CN107060705B - 一种co2驱油藏气窜通道动态反演方法 - Google Patents

一种co2驱油藏气窜通道动态反演方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，该方法包括以下步骤：获取实际气油比曲线特征参数，所述气油比曲线特征参数包括气窜对应注气时间、最大气油比和气油比曲线半坡值时间比例；通过数值模拟，获得理论气油比曲线，建立理论气油比曲线和气窜通道特征参数的关联关系；根据上述关联关系，建立反演指标体系；利用模拟得到的实际气油比曲线特征参数和反演指标体系对应关系，实现实际气窜通道特征参数的动态反演。本发明提供的方法可解决现有的静态分析方法只能定性描述气窜通道，且描述结果与动态数据吻合度低，无法准确指导CO2驱油藏开发管理的问题，对CO2驱油藏，特别是低渗透油藏的开发和调整具有重要意义。

Description

一种CO2驱油藏气窜通道动态反演方法
技术领域
本发明属于CO2驱油藏开发技术领域，具体涉及一种CO2驱油藏气窜通道动态反演方法。
背景技术
随着温室气体减排和地质埋存日益受到全世界的关注，CO2驱油技术在国内越来越受到重视。制约CO2驱开发效果的主要因素为气窜通道导致的CO2气窜。由于CO2的黏度低，气窜通道和不利的流度比使注入的CO2普遍地绕过被驱替的油相而发生窜流。当压力梯度相同时，CO2比油和水的移动速度快。因此，气窜通道的存在直接降低了CO2波及效率，严重影响CO2驱油藏开发效果。
目前CO2驱油藏气窜通道识别多从静态入手，通过分析储层发育特征，寻找井间高渗层。但国内大量矿场试验已经证明CO2驱油藏，特别是低渗透油藏，其气窜受人工裂缝沟通隐裂缝形成的缝网控制。缝网的形成受人工储层改造、高压注入改造作用双重控制，单纯从孔隙度、渗透率等静态参数分析，只能定性描述气窜通道，且描述结果与动态数据吻合度低，无法准确指导CO2驱油藏的开发管理。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种CO2驱油藏气窜通道动态反演方法。
为达到上述目的，本发明提供了一种CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，其中，该方法包括以下步骤：
获取实际气油比曲线特征参数，实际气油比曲线特征参数包括气窜对应注气时间、最大气油比和气油比曲线半坡值时间比例；
通过数值模拟，获得理论气油比曲线，建立理论气油比曲线和气窜通道特征参数的关联关系；其中，气窜通道特征参数包括气窜通道类型、厚度和渗透率级差；气窜通道类型包括高渗层和高渗通道；
根据上述关联关系，建立反演指标体系；
利用实际气油比曲线特征参数和反演指标体系对应关系，实现实际气窜通道特征参数的动态反演。
本发明提供CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，在CO2驱油藏生产动态数据抽象方法的基础上，结合数值模拟技术，利用分级划分抽象后的生产动态数据，实现了CO2驱油藏气窜通道动态反演，对CO2驱油藏，特别是低渗透油藏的科学开发和有效调整具有重要意义。该方法的创新之处在于提供的是一种从动态数据(即气油比曲线)反演气窜通道的方法，有别于原先通过静态数据(即地层信息，例如渗透率)或测试手段(微地震、示踪剂)分析气窜通道。该方法的最大优势在于，气油比曲线非常容易获取，且数据密度大(一般为1个/天)，比静态数据分析精度高、比测试手段成本低。
在上述CO2驱油藏气窜通道动态反演方法中，优选地，在所述获取实际气油比曲线特征参数步骤中，可以采用以下3个过程获得待反演气窜通道的实际气油比曲线特征参数：
过程1，利用公式1，根据采油井气窜日期DGOR和注气井注CO2日期Dinj，计算气窜对应注气时间T：
T＝DGOR-Dinj 公式1；
该过程中，所述实际气油比曲线指CO2驱油藏采油井实测气油比曲线；
实际气油比曲线特征参数指气窜对应注气时间T、最大气油比GORmax和气油比曲线半坡值时间比例R；
所述采油井气窜日期DGOR指注CO2后，采油井气油比开始连续3个月大于原始气油比的日期；
所述注气井注CO2日期Dinj指采油井来气方向注气井开始注入CO2的日期；
所述原始气油比指注CO2前采油井气油比平均值。
过程2，计算最大气油比GORmax：
该过程中，所述最大气油比GORmax指采油井气窜日期DGOR后有效气油比的最大值；
所述有效气油比指除去异常气油比数值后的采油井气油比曲线；
所述异常气油比指由于含水率突变或产气数据计量不准导致的非连续变化所对应的气油比。
过程3，利用公式2，分别根据气油比半坡值GORmid对应注气时间TGORmid、最大气油比对应注气时间TGORmax计算半坡值时间比例R：
该过程中，所述气油比半坡值GORmid指最大气油比GORmax与原始气油比GORii的算术平均值；
所述气油比半坡值GORmid对应注气时间TGORmid，指气油比半坡值日期DGORmid与注气井注CO2时间Dinj之差，如公式3所示：
TGORmid＝DGORmid-Dinj 公式3。
在上述CO2驱油藏气窜通道动态反演方法中，优选地，所述通过数值模拟，获得理论气油比曲线，建立理论气油比曲线和气窜通道特征参数的关联关系的具体方式为：根据收集到的实际CO2驱油藏的静态参数、流体参数和开发历程，利用数值模拟软件计算不同气窜通道特征参数对应的理论气油比曲线特征参数。所述理论气油比曲线为数值模拟软件计算得到的气油比曲线。
在上述CO2驱油藏气窜通道动态反演方法中，优选地，所述静态参数包括油藏埋深、地层厚度、孔隙度场、渗透率场、净毛比场、井网类型、单井射孔厚度、原始地层压力和原始地层温度；优选地，所述流体参数包括地下原油组分组成、油气水三相相渗曲线和毛管力曲线；优选地，所述开发历程为实际CO2驱油藏注CO2前注入井和采油井工作制度。另外，数值模拟可采用一般的商业油藏数值模拟软件(例如Eclipse等)，当然也可以使用自行开发的油藏数值模拟软件。
在上述CO2驱油藏气窜通道动态反演方法中，优选地，所述根据上述关联关系，建立反演指标体系的具体方式为：根据不同气窜通道特征参数对应的理论气油比曲线特征参数的分布，按照等概率分布原则对气窜对应的注气时间、最大气油比和气油比曲线半坡值时间比例进行分类，建立起反演指标体系。
在上述CO2驱油藏气窜通道动态反演方法中，在所述等概率分布原则下，可以按照实际需求对气油比曲线特征参数进行分类。在发明的一种优选实施方式中，在所述等概率分布原则下，气窜对应注气时间被分为四类；最大气油比被分为四类；气油比曲线半坡值时间被分为小于40％、介于40％-60％和大于60％三类。
在上述CO2驱油藏气窜通道动态反演方法中，优选地，所述油藏为低渗透油藏。
本发明提供的CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，通过建立基于采油井生产动态数据的 CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，解决了现有的静态分析方法只能定性描述气窜通道，且与描述结果动态数据吻合度低，无法准确指导CO2驱油藏开发管理的问题。
附图说明
图1为实施例2中的中国东部某CO2驱油藏W1井气油比曲线图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：获取实际气油比曲线特征参数，实际气油比曲线特征参数包括气窜对应注气时间、最大气油比和气油比曲线半坡值时间比例。
在本实施例中，实际气油比曲线特征参数通过以下过程获得：
过程1，利用公式1，根据采油井气窜日期DGOR和注气井注CO2日期Dinj，计算气窜对应注气时间T：
T＝DGOR-Dinj 公式1；
该过程中，实际气油比曲线指CO2驱油藏采油井实测气油比曲线；
实际气油比曲线特征参数指气窜对应注气时间T、最大气油比GORmax和气油比曲线半坡值时间比例R；
采油井气窜日期DGOR指注CO2后，采油井气油比开始连续3个月大于原始气油比的日期；
注气井注CO2日期Dinj指采油井来气方向注气井开始注入CO2的日期；
原始气油比指注CO2前采油井气油比平均值。
过程2，计算最大气油比GORmax：
该过程中，最大气油比GORmax指采油井气窜日期DGOR后有效气油比的最大值；
有效气油比指除去异常气油比数值后的采油井气油比曲线；
异常气油比指由于含水率突变或产气数据计量不准导致的非连续变化所对应的气油比。
过程3，利用公式2，分别根据气油比半坡值GORmid对应注气时间TGORmid、最大气油比对应注气时间TGORmax计算半坡值时间比例R：
该过程中，气油比半坡值GORmid指最大气油比GORmax与原始气油比GORii的算术平均值；
气油比半坡值GORmid对应注气时间TGORmid，指气油比半坡值日期DGORmid与注气井注CO2时间Dinj之差，如公式3所示：
TGORmid＝DGORmid-Dinj 公式3。
步骤二：通过数值模拟，获得理论气油比曲线，建立理论气油比曲线和气窜通道特征参数的关联关系。
该步骤具体为：根据收集到的实际CO2驱油藏的静态参数、流体参数和开发历程，利用数值模拟软件计算不同气窜通道特征参数对应的理论气油比曲线特征参数；所述理论气油比曲线为数值模拟软件计算得到的气油比曲线。
其中，气窜通道特征参数包括气窜通道类型、厚度和渗透率级差；气窜通道类型包括高渗层和高渗通道。
静态参数包括油藏埋深、地层厚度、孔隙度场、渗透率场、净毛比场、井网类型、单井射孔厚度、原始地层压力和原始地层温度；流体参数包括地下原油组分组成、油气水三相相渗曲线和毛管力曲线；开发历程为实际CO2驱油藏注CO2前注入井和采油井工作制度；使用的一般的商业油藏数值模拟软件即可。
步骤三：根据步骤二获得的关联关系，建立反演指标体系。
该步骤具体为：根据不同气窜通道特征参数对应的理论气油比曲线特征参数的分布，按照等概率分布原则对气窜对应的注气时间、最大气油比和气油比曲线半坡值时间比例进行分类，建立起反演指标体系。
其中，在等概率分布原则下，气窜对应注气时间被分为四类；最大气油比被分为四类；气油比曲线半坡值时间被分为小于40％、介于40％-60％和大于60％三类。
步骤四：利用实际气油比曲线特征参数和反演指标体系对应关系，实现实际气窜通道特征参数的动态反演。
本实施例提供的CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，可以解决了现有的静态分析方法只能定性描述气窜通道，且与动态数据吻合度低，无法准确指导CO2驱油藏开发管理的问题。
实施例2
本实施例提供了采用实施例1中CO2驱油藏气窜通道动态反演方法的应用实验，具体为：
图1为中国东部某CO2驱油藏W1井气油比曲线。W1井气窜日期为2011年4月，对应注气井注CO2日期为2008年5月，计算得到气窜对应注气时间为1065天。最大气油比为2012 年8月对应的263.2m3/t。原始气油比约42.3m3/t，对应半坡值为152.8m3/t，气油比半坡值日期为2012年3月15日，计算半坡值时间比例为71.5％。针对该东部CO2驱油藏，根据其静态参数、流体参数和开发历程，利用数值模拟软件(Eclipse)计算得到了不同气窜通道特征参数对应的理论气油比曲线特征参数。静态参数如表1所示。流体参数中原油组分组成如表2所示，油气水三相相渗曲线和毛管力曲线参考《油藏物理》(秦积舜著)中低渗油藏典型曲线取值。开发历程为4口采油井定液6rm3/d生产，衰竭开采至地层压力降至15MPa后注入井以35rm3/d的速度注入CO2。气窜通道特征参数设计如表3所示。利用商业软件Eclipse的组分模型模拟，建立的反演指标体系如表4所示。
表1东部CO2驱油藏静态参数
参数 取值 参数 取值
油藏埋深/m 3000 净毛比场 均质，1
地层厚度/m 11 井网类型 五点井网
孔隙度场/f 均质，0.12 单井射孔厚度/m 11
渗透率场/10<sup>-3</sup>μm<sup>2</sup> 均质，1.5 原始地层压力/MPa 20.5
原始地层温度/℃ 98.9
表2东部CO2驱油藏流体参数(原油组分组成)
拟组分 CO<sub>2</sub> C1+N<sub>2</sub> C2 C3 C4 C5+C6 C7-C10 C11-C28 C29+
组分组成 0.00343 0.1871 0.059 0.03843 0.01696 0.0395 0.17185 0.37779 0.10594
表3气窜通道特征参数设计
气窜通道类型 气窜通道厚度/m 渗透率级差
高渗层、高渗通道 0.25，1，5 2.5，10，40
表4建立的反演指标体系
根据反演指标体系，W1井对应的归类为“3-4-3”。查询模拟得到的实际气油比曲线特征参数和反演指标体系对应关系，得到气窜通道类型为高渗层，厚度为5m，渗透率级差为40。

Claims (10)

1.一种CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
获取实际气油比曲线特征参数，所述实际气油比曲线特征参数包括气窜对应注气时间、最大气油比和气油比曲线半坡值时间比例；
通过数值模拟，获得理论气油比曲线，建立理论气油比曲线和气窜通道特征参数的关联关系；其中，所述气窜通道特征参数包括气窜通道类型、厚度和渗透率级差；所述气窜通道类型包括高渗层和高渗通道；
根据上述关联关系，建立反演指标体系；
利用实际气油比曲线特征参数和反演指标体系对应关系，实现实际气窜通道特征参数的动态反演。
2.根据权利要求1所述的CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，其特征在于，在所述获取实际气油比曲线特征参数步骤中，采用以下3个过程获得待反演气窜通道的实际气油比曲线特征参数：
过程1，利用公式1，根据采油井气窜日期DGOR和注气井注CO2日期Dinj，计算气窜对应注气时间T：
T＝DGOR-Dinj 公式1；
该过程中，所述实际气油比曲线指CO2驱油藏采油井实测气油比曲线；
所述实际气油比曲线特征参数指气窜对应注气时间T、最大气油比GORmax和气油比曲线半坡值时间比例R；
所述采油井气窜日期DGOR指注CO2后，采油井气油比开始连续3个月大于原始气油比的日期；
所述注气井注CO2日期Dinj指采油井来气方向注气井开始注入CO2的日期；
所述原始气油比指注CO2前采油井气油比平均值；
过程2，计算最大气油比GORmax：
该过程中，所述最大气油比GORmax指采油井气窜日期DGOR后有效气油比的最大值；
所述有效气油比指除去异常气油比数值后的采油井气油比曲线；
所述异常气油比指由于含水率突变或产气数据计量不准导致的非连续变化所对应的气油比；
过程3，利用公式2，分别根据气油比半坡值GORmid对应注气时间TGORmid、最大气油比对应注气时间TGORmax计算半坡值时间比例R：
该过程中，所述气油比半坡值GORmid指最大气油比GORmax与原始气油比GORii的算术平均值；
所述气油比半坡值GORmid对应注气时间TGORmid指气油比半坡值日期DGORmid与注气井注CO2时间Dinj之差，如公式3所示：
TGORmid＝DGORmid-Dinj 公式3。
3.根据权利要求1所述的CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，其特征在于，所述通过数值模拟，获得理论气油比曲线，建立理论气油比曲线和气窜通道特征参数的关联关系的具体方式为：
根据收集到的实际CO2驱油藏的静态参数、流体参数和开发历程，利用数值模拟软件计算不同气窜通道特征参数对应的理论气油比曲线特征参数。
4.根据权利要求3所述的CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，其特征在于，所述静态参数包括油藏埋深、地层厚度、孔隙度场、渗透率场、净毛比场、井网类型、单井射孔厚度、原始地层压力和原始地层温度。
5.根据权利要求3所述的CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，其特征在于，所述流体参数包括地下原油组分组成、油气水三相相渗曲线和毛管力曲线。
6.根据权利要求3所述的CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，其特征在于，所述开发历程为实际CO2驱油藏注CO2前注入井和采油井工作制度。
7.根据权利要求1-6任一项所述的CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，其特征在于，所述根据上述关联关系，建立反演指标体系的具体方式为：
根据不同气窜通道特征参数对应的理论气油比曲线特征参数的分布，按照等概率分布原则对气窜对应的注气时间、最大气油比和气油比曲线半坡值时间比例进行分类，建立起反演指标体系。
8.根据权利要求6所述的CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，其特征在于，在等概率分布原则下，气窜对应注气时间被分为四类；最大气油比被分为四类；气油比曲线半坡值时间被分为小于40％、介于40％-60％和大于60％三类。
9.根据权利要求1-6、8任一项所述的CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，其特征在于，所述油藏为低渗透油藏。
10.根据权利要求7所述的CO2驱油藏气窜通道动态反演方法，其特征在于，所述油藏为低渗透油藏。
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