CN105888656A - 一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法，其特征在于，该方法以地质建模和油藏数值模拟为基础，引入吸水强度指数的概念，建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率的关系图版，然后统计天然微裂缝发育区域注水井实际的吸水强度指数，按照注水井吸水强度相同下，渗透率相当的原则，实现天然裂缝发育致密储层覆压下岩石液测渗透率的定量评价。本发明为油气井产量的评价、井网部署及后期开发技术政策的制定提供基础数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种测渗透率的方法，特别涉及一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法。
背景技术
随着世界石油供需矛盾的日益突出和优质石油资源的逐渐匮乏，超低渗致密油资源的开发已成为我国石油工业发展的新课题，超低渗致密油藏储层渗透率一般小于1mD，从鄂尔多斯盆地该类致密储层前期研究来看，该类致密储层天然微裂缝较为发育，具有“小切深、小开度、小间距”的特征，裂缝开度≤60μm占约59％、裂缝间距≤6cm占约80％、裂缝切深≤20cm占约80％，单缝高度一般小于1米；平面延伸长度大多小于20米。研究储层时，人们最关注的是储层岩石的特性之一是可渗性(或称渗透性)，因为岩石的可渗性则直接影响油气井的产量、井网部署及后期开发技术政策的制定。那么，用什么方法来研究天然微裂缝发育岩石的渗透性？关于岩石渗透率的定量评价，目前普遍应用的是1999年中华人民共和国颁发的石油天然气行业标准SY/T6385-1999《覆压下岩石孔隙度和渗透率测定方法》，标准中规定的入介质为高纯氮气，岩心为直径2.5cm(3.8cm)、长2.5-7.6cm的圆柱；液测(水测)渗透率可以参照这个行业标准执行。以上标准定量评价只是对于基质岩心渗透率适用性很好。
针对天然微裂缝发育岩石渗透率定量评价，存在的最大问题是如何从储层中取到具有代表性的天然裂缝发育储层岩心，从文献调研来看，存在3个方面的难题：(1)天然裂缝发育存在非均质性、钻井取芯尺度较小，影响室内测试结果的代表性；(2)从储层覆压条件下取出的天然裂缝发育岩心，在地面上由于上覆岩石压力消失，天然裂缝开度变大，会导致地面条件下储层岩石渗透率呈数量级的增大，后期即使在室内实验加覆压条件下测试，室内储层岩石渗透率测试结果依然与真实渗透率偏差较大；(3)天然裂缝发育岩心钻取过程中，含有微裂缝的岩心容易破碎，难以完成室内实验测试；因此目前按照石油天然气行业标准SY/T6385-1999，无论是气测、还是液测(水测)应用室内实验直接测量天然微裂缝发育岩石渗透率的方法都存在很大的缺陷。同时目前出版文献中也没有该类储层渗透率的理论计算方法。针对目前天然微裂缝发育致密储层覆压下渗透率定量评价的难题，考虑到以下两点：(1)在油田开发矿场实践 中，注水井压力一定的情况下，储层渗透率越大，注水强度越大；储层渗透率越小，注水强度越小，注水井的注水量、注水压力与储层渗透性有较好的匹配性；(2)不考虑天然裂缝的地质建模和油藏数值模拟技术比较成熟，应用油藏数值模拟技术可以建立不同储层基质渗透率与注水参数图版。本发明基于注水参数相同情况下，渗透率相当的原则，提出一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法。
发明内容
本发明的目的是克服从储层中取到具有代表性的天然裂缝发育储层岩心难的问题，提供的一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法，该方法以地质建模和油藏数值模拟为基础，引入吸水强度指数的概念，建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率的关系图版，然后统计天然微裂缝发育区域注水井实际的吸水强度指数，按照注水井吸水强度相同下，渗透率相当的原则，实现天然裂缝发育致密储层覆压下岩石液测渗透率的定量评价，从而为油气井产量的评价、井网部署及后期开发技术政策的制定提供基础数据。
本发明的技术方案是：一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法，其特征在于，该方法的具体实施步骤如下：
步骤1：建立注水井单井均质地质模型；
步骤2：建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版；
步骤3：依据天然微裂缝发育区注水井实际吸水强度指数和步骤2的注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版，获得天然微裂缝发育区储层等效液测渗透率值；
所述步骤3注水井实际吸水强度指数：实际选取天然微裂缝发育储层测试过吸水剖面的注水井，统计注水井单层纵向吸水厚度、单层稳定注水量、注水压力和注水井所在区域地层压力，利用这些数据，计算注水井实际吸水强度指数；所述获得天然微裂缝发育区储层等效液测渗透率值的计算公式是：y＝11.673x－0.0275,其中，y为渗透率，x为实际吸水强度指数。
所述步骤1建立注水井单井均质地质模型，具体步骤是：初步确定单井均质地质模型特征参数，特征参数包括油层厚度、含油饱和度、孔隙度和模型初始渗透率值；然后通过地质建模软件建立注水井单井均质地质模型。
所述步骤2建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版是在步骤1建立注水井单井均质地质模型的基础上，利用注水井所在区域原始地层压力、地层原油粘度、地层原油密度、地层原油饱和压力、溶解气油比、原油体积系数、地层水密度、地层水粘度和岩石压缩系数这些参数，通过油藏数值模拟软件建立油藏数值模拟PVT场；在注水井井底压力保持一定的情况下，设计不同储层渗透率进行模拟计算，应用 不同渗透率条件下的注水井注水量与渗透率关系曲线，建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版。
所述吸水强度指数是指单位纵向吸水厚度和注水压差下的日注水量，其中注水压差等于注水井井底压力减去地层压力；
所述的吸水强度指数的计算公式如下：
x为吸水强度指数，单位是m3/(m*MPa*d)；Winj为单井日注水量，单位是m3/d；H为纵向吸水厚度，单位是m；Pw为井底注水压力，单位是MPa；Pi为地层压力，单位是MPa。
在油藏数值模拟计算中，要求油层厚度和纵向吸水厚度相同，单位是m。
本发明的有益效果：本发明克服了储层中具有代表性天然微裂缝发育岩心难以获取的难题，通过油藏数值模拟计算，建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版，按照注水参数相同情况下，渗透率相当的原则，实现不同天然裂缝发育致密储层覆压下岩石液测渗透率的快速定量评价，从而为油气井产量的评价、井网部署及后期开发技术政策的制定提供基础数据。
附图说明
图1是一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法流程图；
图2是注水井单井均质地质模型；
图3是模拟计算的注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版；
图中：1、注水井。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明做进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
实施例1
一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法，其特征在于，该方法的具体实施步骤如下：
步骤1：建立注水井单井均质地质模型；
步骤2：建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版；
步骤3：依据天然微裂缝发育区注水井实际吸水强度指数和步骤2的注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版，获得天然微裂缝发育区储层等效液测渗透率值；
所述步骤3注水井实际吸水强度指数：实际选取天然微裂缝发育储层测试过吸水剖面的注水井，统计注水井单层纵向吸水厚度、单层稳定注水量、注水压力和注水井所在区域地层压力，利用这些数据，计算注水井实际吸水强度指数；所述获得天然微裂缝发育区储层等效液测渗透率值的计算公式是：y＝11.673x－0.0275,其中，y为渗透率，x为实际吸水强度指数。
本发明的方法以地质建模和油藏数值模拟为基础，引入吸水强度指数的概念，建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率的关系图版，然后统计天然微裂缝发育区域注水井实际的吸水强度指数，按照注水井吸水强度相同下，渗透率相当的原则，实现天然裂缝发育致密储层覆压下岩石液测渗透率的定量评价。本发明为油气井产量的评价、井网部署及后期开发技术政策的制定提供基础数据。
实施例2
一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法，具体实施步骤如下：
步骤1：建立注水井单井均质地质模型；
步骤2：建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版；
步骤3：依据天然微裂缝发育区注水井1实际吸水强度指数和步骤2的注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版，获得天然微裂缝发育区储层等效液测渗透率值。所述步骤3注水井实际吸水强度指数：实际选取天然微裂缝发育储层测试过吸水剖面的注水井，统计注水井单层纵向吸水厚度、单层稳定注水量、注水压力和注水井所在区域地层压力，利用这些数据，计算注水井实际吸水强度指数；所述获得天然微裂缝发育区储层等效液测渗透率值的计算公式是：y＝11.673x－0.0275,其中，y为渗透率，x为实际吸水强度指数。
所述吸水强度指数是指单位纵向吸水厚度和注水压差下的日注水量，其中注水压差等于注水井井底压力减去地层压力。
所述的吸水强度指数的计算公式如下：
x为吸水强度指数，单位是m3/(m*MPa*d)；Winj为单井日注水量，单位是m3/d； H为纵向吸水厚度，单位是m；Pw为井底注水压力，单位是MPa；Pi为地层压力，单位是MPa。
实施例3
在实施例2的基础上，如图1所示，一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法，包括如下步骤：
步骤1：建立注水井单井均质地质模型；
具体步骤是：初步确定单井均质地质模型特征参数，特征参数包括油层厚度、含油饱和度、孔隙度和模型初始渗透率值；然后通过地质建模软件建立注水井单井均质地质模型。
步骤2：建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版：是在步骤1建立注水井单井均质地质模型的基础上，利用注水井所在区域原始地层压力、地层原油粘度、地层原油密度、地层原油饱和压力、溶解气油比、原油体积系数、地层水密度、地层水粘度和岩石压缩系数这些参数，通过油藏数值模拟软件建立油藏数值模拟PVT场；在注水井井底压力保持一定的情况下，设计不同储层渗透率进行模拟计算，应用不同渗透率条件下的注水井注水量与渗透率关系曲线，建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版。在油藏数值模拟计算中，纵向吸水厚度和油层厚度相同，单位是m。
步骤3：依据天然微裂缝发育区注水井实际吸水强度指数和步骤2的注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版，获得天然微裂缝发育区储层等效液测渗透率值。
其中，所述的注水井实际吸水强度指数是：实际选取天然微裂缝发育储层测试过吸水剖面的注水井，统计注水井单层纵向吸水厚度、单层稳定注水量、注水压力和注水井所在区域地层压力，利用这些数据，通过吸水强度指数的计算公式计算注水井实际吸水强度指数。
根据步骤2的注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版获得天然微裂缝发育区储层等效液测渗透率值的计算公式是：y＝11.673x－0.0275,其中，y为渗透率，x为实际吸水强度指数。
在油藏数值模拟计算中，要求油层厚度和纵向吸水厚度相同，单位是m。
实施例4
利用本发明所取得的一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法在鄂尔多斯盆地华庆油田长6油藏获得了应用。
步骤1：建立注水井单井均质地质模型
注水井单井均质地质模型(图2)工区范围2km*2km，网格步长20m*20m，纵向上细分6个小层，油层厚度14.7m，模型总网格数100*100*6＝60000个，含油饱和度55％， 孔隙度19％，模型初始渗透率值0.1mD，油层全射开。然后通过地质建模软件建立注水井单井均质地质模型。本发明实施例选择RMS(Reservoir Management System，油藏管理系统)地质建模软件。
步骤2：建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率图版
在步骤1建立注水井单井均质地质模型的基础上，利用注水井所在区域原始地层压力16.0MPa、地层原油粘度1.07mPa.s、地层原油密度0.76g/cm3、地层原油饱和压力7.0MPa、溶解气油比85.7m3/t、原油体积系数1.293、地层水密度0.98g/cm3、地层水粘度0.45mPa.s和岩石压缩系数4.5×10-5/MPa这些参数，通过油藏数值模拟软件建立油藏数值模拟PVT场；在注水井井底压力35MPa的情况下，设计不同储层渗透率方案(K＝0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0mD)进行模拟计算，应用不同渗透率条件下的注水井注水量与渗透率关系曲线，建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版(图3)。在油藏数值模拟计算中，纵向吸水厚度和油层厚度相同，单位是m。油藏数值模拟软件中的数值模拟选用Eclipse黑油模型。
步骤3：依据天然微裂缝发育区注水井实际吸水强度指数和步骤2的注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版，获得天然微裂缝发育区储层等效液测渗透率值。
以华庆油田长6油藏元284区块注水井元301-46井为例，单井注水量15m3，吸水层厚度16m，井底注水压力36MPa，地层压力16MPa，注水井实际吸水强度指数0.0468m3/(m*MPa*d)，根据步骤2的注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版获得天然微裂缝发育区储层等效液测渗透率值的计算公式是：y＝11.673x－0.0275,其中，y为渗透率，x为实际吸水强度指数。然后再根据实际吸水强度指数和步骤2的注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版，通过计算公式是：y＝11.673x－0.0275,计算获得天然微裂缝发育区储层等效液测渗透率值为0.52mD，该区基质岩心室内液测分析渗透率0.19mD，依基质岩心液测渗透率计算的直井单井产量为0.8t/d，依该区天然微裂缝发育区储层等效液测渗透率0.52mD计算的直井单井产量为2.1t/d，该区直井实际单井产量2.4t/d，本发明得到的等效液测渗透率计算的单井产量符合度达到了85％以上；同时对注采井网和开发技术政策优化设计也起到了较大的指导作用。
该方法克服了储层中具有代表性天然微裂缝发育岩心难以获取的难题，通过油藏数值模拟计算，建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版，按照注水参数相同情况下，渗透率相当的原则，实现不同天然裂缝发育致密储层覆压下岩石液测渗透率的快速定量评价，从而为油气井产量的评价、井网部署及后期开发技术政策的制定 提供基础数据。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的工艺步骤及计算方法属本行业的常用手段，这里不一一叙述。
Claims (5)
1.一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法，其特征在于，该方法的具体实施步骤如下：
步骤1：建立注水井单井均质地质模型；
步骤2：建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版；
步骤3：依据天然微裂缝发育区注水井实际吸水强度指数和步骤2的注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版，获得天然微裂缝发育区储层等效液测渗透率值；
所述步骤3注水井实际吸水强度指数：实际选取天然微裂缝发育储层测试过吸水剖面的注水井，统计注水井单层纵向吸水厚度、单层稳定注水量、注水压力和注水井所在区域地层压力，利用这些数据，计算注水井实际吸水强度指数；所述获得天然微裂缝发育区储层等效液测渗透率值的计算公式是：y＝11.673x－0.0275,其中，y为渗透率，x为实际吸水强度指数。
2.根据权利要求1所述的一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法，其特征在于，所述步骤1建立注水井单井均质地质模型，具体步骤是：初步确定单井均质地质模型特征参数，特征参数包括油层厚度、含油饱和度、孔隙度和模型初始渗透率值；然后通过地质建模软件建立注水井单井均质地质模型。
3.根据权利要求1所述的一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法，其特征在于，所述步骤2建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版是在步骤1建立注水井单井均质地质模型的基础上，利用注水井所在区域原始地层压力、地层原油粘度、地层原油密度、地层原油饱和压力、溶解气油比、原油体积系数、地层水密度、地层水粘度和岩石压缩系数这些参数，通过油藏数值模拟软件建立油藏数值模拟PVT场；在注水井井底压力保持一定的情况下，设计不同储层渗透率进行模拟计算，应用不同渗透率条件下的注水井注水量与渗透率关系曲线，建立注水井吸水强度指数与地质模型渗透率关系图版。
4.根据权利要求1所述的一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法，其特征在于，所述吸水强度指数是指单位纵向吸水厚度和注水压差下的日注水量，其中注水压差等于注水井井底压力减去地层压力；
所述的吸水强度指数的计算公式如下：
x为吸水强度指数，单位是m3/(m*MPa*d)；Winj为单井日注水量，单位是m3/d；H为纵向吸水厚度，单位是m；Pw为井底注水压力，单位是MPa；Pi为地层压力，单位是MPa。
5.根据权利要求3所述的一种定量评价天然微裂缝发育致密储层覆压下液测渗透率的方法，其特征在于，在油藏数值模拟计算中，要求油层厚度和纵向吸水厚度相同，单位是m。
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