CN107975369A - 一种碳酸盐岩气藏有效渗透率预测方法 - Google Patents

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田敏
伍勇
王东旭
兰义飞
侯科锋
张建国
刘海锋
何磊
蔡兴利
霍俊洲
游良容
袁继明
谢姗
徐运动
艾庆琳
何依林
夏勇
王树慧
王文胜
蔡芳
朱长荣
乔博
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    • E21B47/06—Measuring temperature or pressure

Abstract

本发明提供了一种碳酸盐岩气藏有效渗透率预测方法，以压恢试井理论分析为基础，在低渗碳酸盐岩储层影响因素分析的基础上，建立了储层有效渗透率与井口套压恢复数据和井口产量的关系式，形成了利用常规生产动态资料评价气井有效渗透率的方法。该方法解决低渗致密强非均质储层，缺少试井评价资料情况下的渗透率评价问题，大幅扩大了低渗气藏有效渗透率评价范围，为产能评价、采气速度计算等气藏工程研究提供重要的基础参数。

Description

一种碳酸盐岩气藏有效渗透率预测方法
技术领域
本发明属于气田开发技术领域，具体涉及一种碳酸盐岩气藏有效渗透率预测方法。
背景技术
渗透率是储层表征的重要参数，对气藏采气速度确定、气井产能评价、数值模拟等气藏工程研究有着十分重要的意义。
目前，储层渗透率的评价方法主要包括岩心试验、测井解释和试井分析。低渗碳酸盐岩储层，储层致密、非均质程度高、开发井网密度大、气田开展岩心实验和试井分析的比例相对较低，利用常规方法评价气田有效渗透率存在一定的局限性。
岩心试验是通过测量气体或者液体在一定压差下，通过一定横截面、一定长度岩心的能力。在实际操作过程为了节约成本，工作人员通常仅对油(气)田重点井的重点层位进行取芯，对于低渗致密强非均质储层，有限的岩心试验难以准确反映或代表一口油(气)井，一个井组，乃至一个储层的渗流能力。
在测井确定地层渗透率的各种方法中，核磁共振测井被认为是最为可靠的一种，该方法通过岩石核磁共振弛豫时间与岩石孔隙比表面积的相关性，建立估算岩石渗透率的模型。但该模型具有很强的地区经验性，受束缚水、自由烃以及空隙连通性等影响较大，尤其对裂缝发育的低渗非均质储层可靠性较差。
试井分析可以获得有效渗透率、储层原始地层压力、边界特征等重要的开发参数。试井解释获得有效渗透率是把整个储层作为一个系统，能反映储层在岩性、流体及非均质性共同作用下的综合渗流能力，被认为是目前评价储层有效渗透率最为准确的方法之一。但由于测试时间长、费用高、影响气井平稳供气，低渗碳酸盐岩气藏开展试井解释气井比例较低，利用试井解释法全面评价气田有效渗透率存在难度。
综上所述，目前常用渗透率评价方法受取芯数量、测试精度、测试费用等多方面影响，难以满足低渗碳酸盐岩气藏在井数多，非均质性强、试井资料不足的情况下，准确、全面评价储层有效渗透率的需求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的上述问题，提供一种利用常规的井口套压及产量数据，准确、快捷评价储层有效渗透率的方法。
本发明提供的技术方案如下：
一种碳酸盐岩气藏有效渗透率预测方法，包括以下步骤：
步骤1)读取气田内至少30口开展过压恢试井分析的气井的井口套压恢复数据及关井前产气量数据，分别得到气井关井压力恢复过程中，各气井的压力平方恢复值气井产量qsc和有效渗透率K；
步骤2)绘制有效渗透率K与qSC、的关系交会图，拟合后得到有效渗透率K与qSC、的回归关系式；
步骤3)对于气田内未开展压恢试井分析的气井，根据得到的回归关系式，利用气井关井前产量及关井后井口套压恢复数据，计算得到有效渗透率K；
步骤4)有效渗透率K＞50mD时，为高渗气层，采气速度5-7％；有效渗透率K为5-50mD，则是中渗气藏,采气速度3.5-5％；有效渗透率K为0.1-5mD，则是低渗气藏,采气速度2-3.5％；有效渗透率K＜0.1mD，则是致密气藏,采气速度≤2％。
压力平方恢复值气井产量qsc和有效渗透率K存在如下关系：
式中：为压力平方恢复值，单位为MPa2；qsc为气井产量，单位为104m3/d；K为有效渗透率，单位为10-3μm2；h为气层厚度，单位为m；T为气层温度，单位为K；为平均压力及温度下的气体粘度，单位为mPa·s；为平均压力及温度下的气体偏差因子，小数；Δt为关井时间，单位为h；tp为关井前的生产时间，单位为h；φ为孔隙度，单位为％：C为综合压缩系数，单位为MPa-1：rw为气井半径，单位为m；S为表皮系数。
当Δt/tp≤0.1时，压力平方恢复值气井产量qsc和有效渗透率K关系如下：
当气田内没有开展压恢试井分析的气井改造工艺相同，储层改造效果相当，表皮系数S相等；岩石及流体高压物性T、C、φ在开采过程中不变，气井半径rw为固定尺寸，储层分布稳定，有效厚度h为定值，在关井时间Δt为定值时，有效渗透率为关井压力平方恢复值与气井产量的函数，即：其中，a为定值。
对于未开展压恢试井分析的气井，所述有效渗透率K可根据对气井产能qsc进行计算，式中pe为外边界压力，单位为MPa；pwf为井底压力，单位为MPa；re为供给边界半径，单位为m。
本发明的有益效果是：
本发明建立了基于气井井口产量、套压等常规生产动态资料的储层有效渗透率预测方法，解决了该类气藏在井数多、试井资料有限情况下有效渗透率评价难题。该方法已成功应用于靖边气田，评价气井有效渗透率700余口，气井有效渗透率解释比例由10％提高到85％；同时，利用常规生产动态资料预测储层有效渗透率，相对于压恢试井求取有效渗透率节约了测试费用，保证了气井平稳供气，预计可节约测试经费2100万元/年(按700口井单井压力恢复试井测试费用30万元折算)，多生产天然气4.2亿方/年(按700口井单井日产气1万方/天折算，每次测试关井恢复60天)。
下面将结合附图做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例有效渗透率K与的关系曲线(关井30天)。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供了一种碳酸盐岩气藏有效渗透率预测方法，包括以下步骤：
步骤1)读取气田内至少30口开展过压恢试井分析的气井的井口套压恢复数据及关井前产气量数据，分别得到气井关井压力恢复过程中，各气井的压力平方恢复值气井产量qsc和有效渗透率K；
步骤2)绘制有效渗透率K与qSC、的关系交会图，拟合后得到有效渗透率K与qSC、的回归关系式；
步骤3)对于气田内未开展压恢试井分析的气井，根据得到的回归关系式，利用气井关井前产量及关井后井口套压恢复数据，计算得到有效渗透率K；
步骤4)有效渗透率K＞50mD时，为高渗气层，采气速度5-7％；有效渗透率K为5-50mD，则是中渗气藏,采气速度3.5-5％；有效渗透率K为0.1-5mD，则是低渗气藏,采气速度2-3.5％；有效渗透率K＜0.1mD，则是致密气藏,采气速度≤2％。
本发明通过至少30口开展过压恢试井的气井的压力平方恢复值气井产量qsc和有效渗透率K，建立有效渗透率与压恢数据的回归关系式，对于没有开展压恢试井的气井，根据该回归关系式，利用气井关井前产量及关井后井口套压恢复数据，便可求得气井有效渗透率，从而为气井产能预测和气藏采气速度的确定提供重要参数。同时可根据气藏分类标准，确定采气速度，支持气田开发技术政策的制定。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种碳酸盐岩气藏有效渗透率预测方法，压力平方恢复值气井产量qsc和有效渗透率K存在如下关系：
式中：为压力平方恢复值，单位为MPa2；qsc为气井产量，单位为104m3/d；K为有效渗透率，单位为10-3μm2；h为气层厚度，单位为m；T为气层温度，单位为K；为平均压力及温度下的气体粘度，单位为mPa·s；为平均压力及温度下的气体偏差因子，小数；Δt为关井时间，单位为h；tp为关井前的生产时间，单位为h；φ为孔隙度，单位为％：C为综合压缩系数，单位为MPa-1：rw为气井半径，单位为m；S为表皮系数。
当Δt/tp≤0.1时，压力平方恢复值气井产量qsc和有效渗透率K关系如下：
当气田内没有开展压恢试井分析的气井改造工艺相同，储层改造效果相当，表皮系数S相等；岩石及流体高压物性T、C、φ在开采过程中不变，气井半径rw为固定尺寸，储层分布稳定，有效厚度h为定值，在关井时间Δt为定值时，有效渗透率为关井压力平方恢复值与气井产量的函数，即：其中，a为定值。
对于未开展压恢试井分析的气井，所述有效渗透率K可根据对气井产能qsc进行计算，式中pe为外边界压力，单位为MPa；pwf为井底压力，单位为MPa；re为供给边界半径，单位为m。
实施例3：
本实施例以靖边气田为例，靖边气田面积大、储层非均质性强，分别选择气田高、中、低渗区典型气井共计68口，开展压恢试井精细解释，获取气井有效渗透率；读取该68口井压恢段关井30天井口套压恢复数据及关井前产气量数据，可分别获得K、qsc。作有效渗透率K与其他相关参数的回归关系曲线。对比分析发现：当关井时间一定时，有效渗透率K与存在较好的直线关系，如图1所示。拟合后得到有效渗透率K与qSC、的回归关系式为：
根据该回归关系式，对靖边气田陕X区块的各气井有效渗透率进行预测，该井区内有17口投产气井，根据气井关井前产量，井口套压及关井30天后井口套压，可计算该17口井的有效渗透率，再根据气井产能方程便可获得气井无阻流量(气井产能qsc)，从而为气井合理配产提供重要依据。计算结果见表1。
表1陕X区块有效渗透率及无阻流量
本发明以压恢试井理论分析为基础，在低渗碳酸盐岩储层影响因素分析的基础上，建立了储层有效渗透率与井口套压恢复数据和井口产量的关系式，形成了利用常规生产动态资料评价气井有效渗透率的方法。该方法解决低渗致密强非均质储层，缺少试井评价资料情况下的渗透率评价问题，大幅扩大了低渗气藏有效渗透率评价范围，为产能评价、采气速度计算等气藏工程研究提供重要的基础参数，同时为数值模拟、RTA分析等提供了渗透率初值，降低了解释结果的多解性。应用证明该方法适用、简便，且不需开展大量压恢测试，可节省大量人力、财力，具有较大的实用价值和经济价值。
以上实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知常识和公知技术，此处不再一一详细说明。
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。

Claims (5)

1.一种碳酸盐岩气藏有效渗透率预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)读取气田内至少30口开展过压恢试井分析的气井的井口套压恢复数据及关井前产气量数据，分别得到气井关井压力恢复过程中，各气井的压力平方恢复值气井产量qsc和有效渗透率K；
步骤2)绘制有效渗透率K与qSC、的关系交会图，拟合后得到有效渗透率K与qSC、的回归关系式；
步骤3)对于气田内未开展压恢试井分析的气井，根据得到的回归关系式，利用气井关井前产量及关井后井口套压恢复数据，计算得到有效渗透率K；
步骤4)有效渗透率K＞50mD时，为高渗气层，采气速度5-7％；有效渗透率K为5-50mD，则是中渗气藏,采气速度3.5-5％；有效渗透率K为0.1-5mD，则是低渗气藏,采气速度2-3.5％；有效渗透率K＜0.1mD，则是致密气藏,采气速度≤2％。
2.根据权利要求1所述的一种碳酸盐岩气藏有效渗透率预测方法，其特征在于：压力平方恢复值气井产量qsc和有效渗透率K存在如下关系：
式中：为压力平方恢复值，单位为MPa2；qsc为气井产量，单位为104m3/d；K为有效渗透率，单位为10-3μm2；h为气层厚度，单位为m；T为气层温度，单位为K；为平均压力及温度下的气体粘度，单位为mPa·s；为平均压力及温度下的气体偏差因子，小数；Δt为关井时间，单位为h；tp为关井前的生产时间，单位为h；φ为孔隙度，单位为％：C为综合压缩系数，单位为MPa-1：rw为气井半径，单位为m；S为表皮系数。
3.根据权利要求2所述的一种碳酸盐岩气藏有效渗透率预测方法，其特征在于：当Δt/tp≤0.1时，压力平方恢复值气井产量qsc和有效渗透率K关系如下：
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>q</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>c</mi> </mrow> </msub> <mrow> <msubsup> <mi>&amp;Delta;p</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>s</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msubsup> </mrow> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>h</mi> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mn>1.466</mn> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mn>10</mn> <mrow> <mo>-</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msup> <mover> <mrow> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>Z</mi> </mrow> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mi>T</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>l</mi> <mi>g</mi> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>t</mi> <mo>+</mo> <mi>l</mi> <mi>g</mi> <mfrac> <mi>K</mi> <mrow> <mi>&amp;phi;</mi> <mover> <mi>&amp;mu;</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <msubsup> <mi>Cr</mi> <mi>w</mi> <mn>2</mn> </msubsup> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mn>0.9077</mn> <mo>+</mo> <mn>0.87</mn> <mi>S</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>.</mo> </mrow>
4.根据权利要求2或3所述的一种碳酸盐岩气藏有效渗透率预测方法，其特征在于：当气田内没有开展压恢试井分析的气井改造工艺相同，储层改造效果相当，表皮系数S相等；岩石及流体高压物性T、C、φ在开采过程中不变，气井半径rw为固定尺寸，储层分布稳定，有效厚度h为定值，在关井时间Δt为定值时，有效渗透率为关井压力平方恢复值与气井产量的函数，即：其中，a为定值。
5.根据权利要求1所述的一种碳酸盐岩气藏有效渗透率预测方法，其特征在于：对于未开展压恢试井分析的气井，所述有效渗透率K可根据对气井产能qsc进行计算，式中pe为外边界压力，单位为MPa；pwf为井底压力，单位为MPa；re为供给边界半径，单位为m。
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