CN110532592B - 一种缝洞油气藏压裂井大溶洞试井解释方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种缝洞油气藏压裂井大溶洞试井解释方法,包括以下步骤:S1、建立压裂井缝洞油藏试井物理模型;S2、建立溶洞及溶洞泄油区径向渗流无因次数学模型;S3、建立压裂缝线性渗流无因次数学模型及其与径向渗流模型的耦合模型;S4、数学模型拉氏变换并求解;S5、绘制典型试井双对数曲线;S6、实测试井数据的拟合解释;S7、研究溶洞半径的影响;S8、研究主裂缝长度的影响。本发明的有益效果是:建立了缝洞油气藏压裂井大溶洞试井解释方法,考虑井筒压裂形成大尺度压裂缝渗流通道,压裂缝沟通大溶洞,将大尺度溶洞视为势体,以溶洞为中心形成双重介质溶洞泄油区,通过溶洞泄油区的径向渗流与压裂缝的线性流动耦合建立数学模型,对模型进行拉普拉斯变换求解,绘制典型试井双对数曲线,并对模型进行参数敏感性分析。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域,具体涉及一种缝洞油气藏压裂井大溶洞试井解释方法。
背景技术
缝洞型油气藏中发育有大量的天然裂缝与溶蚀溶孔与大尺度溶洞,这三类介质都是良好的油气储集空间。目前的地震识别与钻井技术还无法完全保证钻遇缝洞储集体。存在生产井未钻遇溶洞的情况,常采用压裂等措施产生人工裂缝以沟通有效缝洞储集体。对于此类压裂井缝洞油藏,识别溶洞体积与压裂缝长度对指导后期生产具有重要的指导意义。
从60年代以来,许多学者提出并发展了多重介质模型碳酸盐岩油气藏试井理论,认为油气藏可视多几种介质系统在空间上的叠加,各系统间存在窜流。然而,多重介质试井模型的基础是连续性假设,此类试井模型的连续性假设对于缝洞发育尺度大且离散分布的缝洞型油气藏并不完全适用,连续介质模型试井图版对缝洞油气藏矿场实测曲线往往难以拟合,且无法解释出大尺度裂缝与大溶洞参数。20世纪以来,一些学者考虑缝洞离散分布,建立了井钻遇溶洞试井模型、缝洞串并联组合等试井模型成功解释出了缝洞参数。有学者建立了井钻遇溶洞,溶洞外为双重连续介质的试井模型并求得了解析解。但这些模型的缝洞组合方式简单,适用范围有限,不能适用于压裂井缝洞油气藏。在缝洞型油气藏的生产实践中,存在生产井未钻遇有效缝洞区,导致油井产能低。综上所述,大尺度缝洞发育的缝洞型油气藏不完全多重介质连续性假设,现有的钻遇溶洞模型和缝洞组合试井模型又无法解决压裂油气藏试井问题。
本发明在研究压裂油气藏缝洞发育特征基础上,建立了一种新的试井模型与方法,模型考虑溶洞外区为双重介质,引入溶洞泄油区概念,对压裂缝中的线性渗流与溶洞径向渗流区中的径向渗流进行耦合建立数学模型,对模型进行了耦合求解,绘制了典型试井曲线,分析了流动特征并进行了参数敏感性分析。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种建立了缝洞油气藏压裂井大溶洞试井模型与方法,考虑溶洞外区为双重介质,引入溶洞泄油区概念,对压裂缝中的线性渗流与溶洞径向渗流区中的径向渗流进行耦合建立数学模型,对模型进行了耦合求解,绘制了典型试井曲线,分析了流动特征并进行了参数敏感性分析。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种缝洞油气藏压裂井大溶洞试井解释模型与方法,它包括以下步骤:
包括以下步骤:
S1、建立压裂井缝洞油藏试井物理模型;
S2、建立溶洞及溶洞泄油区径向渗流无因次数学模型;
S3、建立压裂缝线性渗流无因次数学模型及其与径向渗流模型的耦合模型;
S4、数学模型拉氏变换并求解;
S5、绘制典型试井双对数曲线;
S6、实测试井数据的拟合方法,编写解释程序;
S7、研究溶洞半径的影响;
S8、研究主裂缝长度的影响。
所述步骤S1中物理模型的基本假设条件如下:
(1)以溶洞为中心形成泄油区,溶洞外发育有连续分布的天然裂缝和溶蚀溶孔,视为连续介质;(2)地层中有一口直井以定产量生产,井筒通过压裂形成的主裂缝与溶洞相连,储层流体为单相原油,溶洞被原油充填;(3)溶洞泄油区中,原油通过溶蚀溶孔向裂缝窜流,再向大溶洞发生窜流,最后通过压裂缝流入井筒;(4)原油在储层裂缝中的流动符合达西温流动;忽略毛管力与重力的作用;(5)初始时刻地层压力处处相,于原始地层压力;(6)溶洞、裂缝、溶孔和流体均为微可压缩,压缩系数为常数;(7)考虑井筒储集效应与表皮效应的影响。
在所述步骤S2中建立溶洞及溶洞泄油区径向渗流无因次数学模型的步骤如下:
模型以油藏模型为例,若为气藏,则将模型中的所有压力参数P替换为气藏拟压力,下标与下标含义均不变,流体物性参数采用对应气体参数即可。所述拟压力计算方法为:
式中,ψ为真实气体拟压力(对应于压力p),Mpa2/(mPa.s);p为压力,MPa;μ为气体粘度,mPa.s;Z为气体偏差因子;p0为任意选定某一参考压力。
定义如下无因次量:
无因次压力pfD、pfrD、pvrD、pvD:
式中:pfD、pfrD、pvrD分别为压裂缝、径向泄油区天然裂缝、径向泄油区中的溶孔无因次压力;pf、pfr、pvr分别为压裂缝、径向泄油区天然裂缝、径向泄油区中的溶孔压力,MPa;
pv为大溶洞等势体压力,MPa;pvD为大溶洞等势体无因次压力。pi为地层原始压力,MPa;h为储层厚度,m;qo为生产井产量,m3/d;Bo为原油体积系数,m3/m3;μ为原油黏度,mPa.s;Kf为压裂缝渗透率,μm2。
无因次生产时间tD:
式中:t为井生产时间,h;为井无因次生产时间;φf为压裂缝孔隙度,无因次;Cft为压裂缝综合压缩系数,MPa-1,rw为生产井半径,m。
无因次地层厚度hD:
无因次压裂缝距离xD:
式中:x为主裂缝上其点距井口坐标,m;为主裂缝上点距井口无因次坐标;
无因次溶洞泄油区径向距离rD:
式中:r为径向溶洞泄油区点距溶洞中心坐标,m;
无因次泄油区半径reD:
式中:re为溶洞泄油区半径。
无因次溶洞半径rvD:
式中:rv为溶洞半径,m;
弹性储容比ω:
式中:φfr、φvr分别为径向天然裂缝、溶孔孔隙度,无因次;Cfrt、Cvrt为径向天然裂缝、溶孔综合压缩系数,MPa-1;
无因次窜流系数λ
式中:α为形状因子,m-2;Kfr、Kvr分别为径向天然裂缝、溶孔渗透率,μm2。
无因次井筒储集系数CD
式中:C为井筒储集系数,MPa-1。
无因次压裂缝横截面积AD:
Af为压裂缝横截面积,m2。
径向流区与线性流区流动系数之比MD:
模型自定无因次参数η1、η2:
溶洞以外泄油区裂缝与溶孔微分控制方程:
外边界条件包括无限大条件、封闭边界条件和定压边界条件:
1)无限大:
pfrD(∞,tD)=0 (3a)
2)封闭边界:
3)定压边界:
pfrD(reD,tD)=0 (3c)
内边界条件:
初始条件:
在所述步骤S3中建立压裂缝线性渗流无因次数学模型及其与径向渗流模型的耦合模型的步骤如下:
压裂缝微分控制方程:
内边界条件:
外边界条件(耦合条件):
初始条件:
在所述步骤S4中数学模型拉氏变换并求解的步骤如下:
将径向泄油区无因次数学模型拉氏变换可得:
外边界条件:
1)无限大:
2)封闭边界:
3)定压边界:
内边界条件:
将主裂缝数学模型进行拉氏变换可得:
式中,s为拉氏变量。
将式(11)代入式(10)可得:
其中:
式中,f(s)为特征函数。
为简化方程,令:
式中,σ为自定中间变量。
溶洞径向渗流控制方程(17)的通解为:
对其求导可得:
式中,A0、B0为待定参数,I0为零阶第一类修正贝塞尔函数,K0为零阶第二类修正贝塞尔函数,I1为一阶第一类修正贝塞尔函数,K1为一阶第二类修正贝塞尔函数。
将式(20)代入内边界条件式(13)可得:
以封闭外边界为例,将式(21)代入外边界条件(25b)可得:
A0σI1(reDσ)-B0σK1(reDσ)=0 (23)
裂缝的渗流微分控制方程(14)求通解可得:
式中:A1、B1为待定参数。
对式(24)求导可得:
将式(25)代入压裂缝内边界条件(15)可得:
再将式(25)代入外边界条件(16)可得:
溶洞压力可表示为:
式中,xfD为无因次压裂缝长度。
共有5个方程式(22)、(23)、(26)、(27)、(28),和5个未知数(A0,B0,A1,B1,pvD),联立求解出这五个参数的表达式;
当xfD=rwD=1时,井底流压可表示为:
存在井筒存储效应和表皮效应时,利用Duhamel原理结合井储和表皮系数的定义计算出生产井以定产量生产时的井底流压表达式:
在所述步骤S5中绘制典型试井双对数曲线的步骤如下:采用stehfest数值反演方法,将计算所得的式(30)进行反演计算,可得到真实空间中压力与压力导数典型试井曲线;
在所述步骤S6中理论曲线与实测数据拟合方法的步骤如下:将现场实测井底压力和导数曲线和建立的试井解释模型计算的曲线对比,其误差作为目标函数:
式中:pc为模型计算得到的井底压力,MPa;pi *为现场实测井底压力,MPa;n为实验数据个数。
在所述步骤S7中研究溶洞半径的影响步骤如下:改变模型的溶洞半径并保持其他参数不变,得到在不同溶洞半径下的无因次压力与压力导数的对比曲线;
在所述步骤S8中研究主裂缝长度的影响步骤如下:改变模型的主裂缝长度并保持其他参数不变,得到在不同主裂缝长度下的无因次压力与压力导数的对比曲线。
本发明具有以下优点:
1、本方法针对缝洞型油藏建立了缝洞油藏压裂井大溶洞试井模,考虑在井筒附近形成有压裂缝渗流优势通道,通过压裂缝沟通大溶洞,在溶洞周围,发育有天然裂缝和溶蚀溶孔,采用双重连续介质油藏模型,将大尺度溶洞视为势体,以溶洞为中心形成溶洞泄油区,通过溶洞泄油区的径向注与主裂缝的线性流动耦合进行模型求解,对数学模型无因次化并进行拉普拉斯变换求解;
2、通过数值反演得到无因次压力与压力导数试井典型图版,编制相应试井解释软件对现场实测数据进行拟合解释。
3、本方法能够解释方法能适用于更多缝洞组合类型的油藏,从而进一步提高油井产能。
附图说明
图1为压裂井油藏示意图;
图2为压裂井试井物理模型图;
图3为真实空间中压力与压力导数典型试井曲线图;
图4为程序设计流程图;
图5为在不同溶洞半径rvD下的无因次压力与压力导数的对比曲线图;
图6为在不同主裂缝长度x1D下的无因次压力与压力导数的对比曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述,本发明的保护范围不局限于以下所述:
一种缝洞油气藏压裂井大溶洞试井解释方法,它包括以下步骤:
S1、建立压裂井试井物理模型:
在径向油藏中,生产井通过压裂缝连接大溶洞,以溶洞为中心存在双重介质泄油区,如图1所示为压裂井油藏示意图;物理模型的基本假设条件如下:
(1)以溶洞为中心形成泄油区,溶洞外发育有连续分布的天然裂缝和溶蚀溶孔,视为连续介质;(2)地层中有一口直井以定产量生产,井筒通过压裂形成的主裂缝与溶洞相连,储层流体为单相原油,溶洞被原油充填;(3)溶洞泄油区中,原油通过溶蚀溶孔向裂缝窜流,再向大溶洞发生窜流,最后通过压裂缝流入井筒;(4)原油在储层裂缝中的流动符合达西温流动;忽略毛管力与重力的作用;(5)初始时刻地层压力处处相,于原始地层压力;(6)溶洞、裂缝、溶孔和流体均为微可压缩,压缩系数为常数;(7)考虑井筒储集效应与表皮效应的影响。
S2、建立溶洞及溶洞泄油区径向渗流无因次数学模型:
模型与方法以油藏模型为例,若为气藏,则将模型中的所有压力参数P替换为气藏拟压力ψ即可,下标与下标含义均不变,所述拟压力计算方法为:
式中,ψ为真实气体拟压力(对应于压力p),Mpa2/(mPa.s);p为压力,MPa;μ为气体粘度,mPa.s;Z为气体偏差因子;p0为任意选定某一参考压力。
定义如下无因次量:
无因次压力pfD、pfrD、pvrD、pvD:
式中:pfD、pfrD、pvrD分别为压裂缝、径向泄油区天然裂缝、径向泄油区中的溶孔无因次压力;pf、pfr、pvr分别为压裂缝、径向泄油区天然裂缝、径向泄油区中的溶孔压力,MPa;
pv为大溶洞等势体压力,MPa;pvD为大溶洞等势体无因次压力。pi为地层原始压力,MPa;h为储层厚度,m;qo为生产井产量,m3/d;Bo为原油体积系数,m3/m3;μ为原油黏度,mPa.s;Kf为压裂缝渗透率,μm2。
无因次生产时间tD:
式中:t为井生产时间,h;为井无因次生产时间;φf为压裂缝孔隙度,无因次;Cft为压裂缝综合压缩系数,MPa-1,rw为生产井半径,m。
无因次地层厚度hD:
无因次压裂缝距离xD:
式中:x为主裂缝上其点距井口坐标,m;为主裂缝上点距井口无因次坐标;
无因次溶洞泄油区径向距离rD:
式中:r为径向溶洞泄油区点距溶洞中心坐标,m;
无因次泄油区半径reD:
式中:re为溶洞泄油区半径。
无因次溶洞半径rvD:
式中:rv为溶洞半径,m;
弹性储容比ω:
式中:φfr、φvr分别为径向天然裂缝、溶孔孔隙度,无因次;Cfrt、Cvrt为径向天然裂缝、溶孔综合压缩系数,MPa-1;
无因次窜流系数λ
式中:α为形状因子,m-2;Kfr、Kvr分别为径向天然裂缝、溶孔渗透率,μm2。
无因次井筒储集系数CD
式中:C为井筒储集系数,MPa-1。
无因次压裂缝横截面积AD:
Af为压裂缝横截面积,m2。
径向流区与线性流区流动系数之比MD:
模型自定无因次参数η1、η2:
溶洞以外泄油区裂缝与溶孔微分控制方程:
外边界条件包括无限大条件、封闭边界条件和定压边界条件:
1)无限大:
pfrD(∞,tD)=0 (3a)
2)封闭边界:
3)定压边界:
pfrD(reD,tD)=0 (3c)
内边界条件:
初始条件:
S3、建立压裂缝线性渗流无因次数学模型及其与径向渗流模型的耦合模型:
压裂缝微分控制方程:
内边界条件:
外边界条件(耦合条件):
初始条件:
S4、数学模型拉氏变换并求解
将径向泄油区无因次数学模型拉氏变换可得:
外边界条件:
1)无限大:
2)封闭边界:
3)定压边界:
内边界条件:
将主裂缝数学模型进行拉氏变换可得:
式中,s为拉氏变量。
将式(11)代入式(10)可得:
其中:
式中,f(s)为特征函数。
为简化方程,令:
式中,σ为自定中间变量。
溶洞径向渗流控制方程(17)的通解为:
对其求导可得:
式中,A0、B0为待定参数,I0为零阶第一类修正贝塞尔函数,K0为零阶第二类修正贝塞尔函数,I1为一阶第一类修正贝塞尔函数,K1为一阶第二类修正贝塞尔函数。
将式(20)代入内边界条件式(13)可得:
以封闭外边界为例,将式(21)代入外边界条件(25b)可得:
A0σI1(reDσ)-B0σK1(reDσ)=0 (23)
裂缝的渗流微分控制方程(14)求通解可得:
式中:A1、B1为待定参数。
对式(24)求导可得:
将式(25)代入压裂缝内边界条件(15)可得:
再将式(25)代入外边界条件(16)可得:
溶洞压力可表示为:
式中,xfD为无因次压裂缝长度。
共有5个方程式(22)、(23)、(26)、(27)、(28),和5个未知数(A0,B0,A1,B1,pvD),联立求解出这五个参数的表达式;
当xfD=rwD=1时,井底流压可表示为:
存在井筒存储效应和表皮效应时,利用Duhamel原理结合井储和表皮系数的定义计算出生产井以定产量生产时的井底流压表达式:
S5、绘制典型图版曲线:
采用stehfest数值反演方法,将上述无因次井底流压表达式(30)进行反演计算,可得到真实空间中压力与压力导数典型试井曲线如图3所示,从附图3中可以看出:主裂缝沟通溶洞模型试井曲线可以划分为九个流动阶段。
第Ⅰ阶段:井筒储集效应阶段,压力与压力导数曲线都呈斜率为1的直线;
第Ⅱ阶段:表皮效应阶段,压力与压力导数曲线向下弯曲;
第Ⅲ阶段:主裂缝线性流动段,压力与压力导数曲线呈斜率为0.5的平等线;
第Ⅳ阶段:大溶洞向主裂缝窜流段,压力导数曲线下凹,形成一个凹子;
第V阶段:溶洞窜流向溶洞泄油区径向流动过渡段,特征为压力导数下降,逐渐过渡到0.5线;
第VI阶段:溶洞外泄油区裂缝径向流动段,压力导数为0.5水平线;
第VII阶段:溶洞外泄油区溶孔向裂缝窜流段,压力导数曲线下凹,形成第二个凹子;
第VIII阶段:系统总径向流动段,压力导数曲线为0.5线;
第IX阶段:边界响应段。无限大地层压力导数呈0.5线,封闭边界压力导数线快速上升,与压力线重合,呈斜率为1的直线,定压边界压力导数线快速下降到零;
S6、试井解释程序的设计:
采用优化算法对现场实测采出示踪剂浓度曲线进行拟合,以解释地层参数。通过遗传算法模拟自然界生物的“优胜劣汰”,进化过程包括遗传、交叉、变异、自然选择等,最终得到满足要求的最优解。将现场实测井底压力和导数曲线和建立的试井解释模型计算的曲线对比,其误差作为目标函数:
式中:pc为模型计算得到的井底压力,MPa;pi *为现场实测井底压力,MPa;n为实验数据个数。
S7、研究溶洞半径的影响:
改变模型的溶洞半径并保持其他参数不变,得到在不同溶洞半径下的无因次压力与压力导数的对比曲线如图5所示,从附图5中可以得出结论:溶洞半径增大,对应溶洞向主裂缝的窜流更容易,压力导数线形成的凹子下凹更深,溶洞半径越大,流动阶段过渡到0.5线越滞后。
S8、研究主裂缝长度的影响:
改变模型的主裂缝长度并保持其他参数不变,得到在不同主裂缝长度下的无因次压力与压力导数的对比曲线如图6所示,从附图6可以得出结论:主裂缝长度增大,主裂缝线性流动时间越长,大溶洞窜流形成的凹子出现的时间越滞后,且在相同溶洞体积情况下,溶洞距离越大,形成的凹子下凹幅度越小。
综上所述,本方法针对缝洞型油藏建立了缝洞油藏压裂井大溶洞试井模,考虑在井筒附近形成有压裂缝渗流优势通道,通过压裂缝沟通大溶洞,在溶洞周围,发育有天然裂缝和溶蚀溶孔,采用双重连续介质油藏模型,将大尺度溶洞视为势体,以溶洞为中心形成溶洞泄油区,通过溶洞泄油区的径向注与主裂缝的线性流动耦合进行模型求解,对数学模型无因次化并进行拉普拉斯变换求解;通过数值反演得到无因次压力与压力导数试井典型图版,编制相应试井解释软件对现场实测数据进行拟合解释。因此能够解释方法能适用于更多缝洞组合类型的油藏,更精确解释此类油气藏的储层参数,从而更好的指导后续的生产。
Claims (7)
1.一种缝洞油气藏压裂井大溶洞试井解释方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、建立压裂井缝洞油藏试井物理模型,物理模型的基本假设条件如下:
(1)以溶洞为中心形成泄油区,溶洞外发育有连续分布的天然裂缝和溶蚀溶孔,视为连续介质;(2)地层中有一口直井以定产量生产,井筒通过压裂形成的主裂缝与溶洞相连,储层流体为单相原油,溶洞被原油充填;(3)溶洞泄油区中,原油通过溶蚀溶孔向裂缝窜流,再向大溶洞发生窜流,最后通过压裂缝流入井筒;(4)原油在储层裂缝中的流动符合达西温流动;忽略毛管力与重力的作用;(5)初始时刻地层压力处处相等于原始地层压力;(6)溶洞、裂缝、溶孔和流体均为微可压缩,压缩系数为常数;(7)考虑井筒储集效应与表皮效应的影响;
S2、建立溶洞及溶洞泄油区径向渗流无因次数学模型,建立溶洞及溶洞泄油区径向渗流无因次数学模型的步骤如下:
模型以油藏模型为例,若为气藏,则将模型中的所有压力参数P替换为气藏拟压力,下标与下标含义均不变,流体物性参数采用对应气体参数即可,所述拟压力计算方法为:
式中,ψ为真实气体拟压力,Mpa2/(mPa.s);P为压力,MPa;μ为气体粘度,mPa.s;Z为气体偏差因子;P0为任意选定某一参考压力;
定义如下无因次量:
无因次压力pfD、pfrD、pvrD、pvD:
式中:pfD、pfrD、pvrD分别为压裂缝、径向泄油区天然裂缝、径向泄油区中的溶孔无因次压力;pf、pfr、pvr分别为压裂缝、径向泄油区天然裂缝、径向泄油区中的溶孔压力,MPa;
pv为大溶洞等势体压力,MPa;pvD为大溶洞等势体无因次压力; pi为地层原始压力,MPa;h为储层厚度,m;qo为生产井产量,m3/d;Bo为原油体积系数,m3/m3;μ为原油黏度,mPa.s;Kf为压裂缝渗透率,μm2;
无因次生产时间tD:
式中:t为井生产时间,h;为井无因次生产时间;φf为压裂缝孔隙度,无因次;Cft为压裂缝综合压缩系数,MPa-1,rw为生产井半径,m;
无因次地层厚度hD:
无因次压裂缝距离xD:
式中:x为主裂缝上其点距井口坐标,m;为主裂缝上点距井口无因次坐标;
无因次溶洞泄油区径向距离rD:
式中:r为径向溶洞泄油区点距溶洞中心坐标,m;
无因次泄油区半径reD:
式中:re为溶洞泄油区半径;
无因次溶洞半径rvD:
式中:rv为溶洞半径,m;
弹性储容比ω:
式中:φfr、φvr分别为径向天然裂缝、溶孔孔隙度,无因次;Cfrt、Cvrt为径向天然裂缝、溶孔综合压缩系数,MPa-1;
无因次窜流系数λ
式中:α为形状因子,m-2;Kfr、Kvr分别为径向天然裂缝、溶孔渗透率,μm2;
无因次井筒储集系数CD
式中:C为井筒储集系数,MPa-1;
无因次压裂缝横截面积AD:
Af为压裂缝横截面积,m2;
径向流区与线性流区流动系数之比MD:
模型自定无因次参数η1、η2:
溶洞以外泄油区裂缝与溶孔微分控制方程:
外边界条件包括无限大条件、封闭边界条件和定压边界条件:
1)无限大:
pfrD(∞,tD)=0 (3a)
2)封闭边界:
3)定压边界:
pfrD(reD,tD)=0 (3c)
内边界条件:
初始条件:
S3、建立压裂缝线性渗流无因次数学模型及其与径向渗流模型的耦合模型;
S4、数学模型拉氏变换并求解;
S5、绘制典型试井双对数曲线;
S6、实测试井数据的拟合方法,编写解释程序;
S7、研究溶洞半径的影响;
S8、研究主裂缝长度的影响。
3.根据权利要求1所述的一种缝洞油气藏压裂井大溶洞试井解释方法,其特征在于:在所述步骤S4中数学模型拉氏变换并求解的步骤如下:
将径向泄油区无因次数学模型拉氏变换可得:
外边界条件:
1)无限大:
2)封闭边界:
3)定压边界:
内边界条件:
将主裂缝数学模型进行拉氏变换可得:
式中,s为拉氏变量;
将式(11)代入式(10)可得:
其中:
式中,f(s)为特征函数;
为简化方程,令:
式中,σ为自定中间变量;
溶洞径向渗流控制方程(17)的通解为:
对其求导可得:
式中,A0、B0为待定参数,I0为零阶第一类修正贝塞尔函数,K0为零阶第二类修正贝塞尔函数,I1为一阶第一类修正贝塞尔函数,K1为一阶第二类修正贝塞尔函数;
将式(20)代入内边界条件式(13)可得:
以封闭外边界为例,将式(21)代入外边界条件(25b)可得:
A0σI1(reDσ)-B0σK1(reDσ)=0 (23)
裂缝的渗流微分控制方程(14)求通解可得:
式中:A1、B1为待定参数;
对式(24)求导可得:
将式(25)代入压裂缝内边界条件(15)可得:
再将式(25)代入外边界条件(16)可得:
溶洞压力可表示为:
式中,xfD为无因次压裂缝长度;
共有5个方程式(22)、(23)、(26)、(27)、(28),和5个未知数A0,B0,A1,B1,pvD,联立求解出这五个参数的表达式;
当xfD=rwD=1时,井底流压可表示为:
存在井筒存储效应和表皮效应时,利用Duhamel原理结合井储和表皮系数的定义计算出生产井以定产量生产时的井底流压表达式:
4.根据权利要求1所述的一种缝洞油气藏压裂井大溶洞试井解释方法,其特征在于:在所述步骤S5中绘制典型试井双对数曲线的步骤如下:
采用stehfest数值反演方法,将计算所得的式(30)进行反演计算,可得到真实空间中压力与压力导数典型试井曲线。
6.根据权利要求1所述的一种缝洞油气藏压裂井大溶洞试井解释方法,其特征在于:在所述步骤S7中研究溶洞半径的影响步骤如下:
改变模型的溶洞半径并保持其他参数不变,得到在不同溶洞半径下的无因次压力与压力导数的对比曲线。
7.根据权利要求1所述的一种缝洞油气藏压裂井大溶洞试井解释方法,其特征在于:在所述步骤S8中研究主裂缝长度的影响步骤如下:
改变模型的主裂缝长度并保持其他参数不变,得到在不同主裂缝长度下的无因次压力与压力导数的对比曲线。
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