点的压力,mpa。

48、作为本发明优选的技术方案,所述基本参数包括表皮系数、两翼裂缝的宽度、两翼裂缝的半长、两翼裂缝的导流能力、分区半径、分区渗透率、分区弹性储容比、分区窜流系数、分区离散裂缝平均长度、分区离散裂缝平均宽度、分区离散裂缝平均导流能力和分区离散裂缝数目。

49、作为本发明优选的技术方案,所述使理论试井曲线与实际测试试井曲线相吻合为理论试井曲线和实际测试试井曲线相重合的部分均达到理论试井曲线和实际测试试井曲线的85%以上。

50、作为本发明优选的技术方案,所述识别方法包括如下步骤:

51、对储层进行pebi网格划分,依据储层物性和储层所在井的参数,建立数值试井模型;

52、以储层所在井的压力数据和流量数据,绘制实际测试试井曲线;

53、依据pebi划分好的网格对数值试井模型进行离散求解,得到地层压力分情况;之后赋予基本参数,以此绘制理论试井曲线;

54、通过调试基本参数,使理论试井曲线与实际测试试井曲线相吻合,此时理论试井曲线所对对应的基本参数即为实际测试试井的缝网参数;

55、所述pebi网格划分包括模块化网格划分、相互干扰模块之间生成分界线和生成油藏二维pebi网格;所述模块化网格划分包括根据油藏中的不同要素将油藏划分为平面基本模块、圆模块、线模块和角模块,不同模块之间相互独立,同时生成油藏的网格点;所述相互干扰模块之间生成分界线为相邻模块间存在相互干扰时用算法在两个模块之间生成一条分界线消除干扰;

56、所述离散求解为以生成好的pebi网格为基础,通过有限差分方法,将渗流方程在网格节点上进行离散,并对传导系数进行单点上游加权,然后在计算过程中采用全隐式格式和牛顿迭代原理,考虑初始条件和边界条件,最终计算得到模型的数值解,从而得到地层压力分情况;

57、所述渗流方程包括基质储层渗流方程、裂缝渗流方程和双重介质储层渗流方程;所述基本参数包括表皮系数、两翼裂缝的宽度、两翼裂缝的半长、两翼裂缝的导流能力、分区半径、分区渗透率、分区弹性储容比、分区窜流系数、分区离散裂缝平均长度、分区离散裂缝平均宽度、分区离散裂缝平均导流能力和分区离散裂缝数目;

58、所述使理论试井曲线与实际测试试井曲线相吻合为理论试井曲线和实际测试试井曲线相重合的部分均达到理论试井曲线和实际测试试井曲线的85%以上。

59、本发明中,试井曲线的绘制可以依据压力及压力导数曲线进行双对数绘制。

60、与现有技术方案相比,本发明具有以下有益效果:

61、(1)建立了描述碳酸盐岩油藏复杂缝网的网格划分方法,能够提高数值计算过程中的计算精度和计算效率,以数值试井技术为基础,提出了一种碳酸盐岩油藏复杂缝网的识别方法,并给出了能够识别的缝网参数。

62、(2)以pebi网格划分技术为基础,建立了4种碳酸盐岩油藏复杂缝网的数值试井模型,建立了考虑基质储层、双重介质储层和离散裂缝的数值试井模型的求解方法,以建立的4种碳酸盐岩油藏复杂缝网的数值试井模型为基础,通过求解计算,并给定初值,绘制了4种模型的理论试井曲线,有效的表征了储层状况。


技术特征:

1.一种碳酸盐岩油藏复杂缝网的识别方法,其特征在于,所述识别方法包括如下步骤:

2.如权利要求1所述识别方法,其特征在于,所述pebi网格划分包括模块化网格划分、相互干扰模块之间生成分界线和生成油藏二维pebi网格。

3.如权利要求2所述识别方法,其特征在于,所述模块化网格划分包括根据油藏中的不同要素将油藏划分为平面基本模块、圆模块、线模块和角模块,不同模块之间相互独立,同时生成油藏的网格点。

4.如权利要求2或3所述识别方法,其特征在于,所述相互干扰模块之间生成分界线为相邻模块间存在相互干扰时用算法在两个模块之间生成一条分界线消除干扰。

5.如权利要求1-4任一项所述识别方法,其特征在于,所述数值试井模型包括:

6.如权利要求1-5任一项所述识别方法,其特征在于,所述离散求解为以生成好的pebi网格为基础,通过有限差分方法,将渗流方程在网格节点上进行离散,并对传导系数进行单点上游加权,然后在计算过程中采用全隐式格式和牛顿迭代原理,考虑初始条件和边界条件,最终计算得到模型的数值解,从而得到地层压力分布和井壁压力。

7.如权利要求6所述识别方法,其特征在于,所述渗流方程包括基质储层渗流方程、裂缝渗流方程和双重介质储层渗流方程。

8.如权利要求1-7任一项所述识别方法,其特征在于,所述基本参数包括表皮系数、两翼裂缝的宽度、两翼裂缝的半长、两翼裂缝的导流能力、分区半径、分区渗透率、分区弹性储容比、分区窜流系数、分区离散裂缝平均长度、分区离散裂缝平均宽度、分区离散裂缝平均导流能力和分区离散裂缝数目。

9.如权利要求1-8任一项所述识别方法,其特征在于,所述使理论试井曲线与实际测试试井曲线相吻合为理论试井曲线和实际测试试井曲线相重合的部分均达到理论试井曲线和实际测试试井曲线的85%以上。

10.如权利要求1-9所述识别方法,其特征在于,所述识别方法包括如下步骤:


技术总结
本发明涉及一种碳酸盐岩油藏复杂缝网的识别方法,基于PEBI网格划分技术,综合考虑油藏的实际储层状况,建立碳酸盐岩油藏复杂缝网数值试井模型,之后通过划分好的网格进行离散求解,可以得到地层压力分布状况,再给定基本参数,就可以以此绘制理论试井曲线图版。以实际测试资料为基础,可以绘制实际测试的试井曲线,通过不断调试基本参数,使得模拟曲线最大程度接近实际测试曲线,最终绘制该模拟曲线的基本参数即为数值试井技术下所识别的油藏复杂缝网参数,有利于油藏中复杂缝网的精准识别确认。

技术研发人员:罗二辉,宋珩,何聪鸽,曾行,赵文琪,王进财,陈烨菲
受保护的技术使用者:中国石油天然气集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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