CN101906966A - 储层产能的预测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种储层产能的预测方法及装置，其中，该方法包括：根据电缆地层测试器获取的地层和流体性质信息获取包括地层压力和流度的地层参数；根据流体从井底到井口的流动过程，获取井口压力和井底流动压力；根据地层参数、表皮系数、井底流动压力、以及包括油井供油半径、井眼半径、地层有效厚度、流体体积系数的常规测井信息生成井底流体自然产量；根据流体性质信息获取包括气油比和流体密度的流体参数；根据井口压力和井底流动压力、以及流体参数生成井口流体产量；根据井底流体自然产量和井口流体产量获得井口最佳协调产能；根据井口最佳协调产能对储层产能进行预测。通过本发明可以较大地提高储层产能预测的精度。

Description

储层产能的预测方法及装置

技术领域

本发明涉及石油地质勘探领域，具体地，涉及一种储层产能的预测方法及装置。

背景技术

目前，储层产量预测方法主要是常规产能预测，该方法通过已有资料进行回归或经验方法来计算新区地层压力、地层有效渗透率、地层流体黏度等关键参数，从而达到产能预测的目的。

但是，该常规产能预测方法仅通过已有资料进行预测，虽然经济快捷但误差较大。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种储层产能的预测方法及装置，以解决现有技术中的常规产能预测方法误差较大的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种储层产能的预测方法，该方法包括：根据电缆地层测试器获取的地层和流体性质信息获取包括地层压力和流度的地层参数；根据流体从井底到井口的流动过程，获取井口压力和井底流动压力；根据所述的地层参数、表皮系数、井底流动压力、以及包括油井供油半径、井眼半径、地层有效厚度、流体体积系数的常规测井信息生成井底流体自然产量；根据所述的流体性质信息获取包括气油比和流体密度的流体参数；根据所述的井口压力和井底流动压力、以及所述的流体参数生成井口流体产量；根据所述的井底流体自然产量和所述的井口流体产量获得井口最佳协调产能；根据所述的井口最佳协调产能对储层产能进行预测。

其中，通过如下公式生成井底流体自然产量q：

其中：

K表示地层有效渗透率，h表示地层有效厚度，p_e表示地层压力，p_wf表示井底流动压力，μ表示地层流体黏度，B表示流体体积系数，r_e表示油井供油半径，r_w表示井眼半径，S表示表皮系数，a表示不同变量单位换算系数。

具体地，在获取所述的井底流体自然产量之后，上述方法还包括：根据所述的井底流体自然产量生成井底流体自然产量随井底流动压力变化的井底流体自然产量曲线。

上述根据所述的井口压力和井底流动压力、以及所述的流体参数生成井口流体产量包括：采用采油工程垂直管流或水平管流方式，根据所述的井口压力和井底流动压力获得与深度有关的流体参数和流型随温度和压力变化的规律；根据所述的与深度有关的流体参数和流型随温度和压力的变化规律生成井口流体产量。

在获取所述的井口流体产量之后，所述的方法还包括：根据所述的井口流体产量生成井口流体产量随所述井底流动压力变化的井口流体产量曲线。

优选地，上述根据所述的井底流体自然产量和所述的井口流体产量获得井口最佳协调产能包括：根据所述的井底流体自然产量曲线和所述的井口流体产量曲线的交会处获得井口最佳协调产能。

本发明实施例还提供一种储层产能的预测装置，所述装置包括：地层参数获取单元，用于根据电缆地层测试器获取的地层和流体性质信息获取包括地层压力和流度的地层参数；井口井底压力获取单元，用于根据流体从井底到井口的流动过程，获取井口压力和井底流动压力；井底流体自然产量生成单元，用于根据所述的地层参数、表皮系数、井底流动压力、以及包括油井供油半径、井眼半径、地层有效厚度、流体体积系数的常规测井信息生成井底流体自然产量；流体参数获取单元，用于根据所述的流体性质信息获取包括气油比和流体密度的流体参数；井口流体产量生成单元，用于根据所述的井口压力和井底流动压力、以及所述的流体参数生成井口流体产量；井口最佳协调产能获取单元，用于根据所述的井底流体自然产量和所述的井口流体产量获得井口最佳协调产能；储层产能预测单元，用于根据所述的井口最佳协调产能对储层产能进行预测。

具体地，所述的井底流体自然产量生成单元通过如下公式生成所述的井底流体自然产量q：

其中：

K表示地层有效渗透率，h表示地层有效厚度，p_e表示地层压力，p_wf表示井底流动压力，μ表示地层流体黏度，B表示流体体积系数，r_e表示油井供油半径，r_w表示井眼半径，S表示表皮系数，a表示不同变量单位换算系数。

具体地，上述的装置还包括：井底流体自然产量曲线生成单元，用于根据所述的井底流体自然产量生成井底流体自然产量随井底流动压力变化的井底流体自然产量曲线。

上述的井口流体产量生成单元包括：流体参数和流型变化规律获取模块，用于采用采油工程垂直管流或水平管流方式，根据所述的井口压力和井底流动压力获得与深度有关的流体参数和流型随温度和压力的变化规律；井口流体产量生成模块，用于根据所述的与深度有关的流体参数和流型随温度和井底流动压力的变化规律生成井口流体产量。

具体地，上述的装置还包括：井口流体产量曲线生成单元，用于根据所述的井口流体产量生成井口流体产量随所述井底流动压力变化的井口流体产量曲线。

优选地，井口最佳协调产能获取单元具体用于：根据所述的井底流体自然产量曲线和所述的井口流体产量曲线的交会处获得井口最佳协调产能。

借助于上述技术方案至少之一，通过利用电缆地层测试器获取地层参数、并结合其他参数生成井底流体自然产量，以及根据井口压力和井底流动压力生成井口流体产量，然后根据井底流体自然产量和井口流体产量获得的井口最佳协调产能对储层产能进行预测，可以较大地提高储层产能预测的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的储层产能预测方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的井底、井口流体自然产量曲线图；

图3是根据本发明实施例的储层产能预测装置的框图；

图4是根据本发明实施例的井口流体产量生成单元的框图；

图5是根据本发明实施例的储层产能预测装置的详细框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于现有技术仅通过已有资料对储层产能进行预测，导致了储能产能预测的误差较大，本发明实施例提供一种储层产能的预测方法和系统，已解决目前的储能产能预测误差较大的问题。

以下结合附图对本发明进行详细说明。

实施例一

本发明实施例提供一种储层产能的预测方法，如图1所示，该方法包括：

步骤101，根据电缆地层测试器获取的地层和流体性质信息获取包括地层压力和流度的地层参数；

步骤102，根据流体从井底到井口的流动过程，获取井口压力和井底流动压力；

步骤103，根据地层参数、表皮系数、井底流动压力、以及包括油井供油半径、井眼半径、地层有效厚度、流体体积系数的常规测井信息生成井底流体自然产量；

步骤104，根据流体性质信息获取包括气油比和流体密度的流体参数；

步骤105，根据井口压力和井底流动压力、以及流体参数生成井口流体产量；

步骤106，根据井底流体自然产量和井口流体产量获得井口最佳协调产能；

步骤107，根据井口最佳协调产能对储层产能进行预测。

由以上描述可以看出，通过利用电缆地层测试器获取地层参数、并结合其他参数生成井底流体自然产量，以及根据井口压力和井底流动压力生成井口流体产量，然后根据井底流体自然产量和井口流体产量获得的井口最佳协调产能对储层产能进行预测，相比于现有技术的通过已有资料来预测储层产能，本发明实施例真实反映了地层的动态变化情况，较大地提高了储层产能预测的精度。

为了更好地理解本发明，以下详细描述本发明实施例。

电缆地层测试器通过探头抽取储层流体获得地层和流体性质信息，通过记录抽取流体过程中预测试曲线计算地层压力和流度等地层参数。其中，该预测试曲线包括压力降落和压力恢复曲线；流度是指地层有效渗透率与地层流体黏度之比。通过对所抽取的流体进行光谱分析可以判断出流体是油、气或水，如果是油气则可计算出气油比、流体密度等流体参数；另外还可测得地层温度参数。其他测井信息包括井径、自然伽马、自然电位、电阻率、补偿密度、补偿中子、声波等常规测井曲线和流体实验室分析资料，通过这些资料可以提取储层厚度、井眼直径、流体体积系数、流体黏度、气体压缩系数等参数；油井供油半径是根据油藏类型计算而来。这些参数就构成了井底自然产能评价的基础，其中根据电缆地层测试器测井资料得到的流度参数是一个关键参数，现有的产能评价误差很大的一个原因就是地层有效渗透率求不准，往往是计算出的视地层有效渗透率与实际有效渗透率存在一个乃至几个数量级的误差。

针对流体从地层到井底流动的过程，根据渗流力学理论，利用上述所提取的参数来计算井底流体自然产量(也可以称为井底流体可能的自然产量)，然后，再计算在不同表皮系数、不同井底流动压力下井底流体自然产量曲线。具体地，通过如下公式生成井底流体自然产量：

其中：

q表示井底流体自然产量，单位为m³/s；K表示地层有效渗透率，单位为m²；h表示地层有效厚度，单位为m；p_e表示地层压力，单位为Pa；p_wf表示井底流动压力，单位为Pa；μ表示地层流体黏度，单位为Pa·s；B表示流体体积系数；r_e表示油井供油半径，单位为m；r_w表示井眼半径，单位为m；S表示表皮系数，a表示不同变量单位换算系数。

这里产能预测中的关键参数如地层压力、流度(地层有效渗透率与地层流体黏度之比)等可直接由电缆地层测试器测井而来。流体体积系数由地区实验资料得到，井眼半径、地层有效厚度由综合测井曲线得来，油井供油(泄油)半径根据油藏类型而来。

由于电缆地层测试器测井是点测，其测量的是反映所测点的情况。对于一个储层，它是由多个测点组成的，因此，需要借助综合测井解释结论来计算一个储层的相关参数，如一个储层的渗透率是由综合测井解释得到的渗透率通过电缆地层测试器测井点测得到的渗透率进行刻度再进行平均而获得。例如，电缆地层测试器在一个储层的某一个点测得的渗透率为km，综合测井解释在那一个点得到的渗透率为kn，刻度系数c＝km/kn，这个储层所有点的渗透率均乘以c后再进行平均即为该储层应取的渗透率值。一个储层的压力值则采用储层中点的压力值。对于需要进行多层合试的层段，则采用储层厚度百分比进行加权的方法来得到相关的计算参数。

例如，要对三个储层进行合试，设三个储层的厚度分别为h1、h2、h3，有效渗透率分别为k1、k2、k3。则总厚度h为h＝h1+h2+h3，三个储层的加权系数分别为a1、a2、a3，其中a1＝h1/h、a2＝h2/h、a3＝h3/h。三个储层的有效渗透率k应取为

在获取井底流体自然产量之后，根据井底流体自然产量生成井底流体自然产量随井底流动压力变化的井底流体自然产量曲线。具体地，根据上述公式可以得到不同表皮系数井底自然产能随井底流动压力变化的规律，即井底流体自然产量曲线。

上述步骤105包括：采用采油工程垂直管流或水平管流方式、以及根据井口压力和井底流动压力获得与深度有关的流体参数和流型随温度和压力变化的规律；根据与深度有关的流体参数和流型随温度和压力的变化规律生成井口流体产量(也可以称为井口流体可能的产量)。

也就是说，针对流体从井底到井口流动的过程，应用采油工程垂直管流或水平管流的方法，计算流体参数和流型随温度和压力的变化规律，从而计算井口流体产量。

在获取井口流体产量之后，根据井口流体产量生成井口流体产量随井底流动压力变化的井口流体产量曲线。具体地，在给定井口压力计算从流体井底流向井口过程中，流体参数和流型随温度和压力的变化规律，从而可以得到不同井口压力、不同井底流动压力条件下的井口流体产量曲线。

也就是说，给定井口压力，然后通过迭代方法根据油管中气体和液体的体积流量来判断流型，计算油管中从井底到井口的压力分布，最后得到不同井口压力、不同井底流动压力下井口流体的产量曲线。

上述步骤106包括：根据井底流体自然产量曲线和井口流体产量曲线的交会处获得井口最佳协调产能。即，根据井底流体自然产量曲线和井口流体产量曲线进行交会，可以优选地得到有利于油井科学生产的井口最佳协调产能。交会处表示地层流体的产出能力刚好等于油管对流体的举升能力，也就是说他们之间是协调匹配的，除交会处之外的其他地方表示油层的生产能力达不到油管的设计输出能力、或者表示设计的油管输出能力过小。

图2为根据本发明实施例的井底、井口流体自然产量曲线图，该图为某油田实际应用实例，针对一口井的一个储层，通过电缆地层测试器测井资料综合其他测井信息提取地层压力、流度、地层温度、气油比、流体密度、储层厚度、井眼直径、流体体积系数、流体黏度、气体压缩系数、油井供油半径等计算参数后根据上述的计算公式，计算井底流体自然产量，从而获得井底流体自然产量曲线。

如图2所示，图中纵轴表示井底流动压力P(单位：MPa)，横轴表示井底流体自然产量Q(单位：方/天)。趋势向下(从上到下依次的编号为曲线5、曲线6、曲线7)的三条曲线是井底流体自然产量曲线，它们分别表示不同表皮系数S(S＝-1.0，0.0，1.0)下不同井底流动压力对应的井底流体产量。例如，对首先令表皮系数S＝-1，分别计算井底流动压力P由0到地层压力p_e对应的井底流体产量，这样就得到第一条井底流体自然产量曲线(即，曲线5)，然后分别令S＝0，1可得到第二条(即，曲线6)和第三条(即，曲线7)井底流体自然产量曲线。

趋势向上(从上到下依次的编号为曲线1、曲线2、曲线3、曲线4)的四条曲线是井口流体自然产量曲线，它们分别表示不同井口压力Ps(Ps＝12，10，8，6MPa)下不同井底流动压力对应的井口流体产量。例如，对一个直径一定的油管，由上述已知地层压力、地层温度、气油比、流体密度、井眼直径、流体体积系数、流体黏度、气体压缩系数等参数，首先令井口压力Ps＝6MPa，应用采油工程垂直管流或水平管流的方法分别计算井底流动压力P由0到地层压力p_e对应的井口流体产量。这样，就得到第一条井口流体产量曲线(即，曲线4)，然后分别令Ps＝8，10，12MPa同样可得到第二条(即，曲线3)、第三条(即，曲线2)及第四条(即，曲线1)井口流体产量曲线。具体地计算井口流体产量的过程可以参考石油大学出版社、张琪主编的《采油工程原理与设计》，这里不再赘述。

井底流体产量曲线和井口流体产量曲线的交会点即井口最佳协调产能，该交会点表明在给定的井口压力和对应的表皮系数条件下，地层的流入产能和油井的举升能力二者达到协调(二者的交点)，油层的生产能力刚好等于出油管路系统的生产能力，此时才最有利于油井的科学生产。该计算结果通过油井试产结果证实，本发明实施例提供的方法可靠性较高。

实施例二

本发明实施例还提供一种储层产能的预测装置，该装置优选的用于实现上述的方法。如图3所示，该装置包括：

地层参数获取单元301，用于根据电缆地层测试器获取的地层和流体性质信息获取包括地层压力和流度的地层参数；

井口井底压力获取单元302，用于根据流体从井底到井口的流动过程，获取井口压力和井底流动压力；

井底流体自然产量生成单元303，用于根据地层参数、表皮系数、井底流动压力、以及包括油井供油半径、井眼半径、地层有效厚度、流体体积系数的常规测井信息生成井底流体自然产量；

流体参数获取单元304，用于根据流体性质信息获取包括气油比和流体密度的流体参数；

井口流体产量生成单元305，用于根据井口压力和井底流动压力、以及流体参数生成井口流体产量；

井口最佳协调产能获取单元306，用于根据井底流体自然产量和井口流体产量获得井口最佳协调产能；

储层产能预测单元307，用于根据井口最佳协调产能对储层产能进行预测。

由以上描述可以看出，通过井底流体自然产量生成单元303利用地层参数获取单元301根据电缆地层测试器获取地层参数、并结合其他参数生成井底流体自然产量，以及井口流体产量生成单元305根据井口压力和井底流动压力生成井口流体产量，然后储层产能预测单元307根据井口最佳协调产能获取单元306根据井底流体自然产量和井口流体产量获得的井口最佳协调产能对储层产能进行预测，相比于现有技术的通过已有资料来预测储层产能，本发明实施例真实反映了地层的动态变化情况，较大地提高了储层产能预测的精度。

具体地，上述的井底流体自然产量生成单元303通过如下公式生成井底流体自然产量：

其中：

q表示井底流体自然产量，单位为m³/s；K表示地层有效渗透率，单位为m²；h表示地层有效厚度，单位为m；p_e表示地层压力，单位为Pa；p_wf表示井底流动压力，单位为Pa；μ表示地层流体黏度，单位为Pa·s；B表示流体体积系数；r_e表示油井供油半径，单位为m；r_w表示井眼半径，单位为m；S表示表皮系数，a表示不同变量单位换算系数。

上述井口最佳协调产能获取单元306具体用于：根据井底流体自然产量曲线和井口流体产量曲线的交会处获得井口最佳协调产能。该交会处表示地层流体的产出能力刚好等于油管对流体的举升能力，也就是说他们之间是协调匹配的。

如图4所示，井口流体产量生成单元305包括：

流体参数和流型变化规律获取模块3051，用于采用采油工程垂直管流或水平管流方式，根据井口压力和井底流动压力获得与深度有关的流体参数和流型随温度和压力的变化规律；

井口流体产量生成模块3052，用于根据与深度有关的流体参数和流型随温度和井底流动压力的变化规律生成井口流体产量。

如图5所示，上述装置还包括：

井底流体自然产量曲线生成单元308，用于根据井底流体自然产量生成井底流体自然产量随井底流动压力变化的井底流体自然产量曲线；

井口流体产量曲线生成单元309，用于根据井口流体产量生成井口流体产量随井底流动压力变化的井口流体产量曲线。

上述各单元、各模块的工作流程可以参考上述实施例一中的相关描述，这里不再赘述。

综上所述，本发明实施例利用电缆地层测试器测井资料进行储层产能预测，由于真实反映地层的动态变化情况，因此可以提高储层产能预测的精度、优化油井生产制度、指导后续施工、提高油藏开发效益。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，比如ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种储层产能的预测方法，其特征在于，所述的方法包括：

根据电缆地层测试器获取的地层和流体性质信息获取包括地层压力和流度的地层参数；

根据流体从井底到井口的流动过程，获取井口压力和井底流动压力；

根据所述的地层参数、表皮系数、井底流动压力、以及包括油井供油半径、井眼半径、地层有效厚度、流体体积系数的常规测井信息生成井底流体自然产量；

根据所述的流体性质信息获取包括气油比和流体密度的流体参数；

根据所述的井口压力和井底流动压力、以及所述的流体参数生成井口流体产量；

根据所述的井底流体自然产量和所述的井口流体产量获得井口最佳协调产能；

根据所述的井口最佳协调产能对储层产能进行预测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下公式生成井底流体自然产量q：

其中：

K表示地层有效渗透率，h表示地层有效厚度，p_e表示地层压力，p_wf表示井底流动压力，μ表示地层流体黏度，B表示流体体积系数，r_e表示油井供油半径，r_w表示井眼半径，S表示表皮系数，a表示不同变量单位换算系数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在获取所述的井底流体自然产量之后，所述的方法还包括：

根据所述的井底流体自然产量生成井底流体自然产量随井底流动压力变化的井底流体自然产量曲线。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述的井口压力和井底流动压力、以及所述的流体参数生成井口流体产量包括：

采用采油工程垂直管流或水平管流方式，根据所述的井口压力和井底流动压力获得与深度有关的流体参数和流型随温度和压力变化的规律；

根据所述的与深度有关的流体参数和流型随温度和压力的变化规律生成井口流体产量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在获取所述的井口流体产量之后，所述的方法还包括：

根据所述的井口流体产量生成井口流体产量随所述井底流动压力变化的井口流体产量曲线。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述的井底流体自然产量和所述的井口流体产量获得井口最佳协调产能包括：

根据所述的井底流体自然产量曲线和所述的井口流体产量曲线的交会处获得井口最佳协调产能。

7.一种储层产能的预测装置，其特征在于，所述的装置包括：

地层参数获取单元，用于根据电缆地层测试器获取的地层和流体性质信息获取包括地层压力和流度的地层参数；

井口井底压力获取单元，用于根据流体从井底到井口的流动过程，获取井口压力和井底流动压力；

井底流体自然产量生成单元，用于根据所述的地层参数、表皮系数、井底流动压力、以及包括油井供油半径、井眼半径、地层有效厚度、流体体积系数的常规测井信息生成井底流体自然产量；

流体参数获取单元，用于根据所述的流体性质信息获取包括气油比和流体密度的流体参数；

井口流体产量生成单元，用于根据所述的井口压力和井底流动压力、以及所述的流体参数生成井口流体产量；

井口最佳协调产能获取单元，用于根据所述的井底流体自然产量和所述的井口流体产量获得井口最佳协调产能；

储层产能预测单元，用于根据所述的井口最佳协调产能对储层产能进行预测。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的井底流体自然产量生成单元通过如下公式生成所述的井底流体自然产量q：

其中：

K表示地层有效渗透率，h表示地层有效厚度，p_e表示地层压力，p_wf表示井底流动压力，μ表示地层流体黏度，B表示流体体积系数，r_e表示油井供油半径，r_w表示井眼半径，S表示表皮系数，a表示不同变量单位换算系数。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括：

井底流体自然产量曲线生成单元，用于根据所述的井底流体自然产量生成井底流体自然产量随井底流动压力变化的井底流体自然产量曲线。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的井口流体产量生成单元包括：

流体参数和流型变化规律获取模块，用于采用采油工程垂直管流或水平管流方式，根据所述的井口压力和井底流动压力获得与深度有关的流体参数和流型随温度和压力的变化规律；

井口流体产量生成模块，用于根据所述的与深度有关的流体参数和流型随温度和井底流动压力的变化规律生成井口流体产量。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括：

井口流体产量曲线生成单元，用于根据所述的井口流体产量生成井口流体产量随所述井底流动压力变化的井口流体产量曲线。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，井口最佳协调产能获取单元具体用于：

根据所述的井底流体自然产量曲线和所述的井口流体产量曲线的交会处获得井口最佳协调产能。

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