CN106250664A - 低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法和装置，该方法包括：获取目标单井井段的裂缝基础参数和至少一个典型井的裂缝参数；根据所述至少一个典型井的实测产量以及所述至少一个典型井的裂缝参数，采用非线性回归方法获取裂缝发育参数与表皮系数的关系式的经验系数；根据所述裂缝基础参数和所述经验系数计算所述目标单井井段的单井产能方程的关键参数；根据预先获取的渗透率模量参数、所述产能方程的关键参数获取所述单井的产能方程，并根据所述产能方程计算所述单井的产能，通过考虑裂缝的不均匀分布，基于分形理论定义裂缝发育参数来描述裂缝发育程度，能够有效提高对气井产能预测的准确性。

Description

低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法和装置

技术领域

本发明涉及石油开发技术，尤其涉及一种低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法和装置。

背景技术

在石油开发领域，对于底孔裂缝性砂岩气藏产能的准确评价尤为重要，储层的裂缝和分布都对产能的评价有影响，因此在油田开发阶段，需要对气藏气井的产能进行准确的测评。

目前，裂缝性气藏储层中具有裂缝和孔隙(或称之为基岩或基质)两种储气和流动的介质，称之为双重介质。在实际的裂缝-孔隙性双重介质结构气藏中，裂缝和基岩的分布是杂乱无章的，需要建立相应的渗流模型来描述裂缝和基质中的流动。Barenblatt、Warren-Root、Kazemi、DeSwaan等使用复合的连续介质模型提出了多种双重介质渗流模型，各模型的主要区别在于基岩的形状以及基岩与裂缝之间的接触面积，其中Warren-Root模型更接近一般砂岩气藏的渗流，应用范围也更广。以上几种模型均假定裂缝网络的连通性很好，并且在储层中是均匀分布的，而实际储层中的裂缝发育在不同空间位置是各不相同的，有些位置裂缝较发育，有些位置裂缝不发育，有些位置裂缝是渗流的主要通道，有些位置裂缝对渗流没有大的影响。

然而，由于裂缝在储层中分布的复杂性，用常规的数学方法很难描述流体在其中的流动规律，即用上述方式描述低孔裂缝性砂岩气藏的精确度较低。

发明内容

本发明提供一种低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法和装置，用于解决现有技术中用常规的数学方法很难描述流体在其中的流动规律，描述低孔裂缝性砂岩气藏的精确度较低的问题，从而提高产能评价预测的准确性。

本发明一方面提供一种低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法，包括：

获取目标单井井段的裂缝基础参数和至少一个典型井的裂缝参数；

根据所述至少一个典型井的实测产量以及所述至少一个典型井的裂缝参数，采用非线性回归方法获取裂缝发育参数与表皮系数的关系式的经验系数；

根据所述裂缝基础参数和所述经验系数计算所述目标单井井段的单井产能方程的关键参数；

根据预先获取的渗透率模量参数、所述产能方程的关键参数获取所述单井的产能方程，并根据所述产能方程计算所述单井的产能。

可选的，所述获取目标单井井段的裂缝基础参数，包括：

对所述目标单井井段进行岩石取心、成像测井或CT扫描，获取所述目标单井井段的所述裂缝基础参数；

所述裂缝基础参数包括裂缝深度、有效开度和倾角。

可选的，所述单井产能方程的关键参数包括裂缝渗透率、裂缝发育参数和表皮系数。

可选的，所述根据预先获取的渗透率模量参数、所述产能方程的关键参数获取所述单井的产能方程之前，所述方法还包括：

根据实验方式或试井分析方式获取渗透率模量参数。

可选的，所述获取裂缝发育参数具体包括：采用公式

计算获取所述裂缝发育参数；

其中，β为裂缝发育参数，L_fD为裂缝的线密度，α为裂缝倾角，C_H1为裂缝密度在目标井段内的突进系数，C_H2为裂缝倾角在目标井段内的突进系数；m和n为关系式待拟合系数。

本发明另一方面提供一种低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测装置，包括：

获取模块，用于获取目标单井井段的裂缝基础参数和至少一个典型井的裂缝参数；

处理模块，用于根据所述至少一个典型井的实测产量以及所述至少一个典型井的裂缝参数，采用非线性回归方法获取裂缝发育参数与表皮系数的关系式的经验系数；

计算模块，用于根据所述裂缝基础参数和所述经验系数计算所述目标单井井段的单井产能方程的关键参数；

所述处理模块还用于根据预先获取的渗透率模量参数、所述产能方程的关键参数获取所述单井的产能方程，并根据所述产能方程计算所述单井的产能。

可选的，所述获取模块具体用于：

对所述目标单井井段进行岩石取心、成像测井或CT扫描，获取所述目标单井井段的所述裂缝基础参数；

所述裂缝基础参数包括裂缝深度、有效开度和倾角。

可选的，所述处理模块根据预先获取的渗透率模量参数、所述产能方程的关键参数获取所述单井的产能方程之前，还用于：根据实验方式或试井分析方式获取渗透率模量参数。

可选的，所述处理模块获取裂缝发育参数具体包括：采用公式

计算获取所述裂缝发育参数；

其中，β为裂缝发育参数，L_fD为裂缝的线密度，α为裂缝倾角，C_H1为裂缝密度在目标井段内的突进系数，C_H2为裂缝倾角在目标井段内的突进系数；m和n为关系式待拟合系数。

本发明提供的低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法和装置，通过获取目标井段的裂缝基础参数和典型井的裂缝参数，结合典型井的实测产量，采用非线性回归方法获取裂缝发育参数和表皮系数关系式的经验系数，再根据裂缝基础参数和经验系数计算目标井段的单井产能方程的关键参数，再结合预先获取的渗透率模量参数获取单井的产能方程，然后根据这个产能方程对产能进行预测和评价，通过考虑裂缝发育程度和渗透率应力敏感对气井渗流的影响，并基于此新的渗流模型推导得到产能方程进行气井产能的预测和评价，能够有效提高对气井产能预测的准确性。

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为本发明低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法实施例一的流程图；

图2为本发明低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法实施例二的流程图；

图3为本发明低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测装置实施例一的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

图1为本发明低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法实施例一的流程图，如图1所示，本发明提供的低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法，其具体的实现步骤如下：

S101：获取目标单井井段的裂缝基础参数和至少一个典型井的裂缝参数。

在本实施例中，获取裂缝基础参数的方法主要包括：对所述目标单井井段进行岩石取心、成像测井或CT扫描等方式，具体的所述裂缝基础参数包括裂缝深度、有效开度和倾角。并且统计目标单井井段的包括裂缝线密度、平均倾角、等效开度、线密度突进系数和倾角突进系数的裂缝参数。

S102：根据所述至少一个典型井的实测产量以及所述至少一个典型井的裂缝参数，采用非线性回归方法获取裂缝发育参数与表皮系数的关系式的经验系数。

在本实施例中，由同区块部分典型井的实测产量数据结合对应典型井的裂缝参数根据非线性回归方法得到裂缝发育参数、表皮系数经验关系式的经验系数。

S103：根据所述裂缝基础参数和所述经验系数计算所述目标单井井段的单井产能方程的关键参数。

在本实施例中，由裂缝基础参数(裂缝深度、有效开度和倾角)与得到的经验系数，计算目标单井井段的剩余待进行产能评价以及预测的单井的产能方程关键参数，具体的该关键参数包括裂缝渗透率、裂缝发育参数和表皮系数。

S104：根据预先获取的渗透率模量参数、所述产能方程的关键参数获取所述单井的产能方程，并根据所述产能方程计算所述单井的产能。

本实施例提供的低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法，通过获取目标井段的裂缝基础参数和典型井的裂缝参数，结合典型井的实测产量，采用非线性回归方法获取裂缝发育参数和表皮系数关系式的经验系数，再根据裂缝基础参数和经验系数计算目标井段的单井产能方程的关键参数，再结合预先获取的渗透率模量参数获取单井的产能方程，然后根据这个产能方程对单井的产能进行预测和评价，通过考虑裂缝发育程度和渗透率应力敏感对气井渗流的影响，并基于此新的渗流模型推导得到产能方程进行单井产能的预测和评价，能够有效提高对气井产能预测的准确性。

图2为本发明低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法实施例二的流程图，如图2所示，在上述实施例的基础上，在步骤S104根据预先获取的渗透率模量参数、所述产能方程的关键参数获取所述单井的产能方程之前，所述方法还包括：

S201：根据实验方式或试井分析方式获取渗透率模量参数。

在本实施例中，所述获取裂缝发育参数具体包括：采用公式

计算获取所述裂缝发育参数；

其中，β为裂缝发育参数，L_fD为裂缝的线密度，α为裂缝倾角，C_H1为裂缝密度在目标井段内的突进系数，C_H2为裂缝倾角在目标井段内的突进系数；m和n为关系式待拟合系数。

酸化前及酸化后的表皮系数计算优选的经验关系式如下

S_l＝4.8201×ln(V_l)+16.5657

S_a＝8.1284×ln(V_a)

其中S_l、S_a分别为酸化前和酸化后表皮系数，V_l、V_a分别为钻井液漏失量和酸化液用量。

本实施例中提供的低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法，引入裂缝发育参数用来表征气井控制范围内储层的裂缝发育情况，该参数只和裂缝的相关参数有关；采用实际数据拟合的方法得到气藏某一区块或某一层位裂缝发育参数的计算经验关系式；表皮系数中考虑了钻井液漏失、固井完井及酸化措施中酸化液用量的影响，并且考虑了应力敏感的对于裂缝渗透率的影响，其影响用渗透率模量来表征，渗透率模量表征了渗透率随压力的变化情况，渗透率模量可以根据实验或试井解释得到，因此，本发明实施例能够更好的符合储层实际情况，提高产能评价的准确性。

在上述两个实施例的基础上，下面以某低孔裂缝性气藏采气井Y为例，详细介绍采用本发明实施例的方法对目标单井Y的产能进行评价，具体步骤如下：

选取与目标井Y同区块的典型井，通过对目标井Y所在区块8口典型井的成像测井资料识别得到各典型井的目标井段，即与目标井Y的生产井段相同井段的裂缝深度、有效开度、倾角等裂缝基础参数；当然也可通过岩石取心或CT扫描等手段获取各典型井与目标井Y生产井段相同井段上的裂缝深度、有效开度、倾角等裂缝基础参数；

由统计学方法统计典型井目标井段裂缝线密度、平均倾角、等效开度、线密度突进系数、倾角突进系数等参数；

由选取的典型井的实测产量数据结合对应典型井的裂缝参数，根据非线性回归方法得到裂缝发育参数、表皮系数经验关系式的经验系数；

本实例中裂缝发育参数经验公式如下

计算获取所述裂缝发育参数；

其中，β为裂缝发育参数，L_fD为裂缝的线密度，α为裂缝倾角，C_H1为裂缝密度在目标井段内的突进系数，C_H2为裂缝倾角在目标井段内的突进系数；m和n为关系式待拟合系数；通过同区块8口典型井的数据拟合得到该区块裂缝发育参数的计算公式如下

$\mathrm{\β}=0.931\·{\left({L_{fD}}^{1/C_{H1}}cos\mathrm{\α}\right)}^{0.0891}$

同样的，可以拟合得到酸化前及酸化后的表皮系数计算经验关系式如下

S_l＝4.8201×ln(V_l)+16.5657

S_a＝8.1284×ln(V_a)

其中S_l、S_a分别为酸化前和酸化后表皮系数，V_l、V_a分别为钻井液漏失量和酸化液用量。

由岩石取心、成像测井或CT扫描获取目标单井Y的目标生产井段上的裂缝深度、有效开度、倾角等参数；目标单井Y的目标井段为6600-6685m，共有裂缝11条；

由统计学方法统计目标单井Y井目标井段裂缝线密度、平均倾角、等效开度、线密度突进系数、倾角突进系数等参数；目标单井Y目标井段裂缝线密度0.1287条/m，平均倾角57.34度，倾角突进系数0.7646，线密度突进系数0.1905；

由目标单井Y的裂缝参数与得到的经验系数计算目标单井Y的裂缝渗透率、裂缝发育参数、表皮系数等产能方程关键参数；目标单井Y渗透率0.935mD，裂缝发育参数β为0.8621，酸化前表皮系数38.77；

由实验或试井分析得到目标单井Y的渗透率模量，本实例中目标单井Y的渗透率模量经分析为0.01(单位1/MPa)；

由得到的目标单井Y的产能方程关键参数计算得到目标单井Y的单井的产能方程系数A为225.9、B为0.4165，从而得出Y井的产能方程：

$p_i^2-p_{wf}^2=\mathrm{225.9.}{Q}_g+0.4165Q_g^2$

其中，

$A=\frac{3.684\×{10}^4{\mathrm{\μZTp}}_{sc}}{{\mathrm{kgT}}_{sc}}\·(\frac{1}{1-\mathrm{\β}}\[{\left(\frac{r_e}{r_w}\right)}^{1-\mathrm{\β}}-1\]+s)$

$B=\frac{3.684\×{10}^4{\mathrm{\μZTp}}_{sc}}{{\mathrm{khT}}_{sc}}\·D$

p_i表示地层压力，单位为Mpa；p_wf表示井底流动压力，单位为Mpa；Q_g表示井底流动压力，单位为Mpa；β为裂缝发育参数，L_fD表示裂缝的线密度，单位为1/m；α表示裂缝倾角，单位为度；C_H1表示裂缝密度突进系数；C_H2表示裂缝倾角突进系数；m和n表示关系式待拟合系数；S_l、S_a表示酸化前和酸化后表皮系数；V_l、V_a表示钻井液漏失量和酸化液用量，单位为m³；Q_sc表示气井产量，单位为10⁴m³/d；k表示渗透率，单位为mD；T表示地层温度，单位为K；r_e表示供给半径，单位为m；r_w表示井筒半径，单位为m；β表示裂缝发育参数；S表示表皮系数；h表示有效厚度，单位为m；p_sc表示地面标准压力，单位为MPa；T_sc表示地面标准温度，单位为K；μ表示气体粘度，单位为cP；Z表示气体压缩因子；D表示非达西系数，单位为(10⁴m³/d)^-1。

备注：公式中系数A与常规模型的含义不同，裂缝发育参数反映地层裂缝发育情况，是气藏地质属性，不受压力的影响，但会影响产量，因此裂缝发育参数影响体现在系数A中。

由目标单井Y渗透率、裂缝发育参数、酸化前表皮系数等计算Y井产能方程、无阻流量、日产气量并与实测对比：计算的无阻流量为:143.8×10⁴m³/d，测试折算的无阻流量为144.36×10⁴m³/d，误差为0.3％；在某一工作制度下，计算的日产气量为61.27×10⁴m³/d，实测日产气量为61.91×10⁴m³/d，误差为1.03％。常规模型产能方程计算的无阻流量为162.1×10⁴m³/d，与测试折算无阻流量比误差为12.3％；在某一工作制度下，计算的日产气量为65.83×10⁴m³/d，与实测日产气量相比误差为6.33％。发明中产能评价方法的计算结果与实际测试结果相比误差较小，准确性较高，比常规模型产能评价方法评价低孔裂缝性砂岩气藏产能更有优越性。

本发明提供的方法，相比于常规方法更符合低孔裂缝性砂岩气藏的储层情况，产能方程中的关键参数，如裂缝渗透率、裂缝发育参数、表皮系数等可以由观测得到的裂缝基础参数及其它参数计算得到，部分计算关系式使用了实际数据进行拟合，保证了关键参数的准确性，再进一步的由关键参数结合其它易获取的产能方程参数计算得到单井的产能方程，本发明建立的产能评价方法可以依托现有测井、岩心等资料，有效提高低孔裂缝性砂岩气藏产能评价的准确性，为气藏的合理开发提供依据。

图3为本发明低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测装置实施例一的结构示意图，如图3所示，该低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测装置10，包括：获取模块11、处理模块12和计算模块13；

获取模块11，用于获取目标单井井段的裂缝基础参数和至少一个典型井的裂缝参数；

处理模块12，用于根据所述至少一个典型井的实测产量以及所述至少一个典型井的裂缝参数，采用非线性回归方法获取裂缝发育参数与表皮系数的关系式的经验系数；

计算模块13，用于根据所述裂缝基础参数和所述经验系数计算所述目标单井井段的单井产能方程的关键参数；

所述处理模块12还用于根据预先获取的渗透率模量参数、所述产能方程的关键参数获取所述单井的产能方程，并根据所述产能方程计算所述单井的产能。

本实施例提供的低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测装置，用于执行图1、图2、及任一方法实施例的技术方案，通过获取模块获取目标井段的裂缝基础参数和典型井的裂缝参数，处理模块结合典型井的实测产量，采用非线性回归方法获取裂缝发育参数和表皮系数关系式的经验系数，再根据裂缝基础参数和经验系数计算目标井段的单井产能方程的关键参数，再结合预先获取的渗透率模量参数获取单井的产能方程，然后根据这个产能方程对单井的气藏产能进行预测和评价，通过考虑裂缝发育程度和渗透率应力敏感对气井渗流的影响，并基于此新的渗流模型推导得到产能方程进行单井气藏的预测和评价，能够有效提高对气井产能预测的准确性。

在本发明提供的低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测装置实施例二中，在上述实施例一的基础上所述获取模块11具体用于：

对所述目标单井井段进行岩石取心、成像测井或CT扫描，获取所述目标单井井段的所述裂缝基础参数；

所述裂缝基础参数包括裂缝深度、有效开度和倾角。

可选的，所述处理模块12根据预先获取的渗透率模量参数、所述产能方程的关键参数获取所述单井的产能方程之前，还用于：根据实验方式或试井分析方式获取渗透率模量参数。

可选的，所述处理模块12获取裂缝发育参数具体包括：采用公式

计算获取所述裂缝发育参数；

其中，β为裂缝发育参数，L_fD为裂缝的线密度，α为裂缝倾角，C_H1为裂缝密度在目标井段内的突进系数，C_H2为裂缝倾角在目标井段内的突进系数；m和n为关系式待拟合系数。

本实施例提供的低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测装置，用于执行图1、图2、及任一方法实施例的技术方案，其实现方式和技术效果类似，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测方法，其特征在于，包括：

获取目标单井井段的裂缝基础参数和至少一个典型井的裂缝参数；

根据所述至少一个典型井的实测产量以及所述至少一个典型井的裂缝参数，采用非线性回归方法获取裂缝发育参数与表皮系数的关系式的经验系数；

根据所述裂缝基础参数和所述经验系数计算所述目标单井井段的单井产能方程的关键参数；

根据预先获取的渗透率模量参数、所述产能方程的关键参数获取所述单井的产能方程，并根据所述产能方程计算所述单井的产能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标单井井段的裂缝基础参数，包括：

对所述目标单井井段进行岩石取心、成像测井或CT扫描，获取所述目标单井井段的所述裂缝基础参数；

所述裂缝基础参数包括裂缝深度、有效开度和倾角。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述单井产能方程的关键参数包括裂缝渗透率、裂缝发育参数和表皮系数。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据预先获取的渗透率模量参数、所述产能方程的关键参数获取所述单井的产能方程之前，所述方法还包括：

根据实验方式或试井分析方式获取渗透率模量参数。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取裂缝发育参数具体包括：采用公式

计算获取所述裂缝发育参数；

其中，β为裂缝发育参数，L_fD为裂缝的线密度，α为裂缝倾角，C_H1为裂缝密度在目标井段内的突进系数，C_H2为裂缝倾角在目标井段内的突进系数；m和n为关系式待拟合系数。

6.一种低孔裂缝性砂岩气藏产能的预测装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取目标单井井段的裂缝基础参数和至少一个典型井的裂缝参数；

处理模块，用于根据所述至少一个典型井的实测产量以及所述至少一个典型井的裂缝参数，采用非线性回归方法获取裂缝发育参数与表皮系数的关系式的经验系数；

计算模块，用于根据所述裂缝基础参数和所述经验系数计算所述目标单井井段的单井产能方程的关键参数；

所述处理模块还用于根据预先获取的渗透率模量参数、所述产能方程的关键参数获取所述单井的产能方程，并根据所述产能方程计算所述单井的产能。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块具体用于：

对所述目标单井井段进行岩石取心、成像测井或CT扫描，获取所述目标单井井段的所述裂缝基础参数；

所述裂缝基础参数包括裂缝深度、有效开度和倾角。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述处理模块根据预先获取的渗透率模量参数、所述产能方程的关键参数获取所述单井的产能方程之前，还用于：根据实验方式或试井分析方式获取渗透率模量参数。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理模块获取裂缝发育参数具体包括：采用公式

计算获取所述裂缝发育参数；

其中，β为裂缝发育参数，L_fD为裂缝的线密度，α为裂缝倾角，C_H1为裂缝密度在目标井段内的突进系数，C_H2为裂缝倾角在目标井段内的突进系数；m和n为关系式待拟合系数。