CN110454152B - 裂缝性储层非均匀伤害表皮系数计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了裂缝性储层非均匀伤害表皮系数计算方法，获取基础参数，等间距离散储层井段，将基础参数赋值于离散井段，建立原始储层物性参数集、伤害后储层物性参数集、非均匀伤害表皮参数集；以离散井段为对象，利用井筒概况参数和测井参数计算离散井段原始储层物性参数；计算离散井段伤害后储层物性参数、计算离散井段的基质、裂缝伤害表皮系数、计算离散井段非均匀伤害表皮系数和全井段综合表皮系数。本发明解决了现有技术中全井段表皮系数无法反应非均匀伤害程度，也无法反应储层基质和裂缝系统各自的伤害程度的问题，实现了表皮系数能够分解到长井段内体现非均匀伤害特征、且段内能够区分基质和裂缝系统的各自伤害的目的。

Description

裂缝性储层非均匀伤害表皮系数计算方法

技术领域

本发明涉及油气开发领域，具体涉及裂缝性储层非均匀伤害表皮系数计算方法。

背景技术

表皮系数是表征油气井储层近井地带污染和伤害程度的综合系数，客观表现为油气流动阻力的增加和单井产液能力的降低，现场主要通过不稳定试井方法求得，其数值由射孔的局部打开拟表皮系数、井斜拟表皮系数、油藏形状拟表皮系数、非达西流拟表皮系数和储层伤害程度的真实表皮系数等构成。储层伤害程度决定的真实表皮系数既是酸化/酸压改造的主体对象，也是表皮系数的最主要构成(郭建春等.川中磨溪构造龙王庙组气藏最大化降低表皮系数的储层改造技术.天然气工业,2014,34(3):97-102)。因此，研究和获取储层伤害的表皮系数是该技术研究的主要工作。

裂缝性储层在油气井钻井过程中，储层伤害主要来自于钻井液向储层基质和裂缝系统的滤失，滤失伤害的严重程度受到储层基质物性、裂缝系统及其发育程度的影响。目前，通用的试井方法只能得到全井段的综合表皮系数，既不能准确反应储层长井段段内的非均匀伤害程度，也不能反应井段内储层基质和裂缝系统各自的伤害程度，无法为酸化/酸压提供有效依据。

发明内容

本发明的目的在于提供裂缝性储层非均匀伤害表皮系数计算方法，以解决现有技术中对于裂缝性储层而言，全井段表皮系数无法反应非均匀伤害程度，也无法反应储层基质和裂缝系统各自的伤害程度的问题，实现表皮系数能够分解到长井段内体现非均匀伤害特征、且段内能够区分基质和裂缝系统的各自伤害的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

裂缝性储层非均匀伤害表皮系数计算方法，包括以下步骤：

(1)获取钻完井、测井、试油中的基础参数；所述基础参数包括井筒概况参数、测井参数、钻井液滤失参数；

(2)等间距离散储层井段，将基础参数赋值于离散井段，建立原始储层物性参数集、伤害后储层物性参数集、非均匀伤害表皮参数集；

(3)以离散井段为对象，利用井筒概况参数和测井参数计算离散井段原始储层物性参数；

(4)以离散井段为对象，利用井筒概况参数、钻井液滤失参数、离散井段原始储层物性参数，计算离散井段伤害后储层物性参数；

(5)以离散井段为对象，利用井筒概况参数、原始储层物性参数、离散井段伤害后储层物性参数，计算离散井段的基质、裂缝伤害表皮系数；

(6)利用离散井段的基质、裂缝伤害表皮系数，计算离散井段非均匀伤害表皮系数和全井段综合表皮系数。

通过本方法，综合表皮系数能够分解到长井段段内以体现其非均匀伤害特征；段内能够区分基质和裂缝系统的各自伤害程度，因此能够用于评价储层井段内的非均匀伤害，为油田工程师提供酸化/酸压依据。

所述井筒概况参数包括：储层井段长度、井筒半径、泄油半径、泥浆总漏失量、原油粘度、原油体积系数；

所述测井参数包括：声波时差、岩石密度、裂缝宽度、裂缝长度；

所述钻井液滤失参数包括：浸泡时间，扩散系数、泥饼孔隙度、钻井压差。

步骤(2)中将基础参数赋值于离散井段后得到：储层井段等间距离散的段数为n，所有离散井段的长度均为L/n，对任意第i离散井段而言，声波时差为A_i、岩石密度为ρ_i、裂缝宽度为W_fi、裂缝长度为L_fi、浸泡时间为t_i，扩散系数为D、泥饼孔隙度为

钻井压差P_i，其中i＝1,2,3,······,n；储层井段长度为固定值L、井筒半径为固定值r_w、泄油半径为固定值r_e、泥浆总漏失量为固定值V、原油粘度为固定值μ，原油体积系数为固定值B，扩散系数为固定值D。

所述原始储层物性参数集包括：原始基质孔隙度、原始裂缝孔隙度、原始基质渗透率、原始裂缝渗透率、原始总孔隙度、原始总渗透率；

所述伤害后储层物性参数集包括：基质污染半径、基质伤害渗透率、裂缝滤失指数；

所述非均匀伤害表皮参数集包括：基质伤害表皮系数、裂缝伤害表皮系数、全井段综合表皮系数。

步骤(3)中的离散井段原始储层物性参数包括：第i离散井段面缝率m_i、原始基质孔隙度

原始裂缝孔隙度

原始基质渗透率k_mi、原始裂缝渗透率k_fi、原始总孔隙度

原始总渗透率k_Ti。

步骤(4)中的伤害后储层物性参数包括：第i离散井段基质污染半径为r_i、基质伤害渗透率为k_di、裂缝滤失指数J_i。

步骤(5)的计算方法为：

第i离散井段基质伤害表皮系数

第i离散井段裂缝伤害表皮系数

步骤(6)的计算方法为：

第i离散井段非均匀伤害表皮系数

全井段综合表皮系数为

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明裂缝性储层非均匀伤害表皮系数计算方法，定量化明确了储层井段段内的非均匀伤害特征；段内能够区分基质和裂缝系统的各自伤害程度，更能反映储层井段的非均匀伤害特征，为油田工程师提供酸化、酸压等增产依据。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例中储层井段离散后各离散井段的声波时差和岩石密度数据；

图2为本发明具体实施例中储层井段离散后各离散井段的裂缝宽度和裂缝长度数据；

图3为本发明具体实施例中储层井段离散后各离散井段的浸泡时间；

图4为本发明具体实施例中储层井段离散后各离散井段的泥饼孔隙度和钻井压差；

图5为本发明具体实施例中储层井段离散后各离散井段的基质孔隙度、裂缝孔隙度和总孔隙度；

图6为本发明具体实施例中储层井段离散后各离散井段的基质渗透率、裂缝渗透率和总渗透率；

图7为本发明具体实施例中储层井段离散后各离散井段的基质伤害渗透率、基质污染半径和滤失指数；

图8为本发明具体实施例中储层井段离散后各离散井段的基质伤害表皮系数和裂缝伤害表皮系数；

图9为本发明具体实施例中储层井段离散后各离散井段的离散井段非均匀伤害表皮系数。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

裂缝性储层非均匀伤害表皮系数计算方法，

步骤1，获取用于非均匀伤害表皮系数计算的基础参数：

基础参数包括：井筒概况参数、测井参数和钻井液滤失参数。井筒概况参数包括：储层井段长度L、井筒半径r_w、泄油半径r_e泥浆总漏失量V，原油粘度μ和原油体积系数B；测井参数包括：声波时差A、岩石密度ρ、裂缝宽度W_f和裂缝长度L_f；钻井液滤失参数包括：浸泡时间T，扩散系数D、泥饼孔隙度

和钻井压差P。

步骤2，等间距离散储层井段，将基础参数赋值于离散井段，建立原始储层物性参数集U、伤害后储层物性参数集D、非均匀伤害表皮参数集S。

储层井段等间距离散的段数为n，所有离散井段的长度均为L/n，对任意第i离散井段声波时差为A_i、岩石密度为ρ_i、裂缝宽度为W_fi、裂缝长度为L_fi。第i离散井段的浸泡时间为t_i，扩散系数为D、泥饼孔隙度为

钻井压差P_i，其中i＝1,2,3,······,n。储层井段长度为固定值L、井筒半径为固定值r_w、泄油半径为固定值r_e和泥浆总漏失量为固定值V，原油粘度为固定值μ，原油体积系数为固定值B，扩散系数为固定值D。

原始储层物性参数集U包括：原始基质孔隙度

原始裂缝孔隙度

原始基质渗透率k_m、原始裂缝渗透率k_f、原始总孔隙度

原始总渗透率k_T；伤害后储层物性参数集D包括：基质污染半径r、基质伤害渗透率k_d、裂缝滤失指数J；非均匀伤害表皮参数集S包括：基质伤害表皮系数S_m、裂缝伤害表皮系数S_f、全井段综合表皮系数S_T。

步骤3，以离散井段为对象，利用井筒概况参数和测井参数计算离散井段原始储层物性参数。

对任意第i离散井段，若该离散井段的裂缝长度L_fi＝0，按照下式计算第i离散井段的原始基质孔隙度

原始裂缝孔隙度

原始基质渗透率k_mi、原始裂缝渗透率k_fi、原始总孔隙度

原始总渗透率k_Ti，其中i＝1,2,3,······,n。

若第i离散井段的裂缝长度L_fi≠0，按照下式计算第i离散井段的面缝率m_i、原始基质孔隙度

原始裂缝孔隙度

原始基质渗透率k_mi、原始裂缝渗透率k_fi、原始总孔隙度

原始总渗透率k_Ti，其中i＝1,2,3,······,n。

步骤4，以离散井段为对象，利用井筒概况参数、钻井液滤失参数和原始储层物性参数，计算离散井段伤害后储层物性参数：

第一步，根据原始基质渗透率与原始裂缝渗透率的差异，按下式计算第i离散井段的基质中泥浆滤失量V_mi和裂缝中泥浆滤失量V_fi，其中i＝1,2,3,······,n。

第二步，根据基质中泥浆漏失量，按照下式计算第i离散井段的基质污染半径r_i，其中i＝1,2,3,······,n。

第三步，根据基质中泥浆漏失量，按照下式计算第i离散井段的基质伤害渗透率k_di，其中i＝1,2,3,······,n。

上式计算的初始条件、边界条件和辅助条件为：

第四步，根据裂缝中泥浆漏失量，按照下式计算第i离散井段的裂缝滤失指数J_i，其中i＝1,2,3,······,n。

步骤5，以离散井段为对象，利用井筒概况参数、原始储层物性参数和伤害后储层物性参数，计算离散井段的基质和裂缝伤害表皮系数。

根据步骤3和步骤4得到的原始基质渗透率、基质伤害渗透率、基质污染半径，按照下式计算第i离散井段的基质伤害表皮系数S_mi，其中i＝1,2,3,······,n。

根据步骤3和步骤4得到的原始裂缝渗透率和裂缝滤失指数，按照下式计算第i离散井段的裂缝伤害表皮系数S_fi，其中i＝1,2,3,······,n。

式中，μ为原油粘度，B为原油体积系数。

步骤6，利用离散井段的基质和裂缝伤害表皮系数，计算离散井段非均匀伤害表皮系数和全井段综合表皮系数。

根据步骤5得到的基质伤害表皮系数和裂缝伤害表皮系数，计算第i离散井段非均匀伤害表皮系数S_i和全井段综合表皮系数S_T，其中i＝1,2,3,······,n。

实施例2：

以我国西部地区某油田XX井作为实例井：

步骤(1)：获取实例井的基础参数：井筒概况参数、测井参数和钻井液滤失参数。井筒概况参数包括：储层井段长度、井筒半径、泄油半径、泥浆总漏失量、原油粘度和原油体积系数；测井参数包括：声波时差、岩石密度、裂缝宽度和裂缝长度；钻井液滤失参数包括：浸泡时间，扩散系数、泥饼孔隙度和钻井压差。

步骤(2)：对于该实例井而言储层井段等间距离散的段数为n，储层井段长度为固定值L、井筒半径为固定值r_w、泄油半径为固定值r_e，泥浆总漏失量为固定值V，原油粘度为固定值μ，原油体积系数为固定值B，扩散系数为固定值D，各固定值的数值如下表所示：

参数名称	数值
		储层井段等间距离散的段数n，无因次	100
储层井段长度L，m	100
		井筒半径r<sub>w</sub>，m	0.1778
泄油半径r<sub>e</sub>，m	300
		泥浆总漏失量V，m<sup>3</sup>	50
原油粘度μ，mPa·s	10
		原油体积系数B，无因次	1.1
扩散系数D，m<sup>2</sup>/h	5E-7

对储层井段进行离散，离散后各离散井段的测井参数和钻井液滤失参数如图1至图4所示。

步骤(3)：利用如下公式，结合实例井基础参数，计算得到储层井段离散后各离散井段的原始储层物性参数：

计算得到的储层井段离散后各离散井段的原始储层物性参数包括：原始基质孔隙度

原始裂缝孔隙度

原始基质渗透率k_mi、原始裂缝渗透率k_fi、原始总孔隙度

原始总渗透率k_Ti，计算结果如图5与图6所示。

步骤(4)：利用如下公式，结合基础参数和原始储层物性参数，计算储层井段离散后各离散井段的伤害后储层物性参数：

计算得到的伤害后储层物性参数为：基质污染半径r_i、基质伤害渗透率k_di、裂缝滤失指数J_i，计算结果如图7所示。

步骤(5)：利用如下公式，结合基础参数、原始储层物性参数、伤害后储层物性参数，计算储层井段离散后各离散井段的基质伤害表皮系数S_mi和裂缝伤害表皮系数S_fi：

计算得到的储层井段离散后各离散井段的基质伤害表皮系数S_mi、裂缝伤害表皮系数S_fi如图8所示。计算结果显示：离散井段基质伤害表皮系数最大为8.39，最小为0.00；离散井段裂缝伤害表皮系数最大为80.94，最小为0.00，表现出非均匀伤害特征。

步骤(6)：

利用公式

结合基质伤害表皮系数和裂缝伤害表皮系数，计算离散井段非均匀伤害表皮系数S_i。计算结果如图9所示：离散段非均匀伤害表皮系数最大值为50.98，最小为0.29，表现出非均匀特征。

同时计算该井全井段综合表皮系数S_T：

得出该井的全井段综合表皮系数为10.70。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.裂缝性储层非均匀伤害表皮系数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取钻完井、测井、试油中的基础参数；所述基础参数包括井筒概况参数、测井参数、钻井液滤失参数；

(2)等间距离散储层井段，将基础参数赋值于离散井段，建立原始储层物性参数集、伤害后储层物性参数集、非均匀伤害表皮参数集；

(3)以离散井段为对象，利用井筒概况参数和测井参数计算离散井段原始储层物性参数；

(4)以离散井段为对象，利用井筒概况参数、钻井液滤失参数、离散井段原始储层物性参数，计算离散井段伤害后储层物性参数；

(5)以离散井段为对象，利用井筒概况参数、原始储层物性参数、离散井段伤害后储层物性参数，计算离散井段的基质、裂缝伤害表皮系数；

(6)利用离散井段的基质、裂缝伤害表皮系数，计算离散井段非均匀伤害表皮系数和全井段综合表皮系数；

步骤(2)中将基础参数赋值于离散井段后得到：储层井段等间距离散的段数为n，所有离散井段的长度均为L/n，对任意第i离散井段而言，声波时差为A_i、岩石密度为ρ_i、裂缝宽度为W_fi、裂缝长度为L_fi、浸泡时间为t_i，扩散系数为D、泥饼孔隙度为

钻井压差P_i，其中i＝1,2,3,······,n；储层井段长度为固定值L、井筒半径为固定值r_w、泄油半径为固定值r_e、泥浆总漏失量为固定值V、原油粘度为固定值μ，原油体积系数为固定值B，扩散系数为固定值D；

步骤(3)中的离散井段原始储层物性参数包括：第i离散井段面缝率m_i、原始基质孔隙度

原始裂缝孔隙度

原始基质渗透率k_mi、原始裂缝渗透率k_fi、原始总孔隙度

原始总渗透率k_Ti；

步骤(4)中的伤害后储层物性参数包括：第i离散井段基质污染半径为r_i、基质伤害渗透率为k_di、裂缝滤失指数J_i；步骤(5)的计算方法为：

第i离散井段基质伤害表皮系数

第i离散井段裂缝伤害表皮系数

2.根据权利要求1所述的裂缝性储层非均匀伤害表皮系数计算方法，其特征在于，

所述井筒概况参数包括：储层井段长度、井筒半径、泄油半径、泥浆总漏失量、原油粘度、原油体积系数；

所述测井参数包括：声波时差、岩石密度、裂缝宽度、裂缝长度；

所述钻井液滤失参数包括：浸泡时间，扩散系数、泥饼孔隙度、钻井压差。

3.根据权利要求1所述的裂缝性储层非均匀伤害表皮系数计算方法，其特征在于，

所述原始储层物性参数集包括：原始基质孔隙度、原始裂缝孔隙度、原始基质渗透率、原始裂缝渗透率、原始总孔隙度、原始总渗透率；

所述伤害后储层物性参数集包括：基质污染半径、基质伤害渗透率、裂缝滤失指数；

所述非均匀伤害表皮参数集包括：基质伤害表皮系数、裂缝伤害表皮系数、全井段综合表皮系数。

4.根据权利要求1所述的裂缝性储层非均匀伤害表皮系数计算方法，其特征在于，步骤(6)的计算方法为：

第i离散井段非均匀伤害表皮系数

全井段综合表皮系数为

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