CN105507892A - 基于流度的可采稠油油藏的监测方法及装置 - Google Patents
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- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
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Abstract
本申请实施例提供了一种基于流度的可采稠油油藏的监测方法及装置,本申请实施例充分利用稠油油藏粘度变化大,引起流度变化大,利用多次采集的地震资料预测储层的流度变化,从而根据流度变化获得了可采稠油油藏的边界变化。
Description
技术领域
本申请涉及地球物理勘探技术领域,尤其是涉及一种基于流度的可采稠油油藏的监测方法及装置。
背景技术
蒸汽辅助重力泄油(SteamAssistedGravityDraining,SAGD)是应用较多稠油开采方式。由于蒸汽腔扩展变化复杂,油田面临顶水、边水可能突破等开采风险,同时也面临剩余油气预测等问题。目前油藏地球物理越来越多地用于解决这些问题,因为从可开发角度,主要关心油气被采出的难易程度,它与储层的渗透性密切相关,而渗透性主要岩石的渗透率与流体的粘度有关。例如,对一渗透性差的岩石如油页岩等,虽然在其微毛细管孔隙含有大量的呈分散状态的石油,但在地层压力条件下,流体通过它流动十分困难,甚至完全不能流动,从而难以开采。而对一渗透性好的岩石,虽然岩石本身的渗透性不错,但由于流体粘度大比如稠油,流动同样十分困难,同样也难以开采。因此,无论在地震岩石物理学还是渗流力学中,有效渗透率与流体粘度都是成比值出现的,故学者们将有效渗透率与流体粘度的比值定义为流度(FluidMobility),以用来反映储层的流动性。
一般地,随着开采过程的推进,稠油油藏的流动性可能发生变化,从而导致可采稠油油藏可能发生变化。然而,如何获取储层稠油油藏的流动性以监测该储层可采稠油油藏的变化是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种基于流度的可采稠油油藏的监测方法及装置,以实现基于获取储层稠油油藏的流动性来监测该储层可采稠油油藏的变化。
为达到上述目的,一方面,本申请实施例提供了一种基于流度的可采稠油油藏的监测方法,包括以下步骤:
确定储层中饱和岩石的岩石密度、渗透率和流体粘度;
在开采所述储层的过程中,获取所述储层在至少两次地震勘探下采集的地震数据,并对各次地震勘探下采集的地震数据进行时移互均化处理,各次地震勘探的时间间隔为预设值;
对各次经时移互均化处理后的地震数据进行频谱分析,并从各次的频谱分析结果中选取相同频带的频谱能量,所述相同频带为低频频带;
确定各次选取的频谱能量随频率变化的导数;
基于所述饱和岩石的渗透率、流体粘度以及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度比例系数;
基于所述各次的流度比例系数及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度;
根据各次的流度确定所述储层的流度变化,并基于所述储层的流度变化确定所述储层的可采稠油油藏的变化剖面。
本申请实施例的基于流度的可采稠油油藏的监测方法,所述对各次经时移互均化处理后的地震数据进行频谱分析,具体包括:
通过连续小波变换对各次经时移互均化处理后的地震数据进行频谱分析。
本申请实施例的基于流度的可采稠油油藏的监测方法,所述的连续小波变换包括Morlet小波变换。
本申请实施例的基于流度的可采稠油油藏的监测方法,所述确定各次选取的频谱能量随频率变化的导数,具体包括:
根据公式确定各次选取的频谱能量随频率变化的导数,其中,为第i次的频谱能量随频率变化的导数,phi为第i次的低频频带的高频段对应的频谱能量,pli为第i次的低频频带的低频段对应的频谱能量,n谓低频频带的高、低频段所取的样点个数,R为饱和岩石的低频地震反射系数,w为频率。
本申请实施例的基于流度的可采稠油油藏的监测方法,所述基于所述饱和岩石的渗透率、流体粘度以及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度比例系数,具体包括:
根据公式计算各次的流度比例系数,其中,Ci为第i次的流度比例系数,κ为所述饱和岩石的渗透率,η所述饱和岩石的流体粘度,为第i次的频谱能量随频率变化的导数。
本申请实施例的基于流度的可采稠油油藏的监测方法,所述基于所述各次的流度比例系数及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度,具体包括:
根据公式计算各次的流度,其中,mi第i次的流度,Ci为第i次的流度比例系数,为第i次的频谱能量随频率变化的导数,w为频率。
本申请实施例的基于流度的可采稠油油藏的监测方法,所述根据各次的流度确定所述储层的流度变化,具体包括:
计算所述各次的流度中相邻次流度间的差值,获得流度差值集合,所述流度差值集合反应所述储层的流度变化。
本申请实施例的基于流度的可采稠油油藏的监测方法,所述确定储层中饱和岩石的岩石密度,具体包括:
根据公式获取所述储层中饱和岩石的基质密度ρg,其中ρi表示第i种组成矿物的密度,fi表示第i种矿物的体积分数;
根据公式ρb=(1-φ)ρg+φρf获取所述储层中饱和岩石的岩石密度,其中,φ为所述饱和岩石的孔隙度,ρf所述饱和岩石内的流体密度。
另一方面,本申请实施例还提供一种基于流度的可采稠油油藏的监测装置,其包括:
参数获取模块,用于确定储层中饱和岩石的岩石密度、渗透率和流体粘度;
地震数据获取模块,用于在开采所述储层的过程中,获取所述储层在至少两次地震勘探下采集的地震数据,并对各次地震勘探下采集的地震数据进行时移互均化处理,各次地震勘探的时间间隔为预设值;
频谱处理模块,用于对各次经时移互均化处理后的地震数据进行频谱分析,并从各次的频谱分析结果中选取相同频带的频谱能量,所述相同频带为低频频带;
导数获取模块,用于确定各次选取的频谱能量随频率变化的导数;
比例系数获取模块,用于基于所述饱和岩石的渗透率、流体粘度以及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度比例系数;
流度获取模块,用于基于所述各次的流度比例系数及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度;
油藏剖面获取模块,用于根据各次的流度确定所述储层的流度变化,并基于所述储层的流度变化确定所述储层的可采稠油油藏的变化剖面。
本申请实施例充分利用稠油油藏粘度变化大,引起流度变化大,利用多次采集的地震资料预测储层的流度变化,从而根据流度变化获得乐可采稠油油藏的边界变化。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请实施例的进一步理解,构成本申请实施例的一部分,并不构成对本申请实施例的限定。在附图中:
图1为本申请一实施例的基于流度的可采稠油油藏的监测方法的流程图;
图2a为本申请一实施例的测试所用的合成信号;
图2b为图2a所示的合成信号经过小波变换后的频谱;
图3为本申请一实施例的频带选择示意图;
图4为本申请一实施例获得的稠油油藏的变化剖面;
图5为本申请一实施例的基于流度的可采稠油油藏的监测装置的结构框图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本申请实施例做进一步详细说明。在此,本申请实施例的示意性实施例及其说明用于解释本申请实施例,但并不作为对本申请实施例的限定。
下面结合附图,对本申请实施例的具体实施方式作进一步的详细说明。
参考图1所示,本申请一实施例基于流度的可采稠油油藏的监测方法,包括以下步骤:
步骤S1,确定储层中饱和岩石的岩石密度、渗透率和流体粘度。
储层中饱和岩石的渗透率、流体粘度可通过地质报告、录井报告、岩心数据和测井曲线等得到。而储层中饱和岩石的岩石密度则可通过以下方式得到:
首先,根据公式获取所述储层中饱和岩石的基质密度ρg,其中ρi表示第i种组成矿物的密度,fi表示第i种矿物的体积分数;
然后,根据公式ρb=(1-φ)ρg+φρf获取所述储层中饱和岩石的岩石密度,其中,φ为所述饱和岩石的孔隙度,ρf所述饱和岩石内的流体密度。
步骤S2,在开采所述储层的过程中,获取所述储层在至少两次地震勘探下采集的地震数据,并对各次地震勘探下采集的地震数据进行时移互均化处理,各次地震勘探的时间间隔为预设值。本文的时移互均化处理指的是对叠前时移地震数据或叠后时移地震数据进行互均化处理。
一般地,在通过蒸汽辅助重力泄油等方式开采储层的过程中,往往需要每隔一段时间对储层进行一次地震勘探并采集地震数据。根据实际需要,各次地震勘探的时间间隔可以预先设定,比如设定为等间隔,例如每年一次、每月一次、每周一次、甚至是每天一次。当然,根据需要也可是不等间隔。
步骤S3,对各次经时移互均化处理后的地震数据进行频谱分析,并从各次的频谱分析结果中选取相同频带的频谱能量,所述相同频带为低频频带,因为低频频带最为相关。其中,可通过连续小波变换(例如Morlet小波变换)对各次经时移互均化处理后的地震数据进行频谱分析。合成信号如图2a所示,合成信号经过Morlet小波变换得到的频谱如图2b所示,如图3所示,为本申请实施例的一个示例性的频带选取示意图。
Silin等基于Biot弹性波传播理论和Barenblatt方法得到了Biot-Barenblatt孔弹性模型,在引入一个无量纲参数对弹性介质与饱含流体多孔介质分界面的地震反射进行了低频渐近分析,当流体和岩石的特性在合理范围时,无量纲参数在低频(一般低于1KHz)时很小,则在反射界面上,可得到饱含流体多孔介质中低频地震反射系数R的渐近表示。具体的:
其中,ν1是声速,即介质的一个特征参数,该参数不依赖于频率;
为饱和岩石内流体相对于骨架的平均速度,ρb为饱和岩石的岩石密度,ρf为饱和岩石内流体密度,ρg为饱和岩石的基质密度,其关系如下:
ρb=(1-φ)ρg+φρf
β为干骨架的压缩系数。
βgf<<βf,βgs<<β
β1,β2,βf分别为介质1,介质2和流体的体积模量的倒数,显然R0,R1是与频率无关的量,反射系数对频率求导公式为:
进而得到流度m:
其中在实际应用中,一般将C常数化,ω为优势频率。
步骤S4,确定各次选取的频谱能量随频率变化的导数。
在本申请的一实施例中,具体可根据公式确定各次选取的频谱能量随频率变化的导数,其中,为第i次的频谱能量随频率变化的导数,phi为第i次的低频频带的高频段对应的频谱能量,pli为第i次的低频频带的低频段对应的频谱能量,n谓低频频带的高、低频段所取的样点个数,R为饱和岩石的,w为频率。
步骤S5,基于所述饱和岩石的渗透率、流体粘度以及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度比例系数。
在本申请的一实施例中,具体可根据公式计算各次的流度比例系数,其中,Ci为第i次的流度比例系数,κ为所述饱和岩石的渗透率,η所述饱和岩石的流体粘度,为第i次的频谱能量随频率变化的导数。
步骤S6,基于所述各次的流度比例系数及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度。
在本申请的一实施例中,具体可根据公式计算各次的流度,其中,mi第i次的流度,Ci为第i次的流度比例系数,为第i次的频谱能量随频率变化的导数,w为频率。
步骤S7,根据各次的流度确定所述储层的流度变化,并基于所述储层的流度变化确定所述储层的可采稠油油藏的变化剖面。
其中,各次的流度确定所述储层的流度变化可通过计算所述各次的流度中相邻次流度间的差值,获得流度差值集合,所述流度差值集合反应所述储层的流度变化。例如各次的流度分别为,a、b、c、d、e、f、g,那么各次的流度中相邻次流度间的差值则为:b-a、c-b、d-c、e-d,f-e、g-f。
稠油油藏在受热状态下其流动性会相应的增强,而利用蒸汽辅助重力泄油开采稠油的过程中,稠油油藏中流动性强的部分会随着随着蒸汽腔的扩展在原始稠油油藏边界范围内扩展。例如某一储层在09年和11年分别进行了一次地震勘探,获得的地震数据在经过本申请实施例的方法处理后,得到如图4所示的可采稠油油藏的变化剖面。在该图中可以看出,随着时间推移,蒸汽腔在不断的扩展,蒸汽腔的边界变化则反映了可采稠油油藏的边界变化。
由此可见,本申请实施例充分利用稠油油藏粘度变化大,引起流度变化大,利用多次采集的地震资料预测储层的流度变化,从而根据流度变化获得乐可采稠油油藏的边界变化。
参考图5所示,本申请一实施例基于流度的可采稠油油藏的监测装置,包括:
参数获取模块51,用于确定储层中饱和岩石的岩石密度、渗透率和流体粘度;
地震数据获取模块52,用于在开采所述储层的过程中,获取所述储层在至少两次地震勘探下采集的地震数据,并对各次地震勘探下采集的地震数据进行时移互均化处理,各次地震勘探的时间间隔为预设值;
频谱处理模块53,用于对各次经时移互均化处理后的地震数据进行频谱分析,并从各次的频谱分析结果中选取相同频带的频谱能量,所述相同频带为低频频带;
导数获取模块54,用于确定各次选取的频谱能量随频率变化的导数;
比例系数获取模块55,用于基于所述饱和岩石的渗透率、流体粘度以及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度比例系数;
流度获取模块56,用于基于所述各次的流度比例系数及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度;
油藏剖面获取模块57,用于根据各次的流度确定所述储层的流度变化,并基于所述储层的流度变化确定所述储层的可采稠油油藏的变化剖面。
由于该基于流度的可采稠油油藏的监测装置与上述实施例中,基于流度的可采稠油油藏的监测方法对应,其各模块的具体情况请参见上述方法实施例中对应的步骤,在此不再赘述。
由此可见,本申请实施例充分利用稠油油藏粘度变化大,引起流度变化大,利用多次采集的地震资料预测储层的流度变化,从而根据流度变化获得乐可采稠油油藏的边界变化。
本领域技术人员还可以了解到本申请实施例列出的各种说明性逻辑块、单元和步骤可以通过硬件、软件或两者的结合来实现。至于是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。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申请实施例保护的范围。
本申请实施例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。
本申请实施例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,本申请实施例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。
以上所述的具体实施例,对本申请的目的、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,以上所述仅为本申请实施例的具体实施例而已,并不用于限定本申请的保护范围,凡在本申请的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于流度的可采稠油油藏的监测方法,其特征在于,包括以下步骤:
确定储层中饱和岩石的岩石密度、渗透率和流体粘度;
在开采所述储层的过程中,获取所述储层在至少两次地震勘探下采集的地震数据,并对各次地震勘探下采集的地震数据进行时移互均化处理,各次地震勘探的时间间隔为预设值;
对各次经时移互均化处理后的地震数据进行频谱分析,并从各次的频谱分析结果中选取相同频带的频谱能量,所述相同频带为低频频带;
确定各次选取的频谱能量随频率变化的导数;
基于所述饱和岩石的渗透率、流体粘度以及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度比例系数;
基于所述各次的流度比例系数及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度;
根据各次的流度确定所述储层的流度变化,并基于所述储层的流度变化确定所述储层的可采稠油油藏的变化剖面。
2.根据权利要求1所述的基于流度的可采稠油油藏的监测方法,其特征在于,所述对各次经时移互均化处理后的地震数据进行频谱分析,具体包括:
通过连续小波变换对各次经时移互均化处理后的地震数据进行频谱分析。
3.根据权利要求2所述的基于流度的可采稠油油藏的监测方法,其特征在于,所述的连续小波变换包括Morlet小波变换。
4.根据权利要求1所述的基于流度的可采稠油油藏的监测方法,其特征在于,所述确定各次选取的频谱能量随频率变化的导数,具体包括:
根据公式确定各次选取的频谱能量随频率变化的导数,其中,为第i次的频谱能量随频率变化的导数,phi为第i次的低频频带的高频段对应的频谱能量,pli为第i次的低频频带的低频段对应的频谱能量,n谓低频频带的高、低频段所取的样点个数,R为饱和岩石的低频地震反射系数,w为频率。
5.根据权利要求1所述的基于流度的可采稠油油藏的监测方法,其特征在于,所述基于所述饱和岩石的渗透率、流体粘度以及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度比例系数,具体包括:
根据公式计算各次的流度比例系数,其中,Ci为第i次的流度比例系数,κ为所述饱和岩石的渗透率,η所述饱和岩石的流体粘度,为第i次的频谱能量随频率变化的导数。
6.根据权利要求1所述的基于流度的可采稠油油藏的监测方法,其特征在于,所述基于所述各次的流度比例系数及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度,具体包括:
根据公式ω计算各次的流度,其中,mi第i次的流度,Ci为第i次的流度比例系数,为第i次的频谱能量随频率变化的导数,w为频率。
7.根据权利要求1所述的基于流度的可采稠油油藏的监测方法,其特征在于,所述根据各次的流度确定所述储层的流度变化,具体包括:
计算所述各次的流度中相邻次流度间的差值,获得流度差值集合,所述流度差值集合反应所述储层的流度变化。
8.根据权利要求1所述的基于流度的可采稠油油藏的监测方法,其特征在于,所述确定储层中饱和岩石的岩石密度,具体包括:
根据公式获取所述储层中饱和岩石的基质密度ρg,其中ρi表示第i种组成矿物的密度,fi表示第i种矿物的体积分数;
根据公式ρb=(1-φ)ρg+φρf获取所述储层中饱和岩石的岩石密度,其中,φ为所述饱和岩石的孔隙度,ρf所述饱和岩石内的流体密度。
9.一种基于流度的可采稠油油藏的监测装置,其特征在于,包括:
参数获取模块,用于确定储层中饱和岩石的岩石密度、渗透率和流体粘度;
地震数据获取模块,用于在开采所述储层的过程中,获取所述储层在至少两次地震勘探下采集的地震数据,并对各次地震勘探下采集的地震数据进行时移互均化处理,各次地震勘探的时间间隔为预设值;
频谱处理模块,用于对各次经时移互均化处理后的地震数据进行频谱分析,并从各次的频谱分析结果中选取相同频带的频谱能量,所述相同频带为低频频带;
导数获取模块,用于确定各次选取的频谱能量随频率变化的导数;
比例系数获取模块,用于基于所述饱和岩石的渗透率、流体粘度以及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度比例系数;
流度获取模块,用于基于所述各次的流度比例系数及所述各次选取的频谱能量随频率变化的导数对应确定各次的流度;
油藏剖面获取模块,用于根据各次的流度确定所述储层的流度变化,并基于所述储层的流度变化确定所述储层的可采稠油油藏的变化剖面。
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