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一种考虑重力因素影响的单洞型断溶体储层试井解释方法

摘要

本发明公开了一种考虑重力因素影响的单洞型断溶体储层试井解释方法,包括以下步骤:步骤1、建立考虑重力因素的单洞型断溶体储层试井数学模型,将溶洞与裂缝组合系统视作联立的圆柱形区域;步骤2、对所述试井数学模型进行无因次化处理,得到无因次重力系数定义;步骤3、采用拉普拉斯变换后在拉氏空间上求解,获得地层洞中压力在重力因素影响下随时间变化的表达式;步骤4、采用试井方法获得曲线参数以及时间与压力拟合值,并得出重力因素对试井曲线解释的影响。通过上述方法,克服了现有技术中存在的试井解释方法不能确定一些直接服务油田开发的参数的技术问题,同时分析出重力对试井曲线的影响,为油田开发提供技术支持。

著录项

说明书

技术领域

本发明属于油藏工程技术领域,具体涉及一种碳酸盐岩断溶体油藏的试井解释方法。

背景技术

“断溶体”广义上是指大气水或埋藏流体沿断裂对围岩发生溶蚀作用所形成的储集体。断裂作为重要的流体通道,在表生期和埋藏期均发挥着重要的作用。流体在流经断裂的过程中会发生一系列的溶蚀-充填作用,局部的溶蚀作用会导致新储集空间的形成或对先期存在的裂缝和孔隙的溶蚀扩大,而最终形成的储集体的发育分布则表现出与断裂关系密切的特点,故称之为“断溶体”。顺北断溶体油藏非均质性极强,同时又具有埋深大、温压高的特点,受监测工艺局限的影响,油藏认识与评价存在的技术问题为断溶体呈现“一断一油藏”的特征,常规试井解释技术适应性差,裂缝与溶洞的刻画难度高。

碳酸盐岩断溶体油藏基质基本不含油,储集空间以裂缝、溶洞为主,原油在裂缝、溶洞中的流动存在管流和渗流。由于其局部的溶蚀作用主要是在重力作用下形成的溶蚀扩大,储层往往表现出垂向上的“串珠型”特征,原油在深大断裂裂缝和溶洞中流动时,垂向流动明显。这与常规砂岩的成藏特征存在本质上的不同,常规砂岩油藏的流动主要集中在径向上的流动,而断溶体油藏的流动主要集中在垂向上的流动,此时,重力效应的影响就不得忽视。目前的试井分析方法主要基于三重介质和等势体理论,基于这两种理论都无法判断地层中是否存在溶洞,也无法在考虑重力因素作为变量的情况下给出洞的距离、大小、组合形式等试井解释参数。

三重介质是采用宏观统计理论,将储层储油空间分为三种渗透率、孔隙度的介质(洞、缝、基质),其中基质是主要储油空间;裂缝直接与井筒连通,溶洞向裂缝供液、基质向裂缝和溶洞供液。但每个介质中仍然采用达西定律表示其中的流动,是基于渗流理论建立一套较完整的试井理论体系。

等势体理论假设:1)储层储集空间只有溶洞,但不考虑流体在溶洞中的流动,压力波在洞中瞬间传播,2)裂缝不是储油空间只是渗流通道,3)基质既不是储油空间、也不是渗流通道。

CN106599449A公开了一种溶洞体积计算的试井解释方法,包括以下步骤:步骤1、根据缝洞型油藏的裂缝、溶洞、井筒的组合关系以及上述三者的测量参数来建立试井模型;步骤2、根据所述试井模型,获得真实空间井底压力解;步骤3、利用所述真实空间井底压力解与实测的井底压力数据进行拟合获得裂缝渗透率、井筒储集系数、裂缝长度、裂缝截面积、溶洞体积的参数。本发明提供的溶洞体积计算的试井解释方法,能够针对不同的缝洞组合关系建立相应的试井解释模型,不仅能够解释各个溶洞的体积还能够给出裂缝或渗流通道的长度、横截面积等信息。该技术中同样未考虑到重力对渗流的影响。

然而,目前现有的解释方法的理论都是基于常规试井解释理论,基于常规试井解释给出的结果是渗透率、储容比及窜流系数等参数,这些参数只是地层中裂缝、基质及溶洞参数中的平均值,使用这些参数无法认识缝洞特征,不能确定缝洞大小、个数及距离等直接服务断溶体油田开发的参数。同时,目前这两种理论都将重力作为常数考虑,忽略重力作为变量的影响,而在考虑断溶体储层纵向流动情况下,重力对渗流的影响是一个重要的因素,应作为敏感因素体现。

发明内容

为解决上述技术问题,本发明提出了一种基于能量守恒定律及溶洞波动相结合、同时考虑重力因素影响的单洞型断溶体储层试井解释方法,通过压力恢复试井曲线解释,获得单洞型断溶体储层试井解释参数,并进行重力系数的敏感性分析。

一种考虑重力因素影响的单洞型断溶体储层试井解释方法,包括以下步骤:

步骤1、建立考虑重力因素的单洞型断溶体储层试井数学模型,将溶洞与裂缝组合系统视作联立的圆柱形区域;

步骤2、对所述试井数学模型进行无因次化处理,得到无因次重力系数;

步骤3、采用拉普拉斯变换后在拉氏空间上求解,获得地层洞中压力在重力因素影响下随时间变化的表达式;

步骤4、采用试井方法获得试井解释曲线参数以及时间与压力拟合值,并得出重力因素对试井解释曲线形态的影响。

优选的,所述单洞型断溶体储层试井数学模型的建立考虑纵向上重力因素的影响。

优选的,所述数学模型具体为溶洞之间通过裂缝连接,每个溶洞均为圆柱,溶洞间的裂缝系统等效为圆柱形区域,所述数学模型可用如下公式表示:

采用一维笛卡尔坐标系,其中:r

优选的,所述无因次化处理过程为:

其中:

无因次压力:

无因次时间:

无因次距离:

无因次井筒系数:

无因次溶洞储集系数:

得到的无因次重力系数为:G

优选的,所述压力在重力影响下随时间变化的表达式为:

其中:

流度比:

储容比:ω

S为拉普拉斯变换后的t时间项;

α是洞的形状因子,α越接近于1,意味着溶洞越接近圆柱形,是可以人为输入的参数;

并给出三种边界条件下,获得对应的c

(1)无限大边界条件:

(2)封闭边界条件

(3)定压边界条件

优选的,计算得到的所述试井曲线参数为:

井筒存储常数:

溶洞等效半径:

区域1的等效渗透率:

溶洞存储常数:

计算得到的所述时间与压力拟合值为:

优选的,所述重力因素对试井曲线解释的影响具体为,在边界流阶段,重力效应导致等效的定压边界减小。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明在考虑重力因素的影响下,建立了单洞型断溶体储层试井数学模型,根据所建立的数学模型,得出试井曲线的参数、时间以及压力的拟合值,并分析出重力对试井曲线的影响,通过这些参数以认识缝洞特征,确定缝洞大小、个数及距离等直接服务断溶体油田开发的参数,为油田开发方案的制订提供技术支持。本发明具有三大优势:(1)模型简单,求解方便,在拉普拉斯空间可以给出解析解,并且解析解不涉及复杂函数的计算,计算速度快;(2)拟合后的解释结果可直接给出溶洞和裂缝的参数;(3)垂向上考虑了重力影响因素。

附图说明

图1裂缝-溶洞-裂缝模型简化示意图;

图2重力系数敏感性分析图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

下面参照附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步的描述,目的为帮助本领域技术人员对本发明的构思、技术方案等有更完整、准确和深入的理解。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。在所有附图中,相同的元件或部分均由相同的附图标记标识,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

本发明中所述的考虑重力因素影响的单洞型断溶体储层试井解释方法,通过使用试井分析和油藏工程方法,确定在垂向上考虑重力影响时地层中洞和缝的大小、距离等地层解释参数,方法具体包括以下步骤:

步骤1、建立如图1所示的考虑重力因素的单洞型断溶体储层试井数学模型,将溶洞与裂缝组合系统视作联立的圆柱形区域;如图1所示,井筒与裂缝1、溶洞1、裂缝2依次相连接。将实际中复杂的井-缝-洞-缝结构进行简化:假设地层中有n个溶洞,溶洞之间通过裂缝连接,且溶洞性质保持不变;每个溶洞均为圆柱体,溶洞等效半径为r

上述模型可用公式表示为:

采用一维笛卡尔坐标系,其中:r

步骤2、对所述试井数学模型进行无因次化处理:

其中:

无因次压力:

无因次时间:

无因次距离:

无因次井筒系数:

无因次溶洞储集系数:

无因次化处理后,得到的无因次重力系数:G

步骤3、采用拉普拉斯变换并在拉氏空间上求解,获得地层洞中压力在考虑重力影响下随时间变化的表达式;

对所述试井模型进行拉普拉斯变换,变换后的方程通解为:

其中:

分别给出三种边界条件下,获得对应的c

(1)无限大边界条件:

(2)封闭边界条件

(3)定压边界条件

步骤4、通过矩阵求解器求解得到拉式空间上的无量纲井底压力解:

考虑到井储和表皮效应,拉式空间上的无量纲井底压力解可以写成:

通过拉普拉斯数值反演得到井底压力与时间的关系,将其绘制在双对数坐标轴中,得到地层中有一个溶洞时的井底压力及导数无量纲量双对数图,如图2所示,图2中的计算参数分别为:溶洞存储常数:C

图中G

从图2中可以看出重力因素主要对曲线后期存在着一定的影响,在边界流阶段,重力效应相当于一个定压边界,导致等效的定压边界就越小。在流动前期,重力效应并不会对曲线特征产生影响。在边界流阶段,为了保证顺利生产,井底压力须大于井筒内液柱高度产生的液压带来的重力效应。

使用实际压力恢复曲线的双对数压力及导数拟合,结合井底压力及导数无量纲量双对数图,得到时间拟合值和压力拟合值:

基于参数的无量纲定义,得出所需地层参数:

井筒存储常数:

溶洞等效半径:

区域1的等效渗透率:

溶洞存储常数:

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然,本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进;或未经改进,将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其他场合的,均在本发明的保护范围之内。

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