CN106930759B - 一种低渗透砂岩油藏产能的预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低渗透砂岩油藏产能的预测方法，它包括以下步骤：1)获取目标区块的低渗透砂岩考虑启动压力梯度时的渗透率界限K_c；2)建立目标区块的启动压力梯度的网格模型；3)对目标区块网格模型不同方向的启动压力进行赋值；4)运行Eclipse数值模拟模型预测油藏产能。

Description

一种低渗透砂岩油藏产能的预测方法

技术领域

本发明涉及一种低渗透砂岩油藏产能的预测方法，属于石油开采领域。

背景技术

低渗透砂岩油藏岩性致密，渗透率低，每个油田根据身处的地质结构和地区差异，都有着各自的启动压力梯度，启动压力梯度在低渗透油田开发中有着很重要的作用。通过商业软件Eclipse模型网格分区的方法能够近似考虑启动压力梯度的影响，但现有的数值模拟只考虑一个方向的启动压力梯度，尚未发现低渗透砂岩油藏考虑启动压力梯度各向异性数值模拟的方法。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种考虑启动压力梯度各向异性影响的低渗透砂岩油藏产能的预测方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种低渗透砂岩油藏产能的预测方法，包括以下步骤：

1)获取目标区块的低渗透砂岩考虑启动压力梯度时的渗透率界限K_c；

2)建立目标区块的启动压力梯度的网格模型；

3)对目标区块网格模型不同方向的启动压力进行赋值；

4)运行Eclipse数值模拟模型预测油藏产能。

所述步骤1)中，目标区块的低渗透砂岩考虑启动压力梯度时的渗透率界限K_c获取过程如下：①得到目标区块的启动压力梯度关于渗透率的关系式；②利用目标区块的启动压力梯度关于渗透率的关系式得到目标区块的启动压力梯度的渗透率界限K_c。

所述步骤①中，目标区块的启动压力梯度关于渗透率关系式的获取过程如下：

利用室内物理实验得到的目标区块的启动压力梯度关于渗透率的多组结果进行公式的拟合，得到的趋势线公式确定为目标区块的启动压力梯度关于渗透率的关系式，如式(1)

G＝f(K) (1)

式中，K—渗透率，mD；G—启动压力梯度，MPa/m。

所述步骤②中，利用目标区块的启动压力梯度关于渗透率的关系式(1)得到目标区块的启动压力梯度的渗透率界限K_c的过程如下：

利用式(2)计算在不同渗透率条件下目标区块考虑启动压力梯度和不考虑启动压力梯度的油藏产能，当考虑启动压力梯度导致油藏产能降低的幅度等于5％时，此时对应的渗透率为目标区块的启动压力梯度的渗透率界限K_c

式中，Q—单相流体稳定渗流的产量，m³/d；h—油层厚度，m；μ—流体粘度，mPa·s；B—体积系数；p_e—原始地层压力，MPa；p_w—井底流压，MPa；r_e—供给半径，m；r_w—井筒半径，m。

所述步骤2)中，目标区块的启动压力梯度的网格模型的建立过程如下：①根据步骤1)中获取的渗透率界限K_c将目标区块的网格分为三类，第一类网格是渗透率极低的砂岩，其与其它网格之间没有流体交换，这种情况的砂岩为无效网格；第二类网格是渗透率大于等于K_c的砂岩，启动压力梯度对此类砂岩的影响非常小；第三类网格是渗透率小于K_c的砂岩，启动压力梯度对其的影响显著，其需要考虑启动压力梯度；②对目标区块的网格进行编号。

所述步骤②对目标区块的网格进行编号的过程如下：

考虑到网格渗透率的各向异性，依据目标区块的启动压力梯度的渗透率界限K_c，逐一读取模型网格和网格中现有的渗透率数值，网格读取顺序首先是X方向从1到I_max，其次Y方向从1到J_max，最后Z方向从1到K_max，读取时，若是无效网格，则编号为1，若是第二类网格，则编号为2；若是第三类网格，则从3开始依次编号。

所述步骤3)对目标区块网格模型不同方向的启动压力进行赋值的过程如下：①对目标区块网格模型的各向启动压力梯度进行赋值；②根据各网格模型的各向启动压力梯度得出启动压力。

所述步骤①中目标区块网格模型的各向启动压力梯度进行赋值和步骤②根据各网格模型的各向启动压力梯度得出启动压力的具体过程如下：

首先判断此网格是否是需要考虑启动压力梯度的网格，若是第一类无效网格或者不需要考虑启动压力梯度的第二类网格，则不需要赋值；若是需要考虑启动压力梯度的第三类网格，则判断与之相邻的X、Y和Z方向的网格是否是无效网格，若是无效网格，则不需要赋值，若不是，则根据网格在X、Y和Z方向流入网格的渗透率数值代入式(1)中计算此网格在X、Y和Z方向的启动压力梯度并进行赋值。

根据计算得到的网格在X、Y和Z方向的启动压力梯度，将此网格在X、Y或Z方向的启动压力梯度乘此网格此方向现有的相应尺寸，便得到此网格该方向的启动压力，最后将不同方向网格流体流入的启动压力进行赋值。

所述步骤4)中运行Eclipse数值模拟模型预测油藏产能的过程如下：

将步骤2)中网格编号与X、Y和Z方向上与此网格接触的网格的编号和步骤3)中此方向此网格的启动压力值填至Eclipse软件的THPRES关键字中，同时将网格的最大编号填至Eclipse软件的EQLDIMS关键字中，运行Eclipse软件，即可预测到目标区块的油藏产能。

所述步骤①中，具体的公式拟合过程为，将利用室内物理实验得到的目标区块的启动压力梯度关于渗透率的多组结果输入excel中，以渗透率作为X轴，目标区块的启动压力梯度作为Y轴做散点图，并对图中的散点添加趋势线。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明将目标区块的启动压力梯度关于渗透率的多组结果输入到excel中，以渗透率作为X轴，目标区块的启动压力梯度作为Y轴做散点图，并对图中的散点添加趋势线，因此，可以快捷、近似地得到目标区块的启动压力梯度关于渗透率的关系式。2、本发明将目标区块网格化，根据确定的渗透率界限K_c将网格划分为三类并对其进行编号，根据已有网格的渗透率数值，利用启动压力梯度与渗透率的公式计算网格在X、Y和Z方向的启动压力梯度，最后将网格的编号和网格在X、Y和Z方向的启动压力梯度代入Eclipse软件，并输入网格的最大编号，即可以获得目标区块的启动压力梯度模型。3、本发明对砂岩数值模型进行网格化，各个网格的渗透率不同，因此，可以方便的在数值模拟中实现启动压力梯度。4、本发明利用Eclipse软件建立了启动压力梯度各向异性的数值模拟新方法，因此，相比之前利用Eclipse模型建立的单一方向的模型更能够准确预测低渗透砂岩油藏的产量。

附图说明

图1是本发明的模型网格在平面中的示意图，图中箭头为需要考虑启动压力梯度的方向；

图2是本发明的模型网格在三维中的示意图，图中箭头为需要考虑启动压力梯度的方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明提供的一种低渗透砂岩油藏产能的预测方法，包括以下步骤：

1)获取目标区块的低渗透砂岩考虑启动压力梯度时的渗透率界限K_c，具体过程如下：

①得到目标区块的启动压力梯度关于渗透率的关系式

利用室内物理实验得到的目标区块的启动压力梯度关于渗透率的多组结果进行公式的拟合，相关系数最高的趋势线公式确定为目标区块的启动压力梯度关于渗透率的关系式，如式(1)

G＝f(K) (1)

式中，K—渗透率，mD；G—启动压力梯度，MPa/m。

具体的公式拟合过程为，将利用室内物理实验得到的目标区块的启动压力梯度关于渗透率的多组结果输入excel中，以渗透率作为X轴，目标区块的启动压力梯度作为Y轴做散点图，并对图中的散点添加趋势线。

②利用目标区块的启动压力梯度关于渗透率的关系式得到目标区块的启动压力梯度的渗透率界限K_c

利用式(2)计算在不同渗透率条件下目标区块考虑启动压力梯度和不考虑启动压力梯度的油藏产能，当考虑启动压力梯度导致油藏产能降低的幅度等于5％时，此时对应的渗透率为目标区块的启动压力梯度的渗透率界限K_c

式中，Q—单相流体稳定渗流的产量，m³/d；K—渗透率，mD；h—油层厚度，m；μ—流体粘度，mPa·s；B—体积系数；p_e—原始地层压力，MPa；p_w—井底流压，MPa；r_e—供给半径，m；r_w—井筒半径，m；G—启动压力梯度，MPa/m。

2)建立目标区块的启动压力梯度的网格模型，具体过程如下：

①根据步骤1)中获取的渗透率界限K_c将目标区块的网格分为三类

如图1～2所示，利用现有方法对目标区块进行网格化，第一类网格是渗透率极低的砂岩，其与其它网格之间没有流体交换，这种情况的砂岩为无效网格；第二类网格是渗透率大于等于K_c的砂岩，启动压力梯度对此类砂岩的影响非常小；第三类网格是渗透率小于K_c的砂岩，启动压力梯度对其的影响显著，其需要考虑启动压力梯度。一类网格与任何类型网格没有任何流动，二类和三类网格流入二类网格时不需要考虑启动压力梯度，二类和三类网格流入三类网格时需要考虑启动压力梯度，上升到三维立体中各类网格间同样遵循这样的流动规律。

②对目标区块的网格进行编号

考虑到网格渗透率的各向异性，依据目标区块的启动压力梯度的渗透率界限K_c，逐一读取模型网格和网格中现有的渗透率数值，网格读取顺序首先是X方向从1到I_max，其次Y方向从1到J_max，最后Z方向从1到K_max，读取时，若是无效网格，则编号为1，若是第二类网格，则编号为2；若是第三类网格，则从3开始依次编号。

3)对目标区块网格模型不同方向的启动压力进行赋值。

①对目标区块网格模型的各向启动压力梯度进行赋值

首先判断此网格是否是需要考虑启动压力梯度的网格，若是第一类无效网格或者不需要考虑启动压力梯度的第二类网格，则不需要赋值；若是需要考虑启动压力梯度的第三类网格，则判断与之相邻的X、Y和Z方向的网格是否是无效网格，若是无效网格，则不需要赋值，若不是，则根据网格在X、Y和Z方向流入网格的渗透率数值代入式(1)中计算此网格在X、Y和Z方向的启动压力梯度并进行赋值。Eclipse用来确定第三类网格中的启动压力梯度，二类网格流出至三类网格时需要考虑启动压力梯度，三类网格间的流动也需要考虑启动压力梯度。

②根据各网格模型的各向启动压力梯度得出启动压力。

根据步骤3)中①计算得到的网格在X、Y和Z方向的启动压力梯度，将此网格在X、Y和Z方向的启动压力梯度乘此网格此方向现有的相应尺寸，便得到此网格该方向的启动压力，最后将不同方向网格流体流入的启动压力进行赋值。

4)运行Eclipse数值模拟模型预测油藏产能。

将步骤2)中网格编号与X、Y和Z方向上与此网格接触的网格的编号和步骤3)中此方向此网格的启动压力值填至Eclipse软件的THPRES关键字中，同时将网格的最大编号填至Eclipse软件的EQLDIMS关键字中，运行Eclipse软件，即可预测到目标区块的油藏产能。

本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种低渗透砂岩油藏产能的预测方法，包括以下步骤：

1)获取目标区块的低渗透砂岩考虑启动压力梯度时的渗透率界限K_c，具体过程如下：①得到目标区块的启动压力梯度关于渗透率的关系式；②利用目标区块的启动压力梯度关于渗透率的关系式得到目标区块的启动压力梯度的渗透率界限K_c；

所述步骤①中，目标区块的启动压力梯度关于渗透率关系式的获取过程如下：

利用室内物理实验得到的目标区块的启动压力梯度关于渗透率的多组结果进行公式的拟合，得到的趋势线公式确定为目标区块的启动压力梯度关于渗透率的关系式，如式(1)

G＝f(K) (1)

式中，K—渗透率，mD；G—启动压力梯度，MPa/m；

所述步骤②中，利用目标区块的启动压力梯度关于渗透率的关系式(1)得到目标区块的启动压力梯度的渗透率界限K_c的过程如下：

利用式(2)计算在不同渗透率条件下目标区块考虑启动压力梯度和不考虑启动压力梯度的油藏产能，当考虑启动压力梯度导致油藏产能降低的幅度等于5％时，此时对应的渗透率为目标区块的启动压力梯度的渗透率界限K_c

式中，Q—单相流体稳定渗流的产量，m³/d；h—油层厚度，m；μ—流体粘度，mPa·s；B—体积系数；p_e—原始地层压力，MPa；p_w—井底流压，MPa；r_e—供给半径，m；r_w—井筒半径，m；

2)建立目标区块的启动压力梯度的网格模型；

3)对目标区块网格模型不同方向的启动压力进行赋值；

4)运行Eclipse数值模拟模型预测油藏产能。

2.如权利要求1所述的一种低渗透砂岩油藏产能的预测方法，其特征在于：所述步骤2)中，目标区块的启动压力梯度的网格模型的建立过程如下：①根据步骤1)中获取的渗透率界限K_c将目标区块的网格分为三类，第一类网格是渗透率极低的砂岩，其与其它网格之间没有流体交换，这种情况的砂岩为无效网格；第二类网格是渗透率大于等于K_c的砂岩，启动压力梯度对此类砂岩的影响非常小；第三类网格是渗透率小于K_c的砂岩，启动压力梯度对其的影响显著，其需要考虑启动压力梯度；②对目标区块的网格进行编号。

3.如权利要求2所述的一种低渗透砂岩油藏产能的预测方法，其特征在于：所述步骤2)的步骤②中对目标区块的网格进行编号的过程如下：

考虑到网格渗透率的异性，依据目标区块的启动压力梯度的渗透率界限K_c，逐一读取模型网格和网格中现有的渗透率数值，网格读取顺序首先是X方向从1到I_max，其次Y方向从1到J_max，最后Z方向从1到K_max，读取时，若是无效网格，则编号为1，若是第二类网格，则编号为2；若是第三类网格，则从3开始依次编号。

4.如权利要求1所述的一种低渗透砂岩油藏产能的预测方法，其特征在于：所述步骤3)对目标区块网格模型不同方向的启动压力进行赋值的过程如下：①对目标区块网格模型的各向启动压力梯度进行赋值；②根据各网格模型的各向启动压力梯度得出启动压力。

5.如权利要求4所述的一种低渗透砂岩油藏产能的预测方法，其特征在于：所述步骤3)的步骤①中目标区块网格模型的各向启动压力梯度进行赋值和步骤②中根据各网格模型的各向启动压力梯度得出启动压力的具体过程如下：

首先判断此网格是否是需要考虑启动压力梯度的网格，若是第一类无效网格或者不需要考虑启动压力梯度的第二类网格，则不需要赋值；若是需要考虑启动压力梯度的第三类网格，则判断与之相邻的X、Y和Z方向的网格是否是无效网格，若是无效网格，则不需要赋值，若不是，则根据网格在X、Y和Z方向流入网格的渗透率数值代入式(1)中计算此网格在X、Y和Z方向的启动压力梯度并进行赋值；根据计算得到的网格在X、Y和Z方向的启动压力梯度，将此网格在X、Y或Z方向的启动压力梯度乘此网格此方向现有的相应尺寸，便得到此网格该方向的启动压力，最后将不同方向网格流体流入的启动压力进行赋值。

6.如权利要求5所述的一种低渗透砂岩油藏产能的预测方法，其特征在于：所述步骤4)中运行Eclipse数值模拟模型预测油藏产能的过程如下：

将步骤2)中网格编号与X、Y和Z方向上与此网格接触的网格的编号和步骤3)中此方向此网格的启动压力值填至Eclipse软件的THPRES关键字中，同时将网格的最大编号填至Eclipse软件的EQLDIMS关键字中，运行Eclipse软件，即可预测到目标区块的油藏产能。

7.如权利要求3所述的一种低渗透砂岩油藏产能的预测方法，其特征在于：所述步骤1)的步骤①中，具体的公式拟合过程为，将利用室内物理实验得到的目标区块的启动压力梯度关于渗透率的多组结果输入excel中，以渗透率作为X轴，目标区块的启动压力梯度作为Y轴做散点图，并对图中的散点添加趋势线。

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