CN102865059B - 一种对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测的方法及装置，获取油藏泡点压力P_b、体积系数B、地层原油粘度μ、井筒半径r_w油层厚度h、基质渗透率K_m、裂缝渗透率K_f、油藏供给边界压力P_e、边界半径r_e、井底流压P_w、基质渗透率伤害系数α_m、双重介质储层渗透率伤害系数α_A和裂缝闭合压力P_f；根据所述基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f得到裂缝-孔隙型双重介质储层渗透率K_A；基于渗流力学，利用上述获取的参数得出地层裂缝发生闭合的半径r_f；基于内外边界条件和储层渗透率应力敏感效应，利用上述获取的参数得出裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系；依据所述裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测。

Description

一种对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测的方法及装置

技术领域

本发明涉及产能预测领域，特别涉及一种对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测的方法及装置。

背景技术

目前现有的产能方程虽然有考虑应力敏感，但都是针对单一介质的。文献1：田冷，顾永华，何顺利，低渗透油藏非线性渗流产能计算模型及参数敏感性分析[J].水动力学研究与进展.2011，26（1）：108-115提出了在考虑启动压力梯度、应力敏感性、牛顿流体微压缩性以及流体粘度可变性的基础上，运用渗流理论，建立了低渗透油藏非线性平面径向稳定渗流模型，应用解析方法对模型进行求解。文献2：王玉英，王晓冬，王一飞，贺茹等，变形介质储层油井合理生产压差及产能分析[J].大庆石油学院学报.2005，29（4）：51-54提出低渗透油气藏的合理开发方式和油井工作制度的确定，能为该类油气藏有效开发提供指导。将拟压力应用到变形介质中,引入渗透率变异系数，推导了考虑渗透率影响的产量公式。

该产量公式为：

$Q=\frac{2\mathrm{\π}{k}_i{\mathrm{\ρ}}_{i}h}{{\mathrm{\μ}}_i}\·\frac{1-\exp [-\mathrm{\α}(p_i-p_w)]}{\mathrm{\α}[\mathrm{In}\frac{r_e}{r_w}-\frac{3}{4}+S]}$

式中：r_w-井筒半径，m；r_e-油藏边界，m；α-渗透率变异系数；P_i-初始时刻油藏压力，MPa；P_w-井底流压，MPa；h-油层厚度，m；ρ-地层原油密度，kg/m³；μ_i-地层原油粘度，MPa*s；K_i-初始渗透率，10^-3μm²；Q-产量，m³/d。

文献3：宋付权，变形介质低渗透油藏的产能分析[J].特种油气藏.2002，9（4）：33-35公开了低渗透油藏渗流时存在启动压力梯度，有些低渗透油藏还具有介质变形的性质，尤其是异常高压的低渗透油藏。变形介质的渗透率一般随压力变化呈指数关系。考虑启动压力梯度和介质变形的影响，研究低渗透油藏中直井产量的变化规律。计算表明，低渗透油藏中，油井的产量随启动压力梯度和介质变形系数的增大而减小，随生产压差的增大而增大，对于采油指数，则存在一个最佳压差，此时采油指数最大。具有变形特征的低渗透油藏产能公式为：

$Q=\frac{542.9k_{i}h}{{\mathrm{\α}}_k\mathrm{\μ}}\·\frac{1-\exp \{-{\mathrm{\α}}_k[p_i-p_w-G(r_e-r_w)\left]\right\}}{\mathrm{In}\frac{r_e}{r_w}}$

式中：r_w-井筒半径，m；r_e油藏边界，m；α_k-介质变形系数，1/MPa；P_i-初始时刻油藏压力，MPa；P_w-井底流压，MPa；G-启动压力梯度，MPa/m；h-油层厚度，m；μ-原油粘度，MPa*s；K_i-初始渗透率；10^-3μm²；Q-产量，m³/d。

以上文献资料公开的产能预测方法对于碳酸盐岩这种裂缝-孔隙型双重介质储层来说在预测产能就存在很大的误差，一方面是由于裂缝分布规律和裂缝导流能力确定比较困难，另一方面是由于裂缝受地层应力敏感比较严重。双重介质油藏在衰竭开发过程中都具有明显的储层应力敏感特征，即：在衰竭开发过程中由于地层压力的下降导致裂缝闭合，基质孔喉半径缩小，从而导致采油指数的下降。这种现象会导致油井产能曲线上的异常，即：当生产压差增加到一定程度时，产能曲线发生反转。这种产能曲线的反转，用单一介质产能方程很难解释和预测。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测的方法及装置，使得预测产能误差降低。

为实现上述目的，本发明提供了一种对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测的方法，包括：

获取油藏泡点压力P_b、原油体积系数B、地层原油粘度μ、井筒半径r_w、油层厚度h、基质渗透率K_m、裂缝渗透率K_f、油藏供给边界压力P_e、边界半径r_e、井底流压P_w、基质渗透率伤害系数α_m、双重介质储层渗透率伤害系数α_A和裂缝闭合压力P_f；

根据所述基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f得到裂缝-孔隙型双重介质储层渗透率K_A；

基于渗流力学，利用上述获取的井筒半径r_w、油层厚度h、基质渗透率K_m、裂缝渗透率K_f、油藏供给边界压力P_e、边界半径r_e、井底流压P_w、基质渗透率伤害系数α_m、双重介质储层渗透率伤害系数α_A和裂缝闭合压力P_f得出地层裂缝发生闭合的半径r_f；

基于内外边界条件和储层渗透率应力敏感效应，利用上述获取的所有参数得出裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系；

依据所述裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测；其中，所述裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系表达式为：

$P_e-P_w=\left\{\begin{array}{c}\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_A}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_A\mathrm{\&mu;BQ}}{\mathrm{\&pi;}{K}_{A}h}\ln \frac{r_e}{r_f}})+\frac{1}{a_m}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m\mathrm{\&mu;BQ}}{\mathrm{\&pi;}{K}_{m}h}\ln \frac{r_f}{r_w}});P_w\&GreaterEqual;P_b\\ \frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_A}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_A\mathrm{\&mu;BQ}(P_e-P_w)}{\mathrm{\&pi;}{K}_{A}h\{(P_e-P_b)+\frac{P_b}{1.8}[1-0.2\frac{P_w}{P_b}-0.8{\left(\frac{P_w}{P_b}\right)}^2\left]\right\}}}\ln \frac{r_e}{r_f})+\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_m}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m\mathrm{\&mu;BQ}(P_e-P_w)}{\mathrm{\&pi;}{K}_{m}h\{(P_e-P_b)+\frac{P_b}{1.8}[1-0.2\frac{P_w}{P_b}-0.8{\left(\frac{P_w}{P_b}\right)}^2\left]\right\}}}\ln \frac{r_f}{r_w});P_w<P_b\end{array}\right.$

式中：P_e-油藏供给边界压力，MPa；P_b-油藏泡点压力，MPa；P_w-井底流压，MPa；P_f-裂缝闭合压力，MPa；h-油层厚度，m；K_A-初始时刻双重介质渗透率，10^-3μm²；K_m-基质渗透率，10^-3μm²；α_A-双重介质渗透率伤害系数，α_m-基质渗透率伤害系数，MPa^-1；r_w-井筒半径，m；r_e-边界半径，m；B-原油体积系数；Q-地面产量，m³/d。

可选的，在本发明一实施例中，所述地层裂缝发生闭合的半径r_f的表达式为：

$r_f=\exp \left\{\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m{K}_A\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_A(P_e-P_f)]}^2\}\ln r_w+{\mathrm{\&alpha;}}_A{K}_m\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_m(P_f-P_w)]}^2\}\ln r_e}{{\mathrm{\&alpha;}}_m{K}_A\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_A(P_e-P_f)]}^2\}+{\mathrm{\&alpha;}}_A{K}_m\{1-{[1-\mathrm{\&alpha;}}_m(P_f-P_w){]}^2\}}\right\}.$

可选的，在本发明一实施例中，所述油藏泡点压力P_b、原油体积系数B和地层原油粘度μ通过地下流体取样进行高压物性分析获得。

可选的，在本发明一实施例中，所述油层厚度h、基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f通过常规测井解释获得。

可选的，在本发明一实施例中，所述油藏供给边界压力P_e和边界半径r_e通过压力恢复试井动态测试或者压力降落试井动态测试获得。

可选的，在本发明一实施例中，所述井底流压P_w通过常规压力测试获得。

可选的，在本发明一实施例中，所述基质渗透率伤害系数α_m和双重介质储层渗透率伤害系数α_A通过应力敏感实验获得。

可选的，在本发明一实施例中，所述裂缝闭合压力P_f通过常规压裂测试解释获得。

为实现上述目的，本发明还提供了一种对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测的装置，包括：

基础参数获取单元，用于获取油藏泡点压力P_b、原油体积系数B、地层原油粘度μ、井筒半径r_w、油层厚度h、基质渗透率K_m、裂缝渗透率K_f、油藏供给边界压力P_e、边界半径r_e、井底流压P_w、基质渗透率伤害系数α_m、双重介质储层渗透率伤害系数α_A和裂缝闭合压力P_f；

渗透率获取单元，用于根据所述基础参数获取单元获取的基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f得到裂缝-孔隙型双重介质储层渗透率K_A；

地层裂缝发生闭合半径获取单元，用于基于渗流力学，利用所述渗透率获取单元获取的渗透率和所述基础参数获取单元获取的井筒半径r_w、油层厚度h、基质渗透率K_m、裂缝渗透率K_f、油藏供给边界压力P_e、边界半径r_e、井底流压P_w、基质渗透率伤害系数α_m、双重介质储层渗透率伤害系数α_A和裂缝闭合压力P_f得出地层裂缝发生闭合的半径r_f；

油藏产量与井底压力关系单元，用于基于内外边界条件和储层渗透率应力敏感效应，利用上述获取的所有参数得出裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系；

产能预测单元，用于根据所述裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测；其中，所述油藏产量与井底压力关系单元获取的裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系表达式为：

$P_e-P_w=\left\{\begin{array}{c}\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_A}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_A\mathrm{\&mu;BQ}}{\mathrm{\&pi;}{K}_{A}h}\ln \frac{r_e}{r_f}})+\frac{1}{a_m}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m\mathrm{\&mu;BQ}}{\mathrm{\&pi;}{K}_{m}h}\ln \frac{r_f}{r_w}});P_w\&GreaterEqual;P_b\\ \frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_A}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_A\mathrm{\&mu;BQ}(P_e-P_w)}{\mathrm{\&pi;}{K}_{A}h\{(P_e-P_b)+\frac{P_b}{1.8}[1-0.2\frac{P_w}{P_b}-0.8{\left(\frac{P_w}{P_b}\right)}^2\left]\right\}}}\ln \frac{r_e}{r_f})+\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_m}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m\mathrm{\&mu;BQ}(P_e-P_w)}{\mathrm{\&pi;}{K}_{m}h\{(P_e-P_b)+\frac{P_b}{1.8}[1-0.2\frac{P_w}{P_b}-0.8{\left(\frac{P_w}{P_b}\right)}^2\left]\right\}}}\ln \frac{r_f}{r_w});P_w<P_b\end{array}\right.$

式中：P_e-油藏供给边界压力，MPa；P_b-油藏泡点压力，MPa；P_w-井底流压，MPa；P_f-裂缝闭合压力，MPa；h-油层厚度，m；K_A-初始时刻双重介质渗透率；K_m-基质渗透率，10^-3μm²；α_A-双重介质渗透率伤害系数，α_m-基质渗透率伤害系数，MPa^-1；r_w-井筒半径，m；r_e-边界半径，m；B-原油体积系数；Q-地面产量，m³/d。

可选的，在本发明一实施例中，所述地层裂缝发生闭合半径获取单元获取的半径r_f的表达式为：

$r_f=\exp \left\{\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m{K}_A\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_A(P_e-P_f)]}^2\}\ln r_w+{\mathrm{\&alpha;}}_A{K}_m\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_m(P_f-P_w)]}^2\}\ln r_e}{{\mathrm{\&alpha;}}_m{K}_A\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_A(P_e-P_f)]}^2\}+{\mathrm{\&alpha;}}_A{K}_m\{1-{[1-\mathrm{\&alpha;}}_m(P_f-P_w){]}^2\}}\right\}.$

可选的，在本发明一实施例中，所述基础参数获取单元通过地下流体取样进行高压物性分析获取油藏泡点压力P_b、原油体积系数B和地层原油粘度μ。

可选的，在本发明一实施例中，所述基础参数获取单元通过常规测井解释获取油层厚度h、基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f。

可选的，在本发明一实施例中，所述基础参数获取单元通过压力恢复试井动态测试或者压力降落试井动态测试获取油藏供给边界压力P_e和边界半径r_e。

可选的，在本发明一实施例中，所述基础参数获取单元通过常规压力测试获取井底流压P_w。

可选的，在本发明一实施例中，所述基础参数获取单元通过应力敏感实验获取基质渗透率伤害系数α_m和双重介质储层渗透率伤害系数α_A。

可选的，在本发明一实施例中，所述基础参数获取单元通过常规压裂测试解释获取裂缝闭合压力P_f。

上述技术方案具有如下有益效果：本发明提出的一种对裂缝-孔隙型油藏产能预测方法及装置，本技术方案不仅考虑了应力敏感、井底脱气，还将因应力敏感引起的井筒一定范围内的裂缝闭合因素综合考虑到产能方程中。通过建立裂缝孔隙型地层产能方程，丰富了多重介质渗流理论，为多重介质的合理产能计算奠定了基础。另外，将应力敏感、裂缝闭合和井底脱气等因素综合考虑到产能方程中，使得更加准确的预测出裂缝孔隙型油藏油井的产量。

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，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的一种对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测的方法流程图；

图2为本发明提出的一种对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测的装置结构框图；

图3为本发明实施例不同条件下不同方法预测的产量与生产压差关系曲线和实际产量与生产压差关系曲线对比图。

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做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。

对于裂缝-孔隙型油藏，其单井产能的确定相当困难，常规产能方程只是单独考虑井底脱气，或者单独考虑了应力敏感，只能满足单一介质的油藏产能计算，并未考虑基质储层及基质裂缝储层复合渗流系统以及受应力敏感作用裂缝闭合的影响，原方程不能准确计算双重介质的产能，更不能反映裂缝孔隙型储层的产能特点。

如图1所示，为本发明提出的一种对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测的方法流程图。该方法包括：

步骤101：获取油藏泡点压力P_b、原油体积系数B、地层原油粘度μ、井筒半径r_w、油层厚度h、基质渗透率K_m、裂缝渗透率K_f、油藏供给边界压力P_e、边界半径r_e、井底流压P_w、基质渗透率伤害系数α_m、双重介质储层渗透率伤害系数α_A和裂缝闭合压力P_f。

步骤102：根据所述基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f得到裂缝-孔隙型双重介质储层渗透率K_A。

步骤103：基于渗流力学，利用上述获取的井筒半径r_w、油层厚度h、基质渗透率K_m、裂缝渗透率K_f、油藏供给边界压力P_e、边界半径r_e、井底流压P_w、基质渗透率伤害系数α_m、双重介质储层渗透率伤害系数α_A和裂缝闭合压力P_f得出地层裂缝发生闭合的半径r_f。

步骤104：基于内外边界条件和储层渗透率应力敏感效应，利用上述获取的所有参数得出裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系。

步骤105：依据所述裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测。

可选的，在本发明一实施例中，所述裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系表达式为：

$P_e-P_w=\left\{\begin{array}{c}\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_A}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_A\mathrm{\&mu;BQ}}{\mathrm{\&pi;}{K}_{A}h}\ln \frac{r_e}{r_f}})+\frac{1}{a_m}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m\mathrm{\&mu;BQ}}{\mathrm{\&pi;}{K}_{m}h}\ln \frac{r_f}{r_w}});P_w\&GreaterEqual;P_b\\ \frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_A}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_A\mathrm{\&mu;BQ}(P_e-P_w)}{\mathrm{\&pi;}{K}_{A}h\{(P_e-P_b)+\frac{P_b}{1.8}[1-0.2\frac{P_w}{P_b}-0.8{\left(\frac{P_w}{P_b}\right)}^2\left]\right\}}}\ln \frac{r_e}{r_f})+\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_m}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m\mathrm{\&mu;BQ}(P_e-P_w)}{\mathrm{\&pi;}{K}_{m}h\{(P_e-P_b)+\frac{P_b}{1.8}[1-0.2\frac{P_w}{P_b}-0.8{\left(\frac{P_w}{P_b}\right)}^2\left]\right\}}}\ln \frac{r_f}{r_w});P_w<P_b\end{array}\right.$

式中：P_e-油藏供给边界压力，MPa；P_b-油藏泡点压力，MPa；P_w-井底流压，MPa；P_f-裂缝闭合压力，MPa；h-油层厚度，m；K_A-初始时刻双重介质渗透率；K_m-基质渗透率，10^-3μm²；α_A-双重介质渗透率伤害系数，α_m-基质渗透率伤害系数，MPa^-1；r_w-井筒半径，m；r_e-油藏供给边界半径，m；B-原油体积系数；Q-地面产量，m³/d。

可选的，在本发明一实施例中，所述地层裂缝发生闭合的半径r_f的表达式为：

$r_f=\exp \left\{\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m{K}_A\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_A(P_e-P_f)]}^2\}\ln r_w+{\mathrm{\&alpha;}}_A{K}_m\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_m(P_f-P_w)]}^2\}\ln r_e}{{\mathrm{\&alpha;}}_m{K}_A\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_A(P_e-P_f)]}^2\}+{\mathrm{\&alpha;}}_A{K}_m\{1-{[1-\mathrm{\&alpha;}}_m(P_f-P_w){]}^2\}}\right\}.$

可选的，在本发明一实施例中，所述油藏泡点压力P_b、原油体积系数B和地层原油粘度μ通过地下流体取样进行高压物性分析获得。

可选的，在本发明一实施例中，所述油层厚度h、基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f通过常规测井解释获得。

可选的，在本发明一实施例中，所述油藏供给边界压力P_e和边界半径r_e通过压力恢复试井动态测试或者压力降落试井动态测试获得。

可选的，在本发明一实施例中，所述井底流压P_w通过常规压力测试获得。

可选的，在本发明一实施例中，所述基质渗透率伤害系数α_m和双重介质储层渗透率伤害系数α_A通过应力敏感实验获得。

可选的，在本发明一实施例中，所述裂缝闭合压力P_f通过常规压裂测试解释获得。

如图2所示，为本发明提供的一种对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测的装置结构框图。该装置包括：

基础参数获取单元201，用于获取油藏泡点压力P_b、原油体积系数B、地层原油粘度μ、井筒半径r_w、油层厚度h、基质渗透率K_m、裂缝渗透率K_f、油藏供给边界压力P_e、边界半径r_e、井底流压P_w、基质渗透率伤害系数α_m、双重介质储层渗透率伤害系数α_A和裂缝闭合压力P_f；

渗透率获取单元202，用于根据所述基础参数获取单元获取的基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f得到裂缝-孔隙型双重介质储层渗透率K_A；

地层裂缝发生闭合半径获取单元203，用于基于渗流力学，利用所述渗透率获取单元获取的渗透率和所述基础参数获取单元获取的井筒半径r_w、油层厚度h、基质渗透率K_m、裂缝渗透率K_f、油藏供给边界压力P_e、边界半径r_e、井底流压P_w、基质渗透率伤害系数α_m、双重介质储层渗透率伤害系数α_A和裂缝闭合压力P_f得出地层裂缝发生闭合的半径r_f；

油藏产量与井底压力关系单元204，用于基于内外边界条件和储层渗透率应力敏感效应，利用上述获取的所有参数得出裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系；

产能预测单元205，用于根据所述裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测。

可选的，在本发明一实施例中，所述油藏产量与井底压力关系单元204获取的裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系表达式为：

$P_e-P_w=\left\{\begin{array}{c}\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_A}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_A\mathrm{\&mu;BQ}}{\mathrm{\&pi;}{K}_{A}h}\ln \frac{r_e}{r_f}})+\frac{1}{a_m}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m\mathrm{\&mu;BQ}}{\mathrm{\&pi;}{K}_{m}h}\ln \frac{r_f}{r_w}});P_w\&GreaterEqual;P_b\\ \frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_A}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_A\mathrm{\&mu;BQ}(P_e-P_w)}{\mathrm{\&pi;}{K}_{A}h\{(P_e-P_b)+\frac{P_b}{1.8}[1-0.2\frac{P_w}{P_b}-0.8{\left(\frac{P_w}{P_b}\right)}^2\left]\right\}}}\ln \frac{r_e}{r_f})+\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_m}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m\mathrm{\&mu;BQ}(P_e-P_w)}{\mathrm{\&pi;}{K}_{m}h\{(P_e-P_b)+\frac{P_b}{1.8}[1-0.2\frac{P_w}{P_b}-0.8{\left(\frac{P_w}{P_b}\right)}^2\left]\right\}}}\ln \frac{r_f}{r_w});P_w<P_b\end{array}\right.$

式中：P_e-油藏供给边界压力，MPa；P_b-油藏泡点压力，MPa；P_w-井底流压，MPa；P_f-裂缝闭合压力，MPa；h-油层厚度，m；K_A-初始时刻双重介质渗透率K_m-基质渗透率，10^-3μm²；α_A-双重介质渗透率伤害系数，α_m-基质渗透率伤害系数，MPa^-1；r_w-井筒半径，m；r_e-油藏供给边界半径，m；B-原油体积系数；Q-地面产量，m³/d。

可选的，在本发明一实施例中，所述地层裂缝发生闭合半径获取单元203获取的半径r_f的表达式为：

$r_f=\exp \left\{\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m{K}_A\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_A(P_e-P_f)]}^2\}\ln r_w+{\mathrm{\&alpha;}}_A{K}_m\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_m(P_f-P_w)]}^2\}\ln r_e}{{\mathrm{\&alpha;}}_m{K}_A\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_A(P_e-P_f)]}^2\}+{\mathrm{\&alpha;}}_A{K}_m\{1-{[1-\mathrm{\&alpha;}}_m(P_f-P_w){]}^2\}}\right\}.$

可选的，在本发明一实施例中，所述基础参数获取单元201通过地下流体取样进行高压物性分析获取油藏泡点压力P_b、原油体积系数B和地层原油粘度μ。

可选的，在本发明一实施例中，所述基础参数获取单元201通过常规测井解释获取油层厚度h、基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f。

可选的，在本发明一实施例中，所述基础参数获取单元201通过压力恢复试井动态测试或者压力降落试井动态测试获取油藏供给边界压力P_e和边界半径r_e。

可选的，在本发明一实施例中，所述基础参数获取单元201通过常规压力测试获取井底流压P_w。

可选的，在本发明一实施例中，所述基础参数获取单元201通过应力敏感实验获取基质渗透率伤害系数α_m和双重介质储层渗透率伤害系数α_A。

可选的，在本发明一实施例中，所述基础参数获取单元201通过常规压裂测试解释获取裂缝闭合压力P_f。

本发明提出的装置对于利用通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路（ASIC），现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，计算机装置，或上述任何组合的设计来实现的配电网自动化装置中线路负荷分配，不需要主站及子站及复杂的通讯装置。

本领域技术人员还可以了解到本发明的装置中列出的各种说明性逻辑块（illustrativelogical block）、单元和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性（interchangeability），上述的各种说明性部件（illustrativecomponents）、单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个装置的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明的装置中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路（ASIC），现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

本发明的装置中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本发明的装置中所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线（DSL）或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片（disk）和磁盘（disc）包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

本发明实施例探讨了对裂缝-孔隙型油藏产能预测，该方法具体步骤包括：

（1）基础参数：通过地下流体取样进行高压物性分析实验得到油藏泡点压力P_b、原油体积系数B和地层原油粘度μ，通过钻井资料获得井筒半径r_w，通过常规测井解释得到油层厚度h、基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f；根据压力恢复试井或者压力降落试井等动态测试得到油藏供给边界压力P_e和边界半径r_e；通过常规压力测试得到井底流压P_w；通过应力敏感实验获得基质渗透率伤害系数α_m和双重介质储层渗透率伤害系数α_A；通过常规压裂测试解释得到裂缝闭合压力P_f；

（2）利用步骤（1）获得的基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f计算得到双重介质储层渗透率K_A；

（3）依据岩石力学及流体力学理论，将地层划分为裂缝闭合的基质储层及裂缝和基质共同渗流的复合区域，基于渗流力学推导地层裂缝发生闭合的半径公式（1），并将步骤（1）和（2）获得的井筒半径r_w、油层厚度h、基质渗透率K_m、裂缝渗透率K_f、油藏供给边界压力P_e、边界半径r_e、井底流压P_w、基质渗透率伤害系数α_m、双重介质储层渗透率伤害系数α_A和裂缝闭合压力P_f代入即可得到地层裂缝发生闭合区域：

$r_f=\exp \left\{\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m{K}_A\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_A(P_e-P_f)]}^2\}\ln r_w+{\mathrm{\&alpha;}}_A{K}_m\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_m(P_f-P_w)]}^2\}\ln r_e}{{\mathrm{\&alpha;}}_m{K}_A\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_A(P_e-P_f)]}^2\}+{\mathrm{\&alpha;}}_A{K}_m\{1-{[1-\mathrm{\&alpha;}}_m(P_f-P_w){]}^2\}}\right\}---\left(1\right)$

（4）考虑储层渗透率应力敏感效应，利用内外边界条件推导出产量与井底压力关系式（2），将步骤（1）、（2）和（3）获得的所有参数代入裂缝孔隙型储层产能方程中，从而可以绘制生产压差与产量关系图：

$P_e-P_w=\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_A}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_A\mathrm{\&mu;BQ}}{\mathrm{\&pi;}{K}_{A}h}\ln \frac{r_e}{r_f}})+\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_m}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m\mathrm{\&mu;BQ}}{\mathrm{\&pi;}{K}_{m}h}\ln \frac{r_f}{r_w}})---\left(2\right)$

对于井底脱气情况（P_w<P_b），产量与井底压力关系式加入Vogel项，则裂缝孔隙型储层产能方程演化为：

$P_e-P_w=\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_A}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_A\mathrm{\&mu;BQ}(P_e-P_w)}{\mathrm{\&pi;}{K}_{A}h\{(P_e-P_b)+\frac{P_b}{1.8}[1-0.2\frac{P_w}{P_b}-0.8{\left(\frac{P_w}{P_b}\right)}^2\left]\right\}}\ln \frac{r_e}{r_f}})---\left(3\right)$

$+\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_m}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m\mathrm{\&mu;BQ}(P_e-P_w)}{\mathrm{\&pi;}{K}_{m}h\{(P_e-P_b)+\frac{P_b}{1.8}[1-0.2\frac{P_w}{P_b}-0.8{\left(\frac{P_w}{P_b}\right)}^2\left]\right\}}\ln \frac{r_f}{r_w}})$

产能方程式（2）和式（3）中闭合半径为井底压力函数，故两产能公式都为强非线性方程，采用Newton迭代法求解。上两式中：P_e-油藏供给边界压力，MPa；P_b-油藏泡点压力，MPa；P_w-井底流压，MPa；P_f-裂缝闭合压力，MPa；h-油层厚度，m；K_A-初始时刻双重介质渗透率，K_m-基质渗透率，10^-3μm²；α_A-双重介质渗透率伤害系数，α_m-基质渗透率伤害系数，MPa^-1；r_w-井筒半径，m；r_e-油藏供给边界半径，m；B-原油体积系数；Q-地面产量，m³/d。

本发明对于裂缝发育的碳酸盐岩油藏具有适应性。

如图3所示，为本发明实施例不同条件下不同方法预测的产量与生产压差关系曲线和实际产量与生产压差关系曲线对比图。在图3中，除了菱形实心线为8031井实际数据绘制的曲线外，其他曲线均为采用相同的原始数据利用不同的产能方程预测的产量与生产压差关系曲线。

在图3中，实线为利用常规产能方程获得的产量与生产压差关系曲线，虚线为常规产能方程考虑脱气获得的产量与生产压差曲线，具有“×”标识的实线为常规产能方程考虑应力敏感获得的产量与生产压差关系曲线，具有“口”标识的实线为常规产能方程考虑应力敏感和脱气获得的产量与生产压差关系曲线，这四条曲线由于产能方程中未考虑双重介质，即仅考虑基质未考虑裂缝的影响，与8031井实际生产数据曲线（菱形实心线）差别很大。

具有圆点标识的实线为利用本申请考虑应力敏感（式2）获得的产量与生产压差关系曲线，具有三角标识的实线为本申请考虑应力敏感和脱气（式3）获得的产量与生产压差关系曲线，由于本申请不但考虑了基质也考虑了裂缝的应力敏感，因此预测的产能曲线与8031井实际生产数据曲线（菱形实心线）基本一致。采用常规产能方程和本发明产能曲线明显不同，本发明在压力达到闭合压力时，产能曲线明显下降，出现拐点，当同时考虑脱气影响时，产能曲线会向y轴急剧弯曲。

使用本次创立的裂缝孔隙型产能方程对肯基亚克盐下油田8031井进行拟合，8031井目的层为裂缝孔隙型储层，基质孔隙度为10%，基质渗透率为0.12md，裂缝渗透率为4.88md，在实际生产中，该井在生产压差达到28MPa以后，随着生产压差的增大产量不增加，反而减少，出现了明显的拐点。由图3可以看出应用本发明（圆点线和三角线）对8031井拟合的效果很好，不但存在拐点，而且误差在1%以内，而以往的常规产能方程对该井拟合的效果很差，曲线形态与实际差别很大，且误差大于30%。

以上所述的具体实施方式，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方式而已，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 (16)

1.一种对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测的方法，其特征在于，包括：

获取油藏泡点压力P_b、原油体积系数B、地层原油粘度μ、井筒半径r_w、油层厚度h、基质渗透率K_m、裂缝渗透率K_f、油藏供给边界压力P_e、边界半径r_e、井底流压P_w、基质渗透率伤害系数α_m、双重介质储层渗透率伤害系数α_A和裂缝闭合压力P_f；

根据所述基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f得到裂缝-孔隙型双重介质储层渗透率K_A；

基于渗流力学，利用上述获取的井筒半径r_w、油层厚度h、基质渗透率K_m、裂缝渗透率K_f、油藏供给边界压力P_e、边界半径r_e、井底流压P_w、基质渗透率伤害系数α_m、双重介质储层渗透率伤害系数α_A和裂缝闭合压力P_f得出地层裂缝发生闭合的半径r_f；

基于内外边界条件和储层渗透率应力敏感效应，利用上述获取的所有参数得出裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系；

依据所述裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测；其中，所述裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系表达式为：

$P_e-P_w=\left\{\begin{array}{c}\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_A}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_A\mathrm{\&mu;BQ}}{\mathrm{\&pi;}{K}_{A}h}\ln \frac{r_e}{r_f}})+\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_m}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m\mathrm{\&mu;BQ}}{\mathrm{\&pi;}{K}_{m}h}\ln \frac{r_f}{r_w}});P_w\&GreaterEqual;P_b\\ \frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_A}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_A\mathrm{\&mu;BQ}(P_e-P_w)}{\mathrm{\&pi;}{K}_{A}h\{(P_e-P_b)+\frac{P_b}{1.8}[1-0.2\frac{P_w}{P_b}-0.8{\left(\frac{P_w}{P_b}\right)}^2\left]\right\}}}\ln \frac{r_e}{r_f})+\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_m}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m\mathrm{\&mu;BQ}(P_e-P_w)}{\mathrm{\&pi;}{K}_{m}h\{(P_e-P_b)+\frac{P_b}{1.8}[1-0.2\frac{P_w}{P_b}-0.8{\left(\frac{P_w}{P_b}\right)}^2\left]\right\}}}\ln \frac{r_f}{r_w});P_w<P_b\end{array}\right.$

式中：P_e-油藏供给边界压力，MPa；P_b-油藏泡点压力，MPa；P_w-井底流压，MPa；P_f-裂缝闭合压力，MPa；h-油层厚度，m；K_A-初始时刻双重介质渗透率，10^-3μm²；K_m-基质渗透率，10^-3μm²；α_A-双重介质渗透率伤害系数，α_m-基质渗透率伤害系数，MPa^-1；r_w-井筒半径，m；r_e-油藏供给边界半径，m；B-原油体积系数；Q‐地面产量，m³/d。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地层裂缝发生闭合的半径r_f的表达式为：

$r_f=\exp \left\{\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m{K}_A\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_A(P_e-P_f)]}^2\}{\ln r}_w+{\mathrm{\&alpha;}}_A{K}_m\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_m(P_f-P_w)]}^2\}\ln r_e}{{\mathrm{\&alpha;}}_m{K}_A\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_A(P_e-P_f)]}^2\}+{\mathrm{\&alpha;}}_A{K}_m\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_m(P_f-P_w)]}^2\}}\right\}.$

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述油藏泡点压力P_b、体积系数B和地层原油粘度μ通过地下流体取样进行高压物性分析获得。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述油层厚度h、基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f通过常规测井解释获得。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述油藏供给边界压力P_e和边界半径r_e通过压力恢复试井动态测试或者压力降落试井动态测试获得。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述井底流压P_w通过常规压力测试获得。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基质渗透率伤害系数α_m和双重介质储层渗透率伤害系数α_A通过应力敏感实验获得。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述裂缝闭合压力P_f通过常规压裂测试解释获得。

9.一种对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测的装置，其特征在于，包括：

基础参数获取单元，用于获取油藏泡点压力P_b、原油体积系数B、地层原油粘度μ、井筒半径r_w、油层厚度h、基质渗透率K_m、裂缝渗透率K_f、油藏供给边界压力P_e、边界半径r_e、井底流压P_w、基质渗透率伤害系数α_m、双重介质储层渗透率伤害系数α_A和裂缝闭合压力P_f；

渗透率获取单元，用于根据所述基础参数获取单元获取的基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f得到裂缝-孔隙型双重介质储层渗透率K_A；

地层裂缝发生闭合半径获取单元，用于基于渗流力学，利用所述渗透率获取单元获取的渗透率和所述基础参数获取单元获取的井筒半径r_w、油层厚度h、基质渗透率K_m、裂缝渗透率K_f、油藏供给边界压力P_e、边界半径r_e、井底流压P_w、基质渗透率伤害系数α_m、双重介质储层渗透率伤害系数α_A和裂缝闭合压力P_f得出地层裂缝发生闭合的半径r_f；

油藏产量与井底压力关系单元，用于基于内外边界条件和储层渗透率应力敏感效应，利用上述获取的所有参数得出裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系；

产能预测单元，用于根据所述裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系对裂缝-孔隙型油藏产能进行预测；其中，所述油藏产量与井底压力关系单元获取的裂缝-孔隙型油藏产量与井底压力关系表达式为：

$P_e-P_w=\left\{\begin{array}{c}\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_A}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_A\mathrm{\&mu;BQ}}{\mathrm{\&pi;}{K}_{A}h}\ln \frac{r_e}{r_f}})+\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_m}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m\mathrm{\&mu;BQ}}{\mathrm{\&pi;}{K}_{m}h}\ln \frac{r_f}{r_w}});P_w\&GreaterEqual;P_b\\ \frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_A}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_A\mathrm{\&mu;BQ}(P_e-P_w)}{\mathrm{\&pi;}{K}_{A}h\{(P_e-P_b)+\frac{P_b}{1.8}[1-0.2\frac{P_w}{P_b}-0.8{\left(\frac{P_w}{P_b}\right)}^2\left]\right\}}}\ln \frac{r_e}{r_f})+\frac{1}{{\mathrm{\&alpha;}}_m}(1-\sqrt{1-\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m\mathrm{\&mu;BQ}(P_e-P_w)}{\mathrm{\&pi;}{K}_{m}h\{(P_e-P_b)+\frac{P_b}{1.8}[1-0.2\frac{P_w}{P_b}-0.8{\left(\frac{P_w}{P_b}\right)}^2\left]\right\}}}\ln \frac{r_f}{r_w});P_w<P_b\end{array}\right.$

式中：P_e-油藏供给边界压力，MPa；P_b-油藏泡点压力，MPa；P_w-井底流压，MPa；P_f-裂缝闭合压力，MPa；h-油层厚度，m；K_A-初始时刻双重介质渗透率，10^-3μm²；K_m-基质渗透率，10^-3μm²；α_A-双重介质渗透率伤害系数，α_m-基质渗透率伤害系数，MPa^-1；r_w-井筒半径，m；r_e-边界半径，m；B-原油体积系数；Q‐地面产量，m³/d。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述地层裂缝发生闭合半径获取单元获取的半径r_f的表达式为：

$r_f=\exp \left\{\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_m{K}_A\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_A(P_e-P_f)]}^2\}{\ln r}_w+{\mathrm{\&alpha;}}_A{K}_m\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_m(P_f-P_w)]}^2\}\ln r_e}{{\mathrm{\&alpha;}}_m{K}_A\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_A(P_e-P_f)]}^2\}+{\mathrm{\&alpha;}}_A{K}_m\{1-{[1-{\mathrm{\&alpha;}}_m(P_f-P_w)]}^2\}}\right\}.$

11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述基础参数获取单元通过地下流体取样进行高压物性分析获取油藏泡点压力P_b、原油体积系数B和地层原油粘度μ。

12.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述基础参数获取单元通过常规测井解释获取油层厚度h、基质渗透率K_m和裂缝渗透率K_f。

13.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述基础参数获取单元通过压力恢复试井动态测试或者压力降落试井动态测试获取油藏供给边界压力P_e和边界半径r_e。

14.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述基础参数获取单元通过常规压力测试获取井底流压P_w。

15.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述基础参数获取单元通过应力敏感实验获取基质渗透率伤害系数α_m和双重介质储层渗透率伤害系数α_A。

16.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述基础参数获取单元通过常规压裂测试解释获取裂缝闭合压力P_f。