CN108386187A - 基于油井指示曲线分析储层结构的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于油井指示曲线分析储层结构的方法，包括：针对自喷油井，在预设数量的工作制度下进行稳定试井测试，得到储层参数；根据储层参数绘制所述自喷油井的油井指示曲线；利用所述油井指示曲线的特征形态，分析所述自喷油井附近的储层结构。利用本发明方案，可以形成一种利用采油井指示曲线特征形态评价缝洞结构的方法，用于指导认识缝洞储层结构及性质，填补静态资料不能认识缝洞储层结构的缺陷。

Description

基于油井指示曲线分析储层结构的方法

技术领域

本发明涉及油藏工程技术领域，具体涉及一种基于油井指示曲线分析储层结构的方法。

背景技术

缝洞型碳酸盐岩油藏的储层具有极强的非均质性，基质基本上不具有储渗性能，孔洞-裂缝系统形成彼此独立的网络状不规则油气聚集单元，大型溶洞和溶蚀孔洞区是流体主要的储集空间，溶洞个数、分布、相对大小是认识此类油藏结构的关键参数，其独特油藏结构与常规砂岩油藏有着本质区别，致使砂岩油藏很多比较成熟解释理论无法适用，例如砂岩采油井指示曲线理论。

砂岩采油井指示曲线理论已经成熟，并于2006年形成中石化标准SY/T 6172-2006《油田试井技术规范》，曲线分为四类，直线型、曲线型、混合型、异常型。一是直线型，特征为过原点的直线，一般是较小生产压差条件的单相渗流形成的；二是曲线型，特征为过原点凸向产量轴的曲线，这类曲线一般反映了单相非达西或油气两相渗流的流动特点，在较大生产压差或流压小于饱和压力时形成；三是混合型，特点为先是过原点直线，然后紧接着是凸向产量轴的曲线，直线部分为单相达西渗流，曲线部分包括单相非达西渗流及油气两相渗流等；四是异常型，特征为过原点凸向压力轴的曲线，产生该类曲线的原因包括测试工作制度未稳定、新井井壁污染在测试过程中逐渐下降，以及随着生产压差的增大有新的层位投入生产等，因而异常曲线并非一定存在，应根据实际情况具体分析，若为测试未达稳定所致，则应重测。

然而，砂岩采油井指示曲线理论很难完全解释清楚缝洞型储层采油井指示曲线，理由如下：一是针对曲线型特征的井，缝洞油井生产压差有大有小，并且井口压力都大于饱和压力，储层不可能出现油气两相流，同时产能试井时产量都小于350m³/d，流体在储层中存在非达西流的可能性不大，现场实际情况与砂岩理论相悖；二是针对异常型特征的井，产能试井时不同工作制度下稳定时间都较快，通过现场和后续测压，可以排除流压测量不准的可能，砂岩理论无法解释；三是缝洞型储层产能指示曲线存在不过原点的直线型曲线特征，现有砂岩理论无法解释这类曲线形态。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于油井指示曲线分析储层结构的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于油井指示曲线分析储层结构的方法，包括：

针对自喷油井，在预设数量的工作制度下进行稳定试井测试，得到储层参数；

根据储层参数绘制所述自喷油井的油井指示曲线；

利用所述油井指示曲线的特征形态，分析所述自喷油井附近的储层结构。

可选的，所述根据储层参数绘制所述自喷油井的油井指示曲线进一步包括：

根据储层参数，构建自喷油井的指示曲线方程；其中，所述指示曲线方程为生产压差与产油量的对应关系方程；

根据所述指示曲线方程绘制自喷油井的油井指示曲线。

可选的，在所述利用所述油井指示曲线的特征形态，分析所述自喷油井附近的储层结构之前，所述方法还包括：

建立缝洞型油藏地质模型，以及设定所述缝洞型油藏地质模型的假设条件；

根据所述假设条件构建缝洞型油藏地质模型的产能方程；

对缝洞型油藏地质模型的产能方程进行解释并建立缝洞型碳酸盐岩油藏的解释理论。

可选的，所述利用所述油井指示曲线的特征形态，分析所述自喷油井附近的储层结构进一步包括：

根据油井指示曲线所属的类型，指示曲线方程的参数，以及，缝洞型碳酸盐岩油藏的解释理论，分析自喷油井附近的储层结构；其中，所述指示曲线方程的参数包括产量比和/或流动常数。

可选的，油井指示曲线所属的类型包括：直线型、曲线型、混合型或异常型。

可选的，所述储层参数包括井底流压和储层静压。

可选的，所述储层结构包括溶洞个数、溶洞体积和/或溶洞能量。

可选的，所述油井指示曲线的横坐标为不同工作制度下稳定生产时对应的产油量，所述油井指示曲线的纵坐标为不同工作制度下对应的生产压差。

根据本发明的基于油井指示曲线分析储层结构的方法，针对自喷油井，在预设数量的工作制度下进行稳定试井测试，得到储层参数；根据储层参数绘制所述自喷油井的油井指示曲线；利用所述油井指示曲线的特征形态，分析所述自喷油井附近的储层结构。利用本发明方案，可以形成一种利用采油井指示曲线特征形态评价缝洞结构的方法，用于指导认识缝洞储层结构及性质，填补静态资料不能认识缝洞储层结构的缺陷，目前国内外均未见此类型报道，本发明研究思路与方法为国内外首创，应用4井次，成功率100％。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的基于油井指示曲线分析储层结构的方法的流程图；

图2示出了根据本发明另一个实施例的基于油井指示曲线分析储层结构的方法的流程图；

图3示出了本发明一个具体实施例的缝洞型油藏地质模型的示意图；

图4a示出了n远大于1时储层模型的示意图；

图4b示出了对应图4a的储层模型的油井指示曲线的示意图；

图5a示出了n约等于1且a₁＝a₂时的油井指示曲线的示意图；

图5b示出了n约等于1且a₁＜a₂时的油井指示曲线的示意图；

图5c示出了n约等于1且a₁＞a₂时的油井指示曲线的示意图；

图6a示出了n远小于1时储层模型的示意图；

图6b示出了对应图6a的储层模型的油井指示曲线的示意图；

图7示出了油井TH1-6H的指示曲线；

图8示出了油井TH1-3的指示曲线；

图9示出了油井TH1-9的指示曲线；

图10示出了油井TH1-1H的指示曲线；

图11示出了油井TH1-1H的指示曲线。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明一个实施例的基于油井指示曲线分析储层结构的方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S110：针对自喷油井，在预设数量的工作制度下进行稳定试井测试，得到储层参数。

具体地，在预设数量的工作制度下对自喷油井进行稳定试井测试，其中，预设数量的工作制度为多个工作制度，一般的，选择3个或3个以上的工作制度进行测试；以及，在本实施例中，不对稳定试井测试的测试方法做具体限定，本领域技术人员可根据测试条件或环境等因素进行灵活选择。另外，储层参数包括绘制油井指示曲线或推导出油井指示曲线方程时需要参考的参数，优选地，储层参数包括井底流压和储层静压。

步骤S120：根据储层参数绘制自喷油井的油井指示曲线。

根据储层参数进行产能方程的推导，形成不同油藏结构的缝洞特色流动方程，继而对应不同采油井指示曲线。

步骤S130：利用油井指示曲线的特征形态，分析自喷油井附近的储层结构。

具体地，采油井指示曲线形态表现不同时，对应缝洞油藏结构也将不同。例如，对应油井指示曲线分别为直线型、曲线型、混合型或异常型时，对应的溶洞个数、溶洞体积和/或溶洞能量会不同，进而可以形成一种利用采油井指示曲线的特征形态分析评价缝洞结构的方法，用于指导认识缝洞储层结构及性质，填补静态资料不能认识缝洞储层结构的缺陷。

根据本实施例提供的基于油井指示曲线分析储层结构的方法，针对自喷油井，在预设数量的工作制度下进行稳定试井测试，得到储层参数；根据储层参数绘制自喷油井的油井指示曲线；利用油井指示曲线的特征形态，分析自喷油井附近的储层结构。由此可见，利用本实施例方案，可以形成一种利用采油井指示曲线特征形态评价缝洞结构的方法，用于指导认识缝洞储层结构及性质，填补静态资料不能认识缝洞储层结构的缺陷，目前国内外均未见此类型报道，本发明研究思路与方法为国内外首创，应用4井次，成功率100％。

图2示出了根据本发明另一个实施例的基于油井指示曲线分析储层结构的方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S210：针对自喷油井，在预设数量的工作制度下进行稳定试井测试，得到储层参数。

在本发明的一个具体实施例中，测试3个或3个以上不同工作制度下稳定生产时井底流压P_wf，同时需测试油井关井稳定后储层静压P_i。

步骤S220：根据储层参数，构建自喷油井的指示曲线方程；根据指示曲线方程绘制自喷油井的油井指示曲线。

其中，指示曲线方程为生产压差与产油量的对应关系方程；油井指示曲线的横坐标为不同工作制度下稳定生产时对应的产油量q，纵坐标为不同工作制度下对应的生产压差△p，生产压差△p等于P_i与P_wf之差。

在对自喷油井附近的储层结构进行分析之前，需要明确不同类型的油井指示曲线对应着何种储层结构。在本实施例中，通过下述步骤S230至步骤S250来建立缝洞型碳酸盐岩油藏的解释理论。

步骤S230：建立缝洞型油藏地质模型，以及设定缝洞型油藏地质模型的假设条件。

在本实施例中，首先重构缝洞型油藏地质模型，以溶洞为管流，裂缝系统为渗流，然后对缝洞型油藏地质模型设定假设条件，以便于推导产能方程。

图3示出了本发明一个具体实施例的缝洞型油藏地质模型的示意图。如图3所示，在本发明的一个具体实施例中，缝洞型油藏地质模型为“井-洞-缝-洞”模型，即自喷油井直接连通单溶洞1，再通过裂缝系统连通单溶洞2。相应的，设定的假设条件有五个，一是溶洞1既是流动通道，也是主要储油空间；裂缝系统为流动通道，是次要储油空间，溶洞2为储油空间，不参与流动。二是生产时溶洞2全部原油流进裂缝系统，再由裂缝系统流入溶洞1，最后流入油井。三是溶洞假设形态为圆管，符合Poiseulle管流；裂缝系统符合达西渗流定律。四是流体为单相微可压缩流体，流动过程为等温过程，不考虑温度扩散等影响。五是整套地质模型生产压差等于溶洞1生产压差与裂缝系统生产压差之和。

步骤S240：根据假设条件构建缝洞型油藏地质模型的产能方程。

具体地，缝洞型油藏溶洞1产能方程的推导过程如下：

溶洞1假设形态为圆管，符合Poiseulle管流。

其中，q₁为自喷井地层油产量，将地层油产量换算成地面产量，需引入体积系数B_o，即原油在地下的体积(即地层油体积)与其在地面脱气后的体积之比。

考虑实际溶洞形状不可能是圆管，型态各异、内部充填不同、并且迂回曲折等原因造成的附加压降△p_附，得到溶洞1的产能方程：

在此描述中，引入溶洞阻尼系数S_v来表征附加压降△p_附。

其中，K为圆管渗透率，关于圆管渗透率计算，高等渗流理论中K＝r⁴/8，将其带入溶洞阻力系数公式，对溶洞1产能方程变形。

上述公式1至公式5中，q₁为溶洞1供给地面产量，单位为立方米每秒(m³/s)；r为圆管半径，单位为米(m)；△p₁为溶洞1生产压差，单位为帕斯卡(Pa)；μ为原油粘度，单位为帕秒(Pa.s)；Bo为原油体积系数；Sv为溶洞1阻尼系数，无因次；L₁为圆管长度，单位为米(m)。

具体地，缝洞型油藏裂缝系统产能方程的推导过程如下：

裂缝系统流动分两种，一是低速下非达西渗流，考虑启动压差渗流，符合Irmay(1968)提出的运动方程。

其中，ν为裂缝中流体流速，单位为米每秒(m/s)；K为裂缝渗透率，单位为平方米(m2)；p₀为启动压力，单位为帕斯卡(Pa)；L2为裂缝长度，单位为米(m)。

关于裂缝流速表征如下：

其中，q₂为裂缝中的流量，包括溶洞2和裂缝本身的产量，单位为立方米每秒(m³/s)。A_f为裂缝实际过流面积，单位为平方米(m2)，将其带入裂缝流动方程，并对流动方程进行积分求解，得到裂缝产能方程：

二是高速下非达西渗流，符合Forchheimer(1901)提出的运动方程，

其中，ρ为原油密度，单位为千克每立方米(kg/m3)；β为湍流系数。

并对流动方程进行积分求解，得到裂缝产能方程：

结合上述求得的溶洞1的产能方程和裂缝系统的产能方程，进一步求解构建缝洞型油藏整套系统的产能方程，具体如下：

缝洞型油藏整套系统压差等于溶洞1压差加上裂缝压差，即：

Δp＝Δp₁+Δp₂(公式11)

从而得到整个系统产能方程，考虑裂缝系统分两类，因此整套系统产能方程分两类。

一是当裂缝系统为低速非达西渗流时：

在此模型中引入产量比n的概念，用于统一产量参数：

则可得出：

将公式14带入产能方程整理得到：

为方便对公式进行分析，引入两个参数，a1、a2分别为溶洞1、2流动常数，得到裂缝系统为低速非达西渗流时整个系统产能方程：

其中，

二是当裂缝系统为高速非达西渗流时：

同理，可得将系统产能方程化简为：

其中，

上述涉及的参数a1、a2、b的物理意义解读如下：

a1定义为溶洞1流动常数，其倒数表示为溶洞1单位压降下产量，a1越小，则溶洞1单位压降下产量越大，表明溶洞1能量越强。

a2定义为溶洞2流动常数，其倒数表示为溶洞2单位压降下产量，a1越小，则溶洞1单位压降下产量越大，表明溶洞2能量越强。

b定义为裂缝系统流动系数，表示曲线型采油井指示曲线的曲率，曲率越小，表明裂缝系统参与流动能力越小。

步骤S250：对缝洞型油藏地质模型的产能方程进行解释并建立缝洞型碳酸盐岩油藏的解释理论。

具体地，建立缝洞型碳酸盐岩油藏的解释理论分为三个层次：

第1个层次，当n远大于1时，储层模型为溶洞1规模远大于溶洞2，说明溶洞2很小或者不存在。图4a示出了n远大于1时储层模型的示意图。如图4a所示，自喷井周围以溶洞分布为主，或者直接打在溶洞上。此时两类产能方程均适用，因n/(1+n)约等于1，1/(1+n)约等于0，缝洞型油藏地质模型的产能方程化简为：

Δp＝a₁q (公式19)

图4b示出了对应图4a的储层模型的油井指示曲线的示意图。如图4b所示，采油井指示曲线表现为过原点直线型。

第2个层次，当n约等于1时，储层模型为溶洞1规模约等于溶洞2，溶洞之间生产压差较小，符合裂缝系统为低速非达西渗流时产能方程，n/(1+n)、1/(1+n)均等于1/2，此时产能方程为：

此时，采油井指示曲线表现为混合型。

图5a示出了n约等于1且a₁＝a₂时的油井指示曲线的示意图。如图5a所示，当a₁＝a₂时，采油井指示曲线分为两条平行直线段，即当裂缝系统生产压差小于启动压差时，裂缝系统不参与流动，采油井指示曲线表现为过原点直线型；一旦裂缝参与流动时，表现为截距为正的直线型，截距值即为裂缝系统参与流动需克服压力，表明溶洞2能量与溶洞1能量相等。

图5b示出了n约等于1且a₁＜a₂时的油井指示曲线的示意图。如图5b所示，当a₁＜a₂时，采油井指示曲线分为折直线型，第一段直线为过原点直线型，第二段直线由于斜率较第一段大，很容易出现截距为负值的情况，表明第二个溶洞已经参与供给，但由于其能量低于第一个溶洞造成截距为负情况。

图5c示出了n约等于1且a₁＞a₂时的油井指示曲线的示意图。如图5c所示，当a₁＞a₂时，采油井指示曲线分为折直线型，即当裂缝系统生产压差小于启动压差时，裂缝系统不参与流动，采油井指示曲线表现为过原点直线型；一旦裂缝参与流动时，表现为截距为正的直线型，截距值即为裂缝系统参与流动需克服压力，表明溶洞2能量高于溶洞1能量。

第3个层次，当n远小于1时，储层模型为溶洞2规模远大于溶洞1。图6a示出了n远小于1时储层模型的示意图。如图6a所示，裂缝流动压差很大，符合裂缝系统为高速非达西渗流时产能方程，储层结构为自喷井周围以裂缝系统为主，通过裂缝系统连接远端溶洞。因n/(1+n)约等于0，1/(1+n)约等于1，产能方程化简为：

Δp＝a₂q+bq² (公式21)

图6b示出了对应图6a的储层模型的油井指示曲线的示意图。如图6b所示，采油井指示曲线表现为过原点曲线型。

步骤S260：根据油井指示曲线所属的类型，指示曲线方程的参数，以及，缝洞型碳酸盐岩油藏的解释理论，分析自喷油井附近的储层结构。

其中，指示曲线方程的参数包括产量比和/或流动常数。

具体地，根据油井指示曲线所属的类型，指示曲线方程的参数，以及，缝洞型碳酸盐岩油藏的解释理论，逆向分析自喷油井附近的储层结构。

为便于本领域技术人员对本步骤中分析自喷油井附近的储层结构的过程，以及对本发明的技术效果的理解，下面分别以不同的油井指示曲线为例来分析储层结构：

示例一，

图7示出了油井TH1-6H的指示曲线。如图7所示，采油井指示曲线方程为△p＝0.0274q，油井指示曲线的特征表征为直线型，对应地质模型应为自喷井周围存在1个溶洞(详见上述第1层次的理论)。其中，R²为决定系数。

示例二，

图8示出了油井TH1-3的指示曲线。如图8所示，采油井指示曲线方程如下：

图8中采油井指示曲线特征表征为混合型，对应地质模型应为自喷井周围存在2个溶洞(详见上述第2层次的理论)，由采油井指示曲线得到裂缝参与流动启动压差为0.2484MPa，a₁＝0.0054，a₂＝0.003，a₂比a₁小，表明第二个溶洞能量略强于第一个溶洞。

示例三，

图9示出了油井TH1-9的指示曲线。如图9所示，采油井指示曲线方程如下：

图9中采油井指示曲线特征表征为混合型，对应地质模型应为自喷井周围存在2个溶洞(详见上述第2层次的理论)，由采油井指示曲线得到a₁＝0.069，a₂＝0.2098，a₂比a₁大，表明第二个溶洞能量略低于第一个溶洞，掩盖启动压力数值，表明第二个溶洞已经参与流动。

示例四，

图10示出了油井TH1-1H的指示曲线。如图10所示，采油井指示曲线特征表征为曲线型，对应地质模型应为自喷井周围存在2个溶洞(详见上述第3层次的理论)，而且远洞规模大小大于近洞规模或者近洞不存在。

示例五，

图11示出了油井TH1-1H的指示曲线。如图11所示，采油井指示曲线特征表征为曲线型，对应地质模型应为自喷井周围存在2个溶洞(详见上述第3层次的分析)，而且远洞规模大小大于近洞规模或者近洞不存在。

根据本实施例提供的基于油井指示曲线分析储层结构的方法，针对自喷油井，在预设数量的工作制度下进行稳定试井测试，得到储层参数；根据储层参数，构建自喷油井的指示曲线方程；根据所述指示曲线方程绘制自喷油井的油井指示曲线；建立缝洞型油藏地质模型，以及设定所述缝洞型油藏地质模型的假设条件；根据所述假设条件构建缝洞型油藏地质模型的产能方程；对缝洞型油藏地质模型的产能方程进行解释并建立缝洞型碳酸盐岩油藏的解释理论；根据油井指示曲线所属的类型，指示曲线方程的参数，以及，缝洞型碳酸盐岩油藏的解释理论，分析自喷油井附近的储层结构。由此可见，利用本实施例方案，从重构缝洞特征地质模型出发，溶洞为管流，裂缝系统为渗流，推导管流-渗流耦合的缝洞油藏特色流动方程，形成一种利用采油井指示曲线形态评价缝洞结构的方法，用于指导认识缝洞储层结构及性质，填补静态资料不能认识缝洞储层结构的缺陷，目前国内外均未见此类型报道，本发明研究思路与方法为国内外首创，应用4井次，成功率100％。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应该被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明实施操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，或者将一个步骤分成多个步骤执行。

以上对本发明的方法和具体实施方法进行了详细的介绍，并给出了相应的实施例。当然，除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种基于油井指示曲线分析储层结构的方法，其特征在于，包括：

针对自喷油井，在预设数量的工作制度下进行稳定试井测试，得到储层参数；

根据储层参数绘制所述自喷油井的油井指示曲线；

利用所述油井指示曲线的特征形态，分析所述自喷油井附近的储层结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据储层参数绘制所述自喷油井的油井指示曲线进一步包括：

根据储层参数，构建自喷油井的指示曲线方程；其中，所述指示曲线方程为生产压差与产油量的对应关系方程；

根据所述指示曲线方程绘制自喷油井的油井指示曲线。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述利用所述油井指示曲线的特征形态，分析所述自喷油井附近的储层结构之前，所述方法还包括：

建立缝洞型油藏地质模型，以及设定所述缝洞型油藏地质模型的假设条件；

根据所述假设条件构建缝洞型油藏地质模型的产能方程；

对缝洞型油藏地质模型的产能方程进行解释并建立缝洞型碳酸盐岩油藏的解释理论。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述油井指示曲线的特征形态，分析所述自喷油井附近的储层结构进一步包括：

根据油井指示曲线所属的类型，指示曲线方程的参数，以及，缝洞型碳酸盐岩油藏的解释理论，分析自喷油井附近的储层结构；其中，所述指示曲线方程的参数包括产量比和/或流动常数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，油井指示曲线所属的类型包括：直线型、曲线型、混合型或异常型。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述储层参数包括井底流压和储层静压。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述储层结构包括溶洞个数、溶洞体积和/或溶洞能量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述油井指示曲线的横坐标为不同工作制度下稳定生产时对应的产油量，所述油井指示曲线的纵坐标为不同工作制度下对应的生产压差。