CN105205318B - 确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的方法和装置，其中，该方法包括：从油藏中选取一口具有水平裂缝的采油井；计算采油井在油藏的单个薄差油层的压力分布；选将四口注水井与采油井分别在水平裂缝等效区域引发的压力降进行叠加，以计算单个薄差油层所在地层内任意一点的压力；根据单个薄差油层所在地层内的压力，结合由启动压力梯度造成的压力损失，和四口注水井的总注水量与采油井的产油量之比，计算油藏中各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量，对各层进行叠加，得到多层多段水平裂缝采油井的总产量。本发明实施例解决了现有技术中无法准确确定多层多段水平裂缝直井的产能的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探技术领域，特别涉及一种确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的方法和装置。
背景技术
薄差油层(例如：大庆喇萨杏油田、胜利胜坨油田、玉门老君庙油田等)已经成为特高含水期多层非均质油藏的主要潜力。在采用直井开发物性差的非主力油层时，水力压裂增产后形成的裂缝主要包括：垂直于井筒的水平缝以及平行于井筒的垂直缝，尤其在埋深浅、油层破裂压力梯度小的薄差油层，水力压裂时容易形成水平裂缝。多层多段水平裂缝直井是指在直井贯穿的多个薄差油层中分层压裂，延直井井段形成多段水平裂缝。
目前，对于垂直裂缝井的产能已经有了大量的研究，但是对于水平裂缝井的产能的研究还很少，而且对水平裂缝井的产能的研究还主要集中在数值求解方面。进一步的，数值方法在处理水平裂缝与储层耦合求解时较为复杂，并且商业化的数值模拟软件很少考虑到水平裂缝。与此同时，对于水平裂缝直井产能的解析求解方法研究也很欠缺，尤其对于多层多段水平裂缝井产能的研究目前还没有。
针对如何确定多层多段水平裂缝直井的产能，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的方法，以达到在较高精度下实现对多层多段水平裂缝采油井的总产量的计算的目的，该方法可以包括：
从油藏中选取一口具有水平裂缝的采油井；
计算所述采油井在所述油藏的单个薄差油层的压力分布，其中，所述压力分布包括：水平裂缝等效区域的椭圆流范围内的压力分布和外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内的压力分布；
选取四口注水井，其中，所述四口注水井围绕所述采油井在平面上形成一个正方形，所述采油井位于所述正方形的中心，所述四口注水井和所述采油井形成五点井网，根据压降叠加原理，将所述四口注水井与所述采油井分别在外部地层区域引发的压力降进行叠加，将所述四口注水井与所述采油井分别在水平裂缝等效区域引发的压力降进行叠加，以计算所述单个薄差油层所在地层内任意一点的压力；
根据所述单个薄差油层所在地层内的压力，结合由启动压力梯度造成的压力损失，和所述四口注水井的总注水量与所述采油井的产油量之比，计算油藏中各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量；
对各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量，进行叠加，得到多层多段水平裂缝采油井的总产量。
本发明实施例还提供了一种确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的装置，以达到在较高精度下实现对多层多段水平裂缝采油井的总产量的计算的目的，该装置可以包括：
采油井选取模块，用于从油藏中选取一口具有水平裂缝的采油井；
压力分布计算模块，用于计算所述采油井在所述油藏的单个薄差油层的压力分布，其中，所述压力分布包括：水平裂缝等效区域的椭圆流范围内的压力分布和外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内的压力分布；
单个薄差油层压力计算模块，用于选取四口注水井，其中，所述四口注水井围绕所述采油井在平面上形成一个正方形，所述采油井位于所述正方形的中心，所述四口注水井和所述采油井形成五点井网，根据压降叠加原理，将所述四口注水井与所述采油井分别在外部地层区域引发的压力降进行叠加，将所述四口注水井与所述采油井分别在水平裂缝等效区域引发的压力降进行叠加，以计算所述单个薄差油层所在地层内任意一点的压力；
五点井网产量计算模块，用于根据所述单个薄差油层所在地层内的压力，结合由启动压力梯度造成的压力损失，和所述四口注水井的总注水量与所述采油井的产油量之比，计算油藏中各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量；
总产量计算模块，用于对各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量，进行叠加，得到多层多段水平裂缝采油井的总产量。
在上述实施例中，提出了一种确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的方法和装置，在确定的过程中综合考虑了启动压力梯度造成的压力损失以及水平裂缝对渗流场的影响，基于物质平衡和压降叠加原理推导了出了多层多段水平裂缝采油井的产能计算公式，从而可以保证在较高精度下实现对多层多段水平裂缝采油井的总产量的计算，以便为科学地使用多层多段水力压裂技术提供依据，最终达到提高油藏采收率的目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的方法流程图；
图2是根据本发明实施例的水平裂缝采油井的等效渗透率模型示意图；
图3是根据本发明实施例的水平裂缝等效区域以外地层内的等压线示意图；
图4是根据本发明实施例的水平裂缝等效区域内的椭圆流的等压线示意图；
图5是根据本发明实施例的五点井网示意图；
图6是根据本发明实施例的水平裂缝示意图；
图7是根据本发明实施例的确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的装置结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在本发明实施例中，提出了一种确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的方法，首先对单层内单段水平裂缝采油井(直井)引发的渗流场进行分析，然后再考虑五点井网计算油水两相产能，最后推衍得多层多段水平裂缝采油井的产能，具体地，可以如图1所示，包括以下步骤：
步骤101：从油藏中选取一口具有水平裂缝的采油井；
步骤102：计算所述采油井在所述油藏的单个薄差油层的压力分布，其中，所述压力分布包括：水平裂缝等效区域的椭圆流范围内的压力分布和外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内的压力分布；
步骤103：选取四口注水井，其中，所述四口注水井围绕所述采油井在平面上形成一个正方形，所述采油井位于所述正方形的中心，所述四口注水井和所述采油井形成五点井网，根据压降叠加原理，将所述四口注水井与所述采油井分别在外部地层区域引发的压力降进行叠加，将所述四口注水井与所述采油井分别在水平裂缝等效区域引发的压力降进行叠加，以计算所述单个薄差油层所在地层内任意一点的压力；
步骤104：根据所述单个薄差油层所在地层内的压力，结合由启动压力梯度造成的压力损失，和所述四口注水井的总注水量与所述采油井的产油量之比，计算油藏中各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量；
步骤105：对各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量，进行叠加，得到多层多段水平裂缝采油井的总产量。
在上述实施例中，提出了一种确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的方法，在确定的过程中综合考虑了启动压力梯度造成的压力损失以及水平裂缝对渗流场的影响，基于物质平衡和压降叠加原理推导了出了多层多段水平裂缝采油井的产能计算公式，从而可以保证在较高精度下实现对多层多段水平裂缝采油井的总产量的计算，以便为科学地使用多层多段水力压裂技术提供依据，最终达到提高油藏采收率的目的。
其中，压力损失是由启动压力梯度造成，注采比是指井网内四口水井的总注水量与油井的产油量之比，流体在低渗透油藏中渗流时必须有一个附加的压力梯度克服岩石表面吸附膜或水化膜引起的阻力才能流动，该附加压力梯度称为启动压力梯度。
下面对图1所示的确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的方法的具体的推导方法和计算中所应用到的公式和原理进行具体说明：
1)单层内水平裂缝直井渗流场分析(对应上述的步骤101和步骤102)
当无限的大地层内仅有一口水平裂缝采油井生产时，可以采用等效渗透率模型近似表征水平裂缝的影响，假设水平裂缝是以平均裂缝支撑宽度为高的椭圆柱体，油井位于水平裂缝的中心，其形态及地层压力分布特征如图2所示，其中，I区表示外部地层区域，II区表示水平裂缝的等效渗透率区域，该等效渗透率可以采用加权平均法计算。因此，一口采油井压开水平裂缝后的渗流场可划分为：①外部地层到水平裂缝等效区域的径向流；②水平裂缝等效区域内的椭圆流。因此，计算采油井在油藏的单个薄差油层的压力分布时，主要可以是计算以下两种压力分布：水平裂缝等效区域的椭圆流范围内的压力分布和外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内的压力分布。
(1)外部地层到水平裂缝等效区域的径向流
如图3所示为水平裂缝等效区域(II区)以外地层内的等压线的示意图，由图3可以看出，水平裂缝等效区域(II区)以外地层内的等压线是一族共焦椭圆形的封闭曲线，当距离裂缝越近时，等压线的形状与II区边界的形状越相似，当逐渐远离椭圆形边界时，等压线由椭圆形逐渐向圆形变化，无论是椭圆形还是圆形的等压线，均为共焦的封闭曲线。
利用保角变换ζ＝αchw可以将椭圆平面ζ＝ξ+iη上的径向流问题转化为平面w＝u+iv上的平行流动问题，油水两相渗流过程中忽略毛管力和重力的作用，进而可以推导出外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内任意一点的压力，即，可以按照以下公式计算外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内任意一点的压力：
(公式1)
其中，pj表示外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内任意一点的压力，单位为MPa，pf表示水平裂缝边界处的压力，单位为MPa，CSI表示SI制单位换算系数，数值为1/86.4，μo表示地下原油黏度，单位为mPa.s，Bo表示原油体积系数，QPo表示采油井产油量，单位为m3/d，K表示储层渗透率，单位为μm2，表示储0层内平均油相相对渗透率，h表示储层厚度，单位为m，af表示水平裂缝的半长轴，单位为m，bf表示水平裂缝的半短轴，单位为m，a和b分别表示任一条等压线的长轴和短轴的半轴长度，单位为m，
x表示当前压力计算点的横坐标，y表示当前压力计算点的纵坐标，c为一常量，单位为MPa；
(2)水平裂缝等效区域内的椭圆流
如图4所示，分析一种从中心点汇到两条平行直线边界的流动，假设有两条与x轴平行且无限长的直线等压边界，相距为2d，压力均为pe，点汇位于坐标原点，其等压线近似于一族同轴椭圆。已知水平裂缝椭圆外边界和井筒边界的长轴端点和短轴端点处的压力值相等，即paf＝pbf＝pf、paw＝pbw＝pw，根据压力叠加原理可以推导得出水平裂缝等效区域内任意一点的压力，即，可以按照以下公式计算水平裂缝等效区域的椭圆流范围内任意一点的压力：
(公式2)
其中，pt表示水平裂缝等效区域的椭圆流范围内任意一点的压力，单位为MPa，表示水平裂缝等效区域内的等效渗透率(即II区内的等效渗透率)，Kf表示裂缝渗透率，aw表示采油井的长轴，bw表示采油井的短轴，wf表示平均裂缝支撑宽度，单位为m，d*是由椭圆长轴、短轴和井筒半径决定的参数。
2)单层五点井网中水平压裂井产能评价(对应上述的步骤103和步骤104)
如图5所示为五点井网示意图，其中，中心点表示采油井，I1、I2、I3和I4表示四个注水井，且四口注水井围绕采油井在平面上形成一个正方形，采油井位于正方形的中心。为了对单层五点井网中水平压裂井产能进行评价，可以先对未压裂五点井网的产能进行分析，具体分析如下：
因为启动压力梯度的存在导致多层油藏中薄差油层动用相对困难，因此在计算水平裂缝井产能时需要考虑启动压力梯度的影响。根据压降叠加原理，可以得到未压裂五点法井网内考虑启动压力梯度后任意一点的压力：
(公式3)
其中，C为常数系数，无量纲，Kwmax表示最大水相相对渗透率，为一小数，无量纲。
根据上述公式3可以得到油井未压裂时五点井网的产油量的计算公式：
(公式4)
其中，p表示当前压力计算点(x,y)处的压力，单位为MPa，rP表示采油井到当前压力计算点(x,y)的距离，单位为m，rIm表示第m口注水井到当前压力计算点(x,y)的距离，单位为m，n表示注水井的总数，QIw表示注水井的注入量，单位为m3/d，μw表示地下水黏度，单位为mPa.s，Bw表示水体积系数，rw表示井筒半径，单位为m，L表示采油井与注水井之间的距离，单位为m，α表示注采比(即，四口注水井的总注水量与采油井的产油量之比)，β表示井网形状因子，为一小数，pI表示注水井的注入压力，单位为MPa，pw表示采油井的井底流压，单位为MPa。
(2)五点井网中水平裂缝采油井的产能计算
由于近井地带是注水井压力降落的主要区域，因此可忽略远端地层内水平裂缝对注水井的影响，进而根据压降叠加原理，将4口注水井和1口采油井分别在I区和II区引发的压力降进行叠加，便可以计算得到地层内任意一点的压力：
具体地，一般可以按照以下公式计算外部地层到水平裂缝等效区域的径向流地层内任意一点的压力：
(公式5)
其中，pe表示地层压力，单位为mPa，ΔpI表示注水井造成的压力降，单位为mPa，ΔpP表示采油井造成的压力降，单位为mPa，表示平均水相相对渗透率。
一般可以按照以下公式计算水平裂缝等效区域内的椭圆流地层内任意一点的压力：
(公式6)
I区内注水井与II区内采油井的注采压差可以表示为：
(公式7)
结合由启动压力梯度造成的压力损失，和四口注水井的总注水量与采油井的产油量之比，可以按照以下公式计算油藏中各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量：
其中，QPo表示五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量，QPw表示五点井网中水平裂缝采油井单层的产水量，pI表示所述四口注水井的注入压力，单位为mPa，pw表示所述采油井的井底流压，单位为mPa，β表示井网形状因子，λ表示启动压力梯度，单位为mPa/m，L表示采油井与注水井之间的距离，rw表示井筒半径，单位为m，af表示水平裂缝的半长轴，单位为m，bf表示水平裂缝的半短轴，单位为m，CSI表示SI制单位换算系数，数值为1/86.4，μo表示地下原油黏度，单位为mPa.s，Bo表示原油体积系数，K表示储层渗透率，单位为μm2，表示储层内平均油相相对渗透率，h表示储层厚度，单位为m，aI表示注水井所在椭圆等压线的半长轴，单位为m，bI表示注水井所在椭圆等压线的半短轴，单位为m，Kf表示裂缝渗透率，d*是由椭圆长轴、短轴和井筒半径决定的参数，wf表示平均裂缝支撑宽度，单位为m，xw表示采油井的井壁所在的横坐标，单位为m，yw表示采油井的井壁所在的纵坐标，单位为m，表示水相平均相对渗透率，α表示所述四口注水井的总注水量与所述采油井的产油量之比，QIw表示水井注入量，单位为m3/d，μw表示地下水黏度，单位为mPa.s，Bw表示水体积系数。
3)多层多段水平压裂后五点井网产能评价(对应上述的步骤105)
忽略多层油藏中各油层之间的干扰和窜流，基于单层水平压裂后五点井网产能计算公式，将各层产量进行叠加就可以得到多段水平裂缝直井的总产量。由于各油层存在较强的非均质性，有的是高渗透率的优质储层，有的则是低渗透率的薄差油层，对于优质储层无需考虑启动压力梯度的影响，而对于薄差油层则需要考虑启动压力梯度。假设地层在纵向上有c个高渗储层和d个薄差储层，薄差油层均经过水力压裂后形成水平裂缝。
因此，可以通过以下公式计算多层油藏中五点井网多段水平裂缝采油井的产油量：
(公式8)
同理，可以通过以下公式计算多层油藏中五点井网多段水平裂缝采油井的产水量：
(公式9)
其中，表示多层多段水平裂缝采油井的总产油量，单位为m3/d，QPoi表示高渗储层产油量，单位为m3/d，QPoj表示薄差油层产油量，单位为m3/d，c表示高渗油层总数，d表示薄差油层总数，i表示高渗油层的编号，j表示薄差油层的编号；表示多层多段水平裂缝采油井的总产水量，单位为m3/d，QPwi表示表示五点井网中水平裂缝采油井中各高渗储层的单层产水量，单位为m3/d，QPwj表示五点井网中水平裂缝采油井中各薄差油层的单层产水量，单位为m3/d。
通过上述公式便可以计算得到多层多段水平裂缝采油井的总产量，即总的产水量和总的产油量。
进一步的，在得到产水量和产油量后，还可以按照以下公式计算产水率fw：
(公式10)
在上述计算油藏中各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量的公式中，用到了表示储层内平均油相相对渗透率的和表示储层内平均水相相对渗透率的这两个参量是可以调整的，通过对这两个参量的调整可以更精确地确定采用井的产能。具体地，可以假设地层内仅存在油、水两相流体，且忽略油、水两相之间的相互作用，然后基于物质平衡关系计算不同时间的平均含油饱和度，即一定时间内采出的油量等于注入的水量，因此某一时间段内含油饱和度的变化等于这段时间内采出的油量占油藏孔隙体积的比值，在得到新的产油量的情况下，可以按照以下计算得到新的含油饱和度：
(公式11)
其中，表示该段时间内含油饱和度的变化量，QPo表示该段时间的产油量，Bo表示原油体积系数，Δt表示时间长度，Vφ表示油藏孔隙体积。
这样在得到的新的含油饱和度后，可以结合油水两相相对渗透率曲线选取新的储层内平均油相相对渗透率和储层内平均水相相对渗透率，然后可以基于新的储层内平均油相相对渗透率和储层内平均水相相对渗透率，重新计算得到更为准确的水油产量和含水率等指标。
在上述实施例中，可以通过收集油藏动态数据、静态数据以及压裂裂缝的各项参数，对多层油藏中单个薄差油层内水平裂缝采油井进行渗流场分析，具体地包括：外部地层到水平裂缝等效区域的径向流和水平裂缝等效区域内的椭圆流；然后，根据压降叠加原理，得到未压裂五点法井网内考虑启动压力梯度后任意一点的压力，进而计算得到油井未压裂时五点井网的产油量，进一步的，再通过分析外部地层到水平裂缝等效区域的径向流地层内任意一点的压力，水平裂缝等效区域内的椭圆流地层内任意一点的压力，结合启动压力梯度对五点井网造成的压力损失和注采比，计算得到五点井网中水平裂缝采油井的产油量和产水量，最终忽略多层油藏中各油层之间的干扰和窜流，基于单层水平压裂后五点井网产能，将各层产量进行叠加进而得到多段水平裂缝采油井的总产量。
上述方式可以应用在如图6所示的油藏中，假设该油藏为浅部多层油藏，其中薄差油层内均压开水平裂缝，监测的裂缝支撑宽度视为水平裂缝的高度，裂缝半长为水平裂缝两翼在油层中的延伸长度，且各油层之间隔层发育好，且油层很薄，因此可以忽略油层之间的相互干扰以及油层内的流体纵向流动。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的装置，如下面的实施例所述。由于确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的装置解决问题的原理与确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的方法相似，因此确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的装置的实施可以参见确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图7是本发明实施例的确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的装置的一种结构框图，如图7所示，包括：采油井选取模块701、压力分布计算模块702、单个薄差油层压力计算模块703、五点井网产量计算模块704和总产量计算模块705，下面对该结构进行说明。
采油井选取模块701，用于从油藏中选取一口具有水平裂缝的采油井；
压力分布计算模块702，用于计算所述采油井在所述油藏的单个薄差油层的压力分布，其中，所述压力分布包括：水平裂缝等效区域的椭圆流范围内的压力分布和外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内的压力分布；
单个薄差油层压力计算模块703，用于选取四口注水井，其中，所述四口注水井围绕所述采油井在平面上形成一个正方形，所述采油井位于所述正方形的中心，所述四口注水井和所述采油井形成五点井网，根据压降叠加原理，将所述四口注水井与所述采油井分别在外部地层区域引发的压力降进行叠加，将所述四口注水井与所述采油井分别在水平裂缝等效区域引发的压力降进行叠加，以计算所述单个薄差油层所在地层内任意一点的压力；
五点井网产量计算模块704，用于根据所述单个薄差油层所在地层内的压力，结合由启动压力梯度造成的压力损失，和所述四口注水井的总注水量与所述采油井的产油量之比，计算油藏中各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量；
总产量计算模块705，用于对各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量，进行叠加，得到多层多段水平裂缝采油井的总产量。
在一个实施方式中，单个薄差油层压力计算模块703包括：
径向流计算单元，用于按照以下公式计算外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内任意一点的压力：
其中，pj表示外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内任意一点的压力，单位为MPa，pf表示水平裂缝边界处的压力，单位为MPa，CSI表示SI制单位换算系数，数值为1/86.4，μo表示地下原油黏度，单位为mPa.s，Bo表示原油体积系数，QPo表示采油井产油量，单位为m3/d，K表示储层渗透率，单位为μm2，表示储层内平均油相相对渗透率，h表示储层厚度，单位为m，af表示水平裂缝的半长轴，单位为m，bf表示水平裂缝的半短轴，单位为m，a和b分别表示任一条等压线的长轴和短轴的半轴长度，单位为m，
x表示当前压力计算点的横坐标，y表示当前压力计算点的纵坐标，c为一常量，单位为MPa；
椭圆流计算单元，用于按照以下公式计算水平裂缝等效区域的椭圆流范围内任意一点的压力：
其中，pt表示水平裂缝等效区域的椭圆流范围内任意一点的压力，单位为MPa，表示水平裂缝等效区域内的等效渗透率，Kf表示裂缝渗透率，aw表示采油井的长轴，bw表示采油井的短轴，wf表示平均裂缝支撑宽度，单位为m，d*是由椭圆长轴、短轴和井筒半径决定的参数。
在一个实施方式中，五点井网产量计算模块704具体可以用于：
按照以下公式计算油藏中各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量：
按照以下公式计算油藏中各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产水量：
pI表示所述四口注水井的注入压力，单位为mPa，pw表示所述采油井的井底流压，单位为mPa，β表示井网形状因子，λ表示启动压力梯度，单位为mPa/m，L表示采油井与注水井之间的距离，rw表示井筒半径，单位为m，af表示水平裂缝的半长轴，单位为m，bf表示水平裂缝的半短轴，单位为m，CSI表示SI制单位换算系数，数值为1/86.4，μo表示地下原油黏度，单位为mPa.s，Bo表示原油体积系数，K表示储层渗透率，单位为μm2，表示储层内平均油相相对渗透率，h表示储层厚度，单位为m，aI表示注水井所在椭圆等压线的半长轴，单位为m，bI表示注水井所在椭圆等压线的半短轴，单位为m，Kf表示裂缝渗透率，d*是由椭圆长轴、短轴和井筒半径决定的参数，wf表示平均裂缝支撑宽度，单位为m，xw表示采油井的井壁所在的横坐标，单位为m，yw表示采油井的井壁所在的纵坐标，单位为m，表示水相平均相对渗透率，α表示所述四口注水井的总注水量与所述采油井的产油量之比，QIw表示水井注入量，单位为m3/d，μw表示地下水黏度，单位为mPa.s，Bw表示水体积系数。
在一个实施方式中，总产量计算模块705具体可以用于：按照以下公式对各层的产油量进行累加，得到所述多层多段水平裂缝采油井的总产油量：
按照以下公式对各层的产水量进行累加，得到所述多层多段水平裂缝采油井的总产水量：
其中，表示多层多段水平裂缝采油井的总产油量，单位为m3/d，QPoi表示五点井网中水平裂缝采油井中各高渗储层的单层产油量，单位为m3/d，QPoj表示五点井网中水平裂缝采油井中各薄差油层的单层产油量，单位为m3/d，c表示油藏纵向上高渗储层的层数，d表示油藏纵向上薄差油层的层数，i表示高渗储层的编号，j表示薄差油层的编号，表示多层多段水平裂缝采油井的总产水量，单位为m3/d，QPwi表示表示五点井网中水平裂缝采油井中各高渗储层的单层产水量，单位为m3/d，QPwj表示五点井网中水平裂缝采油井中各薄差油层的单层产水量，单位为m3/d。
在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。
在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：提出了一种确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的方法，在确定的过程中综合考虑了启动压力梯度造成的压力损失以及水平裂缝对渗流场的影响，基于物质平衡和压降叠加原理推导了出了多层多段水平裂缝采油井的产能计算公式，从而可以保证在较高精度下实现对多层多段水平裂缝采油井的总产量的计算，以便为科学地使用多层多段水力压裂技术提供依据，最终达到提高油藏采收率的目的。进一步的，因为考虑了启动压力梯度对多层油藏中薄差油层的影响，体现出了纵向多油层之间的非均质性，同时能够根据多个高渗层位和薄差油层组合而成的多层油藏计算整体产能，并且考虑了油水两相的相互作用，从而使得计算得到的产能精度得到很大的提升。
在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。
在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的方法，其特征在于，包括：
从油藏中选取一口具有水平裂缝的采油井；
计算所述采油井在所述油藏的单个薄差油层的压力分布，其中，所述压力分布包括：水平裂缝等效区域的椭圆流范围内的压力分布和外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内的压力分布；
选取四口注水井，其中，所述四口注水井围绕所述采油井在平面上形成一个正方形，所述采油井位于所述正方形的中心，所述四口注水井和所述采油井形成五点井网，根据压降叠加原理，将所述四口注水井与所述采油井分别在外部地层区域引发的压力降进行叠加，将所述四口注水井与所述采油井分别在水平裂缝等效区域引发的压力降进行叠加，以计算所述单个薄差油层所在地层内任意一点的压力；
根据所述单个薄差油层所在地层内的压力，结合由启动压力梯度造成的压力损失，和所述四口注水井的总注水量与所述采油井的产油量之比，计算油藏中各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量；
对各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量，进行叠加，得到多层多段水平裂缝采油井的总产量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述采油井在多层油藏的单个薄差油层的压力分布，包括：
按照以下公式计算外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内任意一点的压力：
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其中，pj表示外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内任意一点的压力，单位为MPa，pf表示水平裂缝边界处的压力，单位为MPa，CSI表示SI制单位换算系数，数值为1/86.4，μo表示地下原油黏度，单位为mPa.s，Bo表示原油体积系数，QPo表示采油井产油量，单位为m3/d，K表示储层渗透率，单位为μm2，表示储层内平均油相相对渗透率，h表示储层厚度，单位为m，af表示水平裂缝的半长轴，单位为m，bf表示水平裂缝的半短轴，单位为m，a和b分别表示任一条等压线的长轴和短轴的半轴长度，单位为m，
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x表示当前压力计算点的横坐标，y表示当前压力计算点的纵坐标，c为一常量，单位为MPa；
按照以下公式计算水平裂缝等效区域的椭圆流范围内任意一点的压力：
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其中，pt表示水平裂缝等效区域的椭圆流范围内任意一点的压力，单位为MPa，表示水平裂缝等效区域内的等效渗透率，Kf表示裂缝渗透率，wf表示平均裂缝支撑宽度，单位为m，d*是由椭圆长轴、短轴和井筒半径决定的参数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
按照以下公式计算油藏中各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量：
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其中，QPo表示五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量，QPw表示五点井网中水平裂缝采油井单层的产水量，pI表示所述四口注水井的注入压力，单位为mPa，pw表示所述采油井的井底流压，单位为mPa，β表示井网形状因子，λ表示启动压力梯度，单位为mPa/m，L表示采油井与注水井之间的距离，rw表示井筒半径，单位为m，af表示水平裂缝的半长轴，单位为m，bf表示水平裂缝的半短轴，单位为m，CSI表示SI制单位换算系数，数值为1/86.4，μo表示地下原油黏度，单位为mPa.s，Bo表示原油体积系数，K表示储层渗透率，单位为μm2，表示储层内平均油相相对渗透率，h表示储层厚度，单位为m，aI表示注水井所在椭圆等压线的半长轴，单位为m，bI表示注水井所在椭圆等压线的半短轴，单位为m，Kf表示裂缝渗透率，d*是由椭圆长轴、短轴和井筒半径决定的参数，wf表示平均裂缝支撑宽度，单位为m，xw表示采油井的井壁所在的横坐标，单位为m，yw表示采油井的井壁所在的纵坐标，单位为m，表示水相平均相对渗透率，α表示所述四口注水井的总注水量与所述采油井的产油量之比，μw表示地下水黏度，单位为mPa.s，Bw表示水体积系数。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量，进行叠加，得到多层多段水平裂缝采油井的总产量，包括：
按照以下公式对各层的产油量进行累加，得到所述多层多段水平裂缝采油井的总产油量：
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其中，表示多层多段水平裂缝采油井的总产油量，单位为m3/d，QPoi表示五点井网中水平裂缝采油井中各高渗储层的单层产油量，单位为m3/d，QPoj表示五点井网中水平裂缝采油井中各薄差油层的单层产油量，单位为m3/d，c表示油藏纵向上高渗储层的层数，d表示油藏纵向上薄差油层的层数，i表示高渗储层的编号，j表示薄差油层的编号，表示多层多段水平裂缝采油井的总产水量，单位为m3/d，QPwi表示表示五点井网中水平裂缝采油井中各高渗储层的单层产水量，单位为m3/d，QPwj表示五点井网中水平裂缝采油井中各薄差油层的单层产水量，单位为m3/d。
5.一种确定多层多段水平裂缝采油井的总产量的装置，其特征在于，包括：
采油井选取模块，用于从油藏中选取一口具有水平裂缝的采油井；
压力分布计算模块，用于计算所述采油井在所述油藏的单个薄差油层的压力分布，其中，所述压力分布包括：水平裂缝等效区域的椭圆流范围内的压力分布和外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内的压力分布；
单个薄差油层压力计算模块，用于选取四口注水井，其中，所述四口注水井围绕所述采油井在平面上形成一个正方形，所述采油井位于所述正方形的中心，所述四口注水井和所述采油井形成五点井网，根据压降叠加原理，将所述四口注水井与所述采油井分别在外部地层区域引发的压力降进行叠加，将所述四口注水井与所述采油井分别在水平裂缝等效区域引发的压力降进行叠加，以计算所述单个薄差油层所在地层内任意一点的压力；
五点井网产量计算模块，用于根据所述单个薄差油层所在地层内的压力，结合由启动压力梯度造成的压力损失，和所述四口注水井的总注水量与所述采油井的产油量之比，计算油藏中各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量；
总产量计算模块，用于对各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量和产水量，进行叠加，得到多层多段水平裂缝采油井的总产量。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，单个薄差油层压力计算模块包括：
径向流计算单元，用于按照以下公式计算外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内任意一点的压力：
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其中，pj表示外部地层到水平裂缝等效区域的径向流范围内任意一点的压力，单位为MPa，pf表示水平裂缝边界处的压力，单位为MPa，CSI表示SI制单位换算系数，数值为1/86.4，μo表示地下原油黏度，单位为mPa.s，Bo表示原油体积系数，QPo表示采油井产油量，单位为m3/d，K表示储层渗透率，单位为μm2，表示储层内平均油相相对渗透率，h表示储层厚度，单位为m，af表示水平裂缝的半长轴，单位为m，bf表示水平裂缝的半短轴，单位为m，a和b分别表示任一条等压线的长轴和短轴的半轴长度，单位为m，
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x表示当前压力计算点的横坐标，y表示当前压力计算点的纵坐标，c为一常量，单位为MPa；
椭圆流计算单元，用于按照以下公式计算水平裂缝等效区域的椭圆流范围内任意一点的压力：
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其中，pt表示水平裂缝等效区域的椭圆流范围内任意一点的压力，单位为MPa，表示水平裂缝等效区域内的等效渗透率，Kf表示裂缝渗透率，wf表示平均裂缝支撑宽度，单位为m，d*是由椭圆长轴、短轴和井筒半径决定的参数。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，五点井网产量计算模块具体用于：
按照以下公式计算油藏中各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产油量：
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按照以下公式计算油藏中各层的五点井网中水平裂缝采油井单层的产水量：
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pI表示所述四口注水井的注入压力，单位为mPa，pw表示所述采油井的井底流压，单位为mPa，β表示井网形状因子，λ表示启动压力梯度，单位为mPa/m，L表示采油井与注水井之间的距离，rw表示井筒半径，单位为m，af表示水平裂缝的半长轴，单位为m，bf表示水平裂缝的半短轴，单位为m，CSI表示SI制单位换算系数，数值为1/86.4，μo表示地下原油黏度，单位为mPa.s，Bo表示原油体积系数，K表示储层渗透率，单位为μm2，表示储层内平均油相相对渗透率，h表示储层厚度，单位为m，aI表示注水井所在椭圆等压线的半长轴，单位为m，bI表示注水井所在椭圆等压线的半短轴，单位为m，Kf表示裂缝渗透率，d*是由椭圆长轴、短轴和井筒半径决定的参数，wf表示平均裂缝支撑宽度，单位为m，xw表示采油井的井壁所在的横坐标，单位为m，yw表示采油井的井壁所在的纵坐标，单位为m，表示水相平均相对渗透率，α表示所述四口注水井的总注水量与所述采油井的产油量之比，μw表示地下水黏度，单位为mPa.s，Bw表示水体积系数。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述总产量计算模块具体用于：按照以下公式对各层的产油量进行累加，得到所述多层多段水平裂缝采油井的总产油量：
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<msub>
<mi>Q</mi>
<mrow>
<mi>P</mi>
<mi>o</mi>
<mi>j</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
按照以下公式对各层的产水量进行累加，得到所述多层多段水平裂缝采油井的总产水量：
<mrow>
<msubsup>
<mi>Q</mi>
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<mi>P</mi>
<mi>w</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>T</mi>
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<mi>Q</mi>
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<mi>P</mi>
<mi>w</mi>
<mi>j</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
其中，表示多层多段水平裂缝采油井的总产油量，单位为m3/d，QPoi表示五点井网中水平裂缝采油井中各高渗储层的单层产油量，单位为m3/d，QPoj表示五点井网中水平裂缝采油井中各薄差油层的单层产油量，单位为m3/d，c表示油藏纵向上高渗储层的层数，d表示油藏纵向上薄差油层的层数，i表示高渗储层的编号，j表示薄差油层的编号，表示多层多段水平裂缝采油井的总产水量，单位为m3/d，QPwi表示表示五点井网中水平裂缝采油井中各高渗储层的单层产水量，单位为m3/d，QPwj表示五点井网中水平裂缝采油井中各薄差油层的单层产水量，单位为m3/d。
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