CN110674463A - 一种确定油水两相相对渗透率曲线的方法和装置 - Google Patents

一种确定油水两相相对渗透率曲线的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及石油开发技术领域，公开了一种确定油水两相相对渗透率曲线的方法和装置。所述方法包括：通过引入一调和向量场对特征曲线进行拟合，得到优化特征曲线；基于所述优化特征曲线确定产油区的累计产液量与累计产油量的函数关系以及累计产液量与含水饱和度的函数关系，并计算油水两相相对渗透率之比，从而分别计算油相相对渗透率和水相相对渗透率，再生成油相相对渗透率曲线和水相相对渗透率曲线。经拟合后得到的优化特征曲线既具备光滑性又能保持弯曲特征，因此，基于所述优化特征曲线确定的各项函数关系、参数以及油相相对渗透率和水相相对渗透率的计算误差小，生成的油相相对渗透率曲线和水相相对渗透率曲线准确度高。

Description

一种确定油水两相相对渗透率曲线的方法和装置
技术领域
本发明涉及石油开发技术领域，具体涉及一种确定油水两相相对渗透率曲线的方法和装置。
背景技术
有效渗透率和相对渗透率都涉及其他相的存在，并由此使某相的渗透率降低，同时，流体饱和度与有效渗透率和相对渗透率之间的变化函数关系，在油田开发工程以及提高油藏采收率等方面起着十分重要的作用。油水相对渗透率曲线是油藏开发中的重要数据，它能够反映油相、水相流体在多孔介质中的渗流规律，其中，油相相对渗透率曲线一般指油相相对渗透率与含水饱和度的关系曲线，水相相对渗透率曲线一般指水相相对渗透率与含水饱和度的关系曲线。
目前，油水相对渗透率曲线主要通过单向流岩心驱替实验获取，方法以JBN等解析方法为主，由于解析方法的假设条件较为理想，往往导致相对渗透率曲线的计算精度较低，因而基于自动历史拟合技术的数值反演方法近十年来发展较快。与解析方法相比，数值反演方法应用于室内时，既可综合利用见水前、后动态数据，又能够考虑毛细管压力、非均质性等因素对相渗反演结果的影响，根据数值反演方法计算得到的相对渗透率曲线完整且精度较高。
但是根据目前的计算方法，油相相对渗透率曲线和水相相对渗透率曲线的准确率不高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供了一种确定油水两相相对渗透率曲线的方法、装置和计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种确定油水两相相对渗透率曲线的方法，包括以下步骤：
根据产油区的生产数据生成对应的特征曲线，并通过引入一调和向量场对所述特征曲线进行拟合，得到优化特征曲线；
基于所述优化特征曲线确定产油区的累计产液量与累计产油量的函数关系以及累计产液量与含水饱和度的函数关系，并计算油水两相相对渗透率之比；
基于所述生产数据、所述优化特征曲线以及所述油水两相相对渗透率之比分别计算油相相对渗透率和水相相对渗透率；
根据计算得到的所述油相相对渗透率和水相相对渗透率分别生成油相相对渗透率曲线和水相相对渗透率曲线。
优选地，所述根据产油区的生产数据生成对应的特征曲线，并通过引入一调和向量场对所述特征曲线进行拟合，得到优化特征曲线包括：
步骤A、根据产油区的生产数据绘制对应的特征曲线；
步骤B、在所述特征曲线上沿其特征边缘画一条曲线；
步骤C、获取所述特征图像的短边缘；
步骤D、以步骤B中所述的曲线作为二维流形的边界，将边界处的曲线的切向量作为边界值，求解向量场增量Δu＝0，得到一个调和向量场；
步骤E、利用所述调和向量场过滤所述特征曲线的短边缘；
步骤F、利用所述特征曲线中剩下的短边缘为边界条件更新向量场；
步骤G、通过极小化样条曲线在该向量场中的能量得到优化特征曲线。
优选地，所述生产数据包括累计产液量、累计产油量、地质储量、束缚水饱和度和残余油饱和度。
优选地，所述累计产液量与累计产油量的函数关系具体通过公式(1)确定：
Figure BDA0002180932300000031
其中，Lp为累计产液量，Np为累计产油量，a1、b1为常数系数。
优选地，所述累计产液量与含水饱和度的函数关系具体通过公式(2)确定：
Figure BDA0002180932300000032
其中，Sw为含水饱和度，N为地质储量，Swi为束缚水饱和度。
优选地，所述计算油水两相相对渗透率之比包括：
根据公式(3)计算油水两相相对渗透率之比与含水饱和度的对应关系：
Figure BDA0002180932300000033
其中，Kro为油相相对渗透率，Krw为水相相对渗透率，a、b为常数系数。
优选地，所述基于所述生产数据、所述优化特征曲线以及所述油水两相相对渗透率之比分别确定油相相对渗透率和水相相对渗透率，包括：
基于所述生产数据、所述优化特征曲线以及所述油水两相相对渗透率之比关系，确定油相相对渗透率指数no和水相相对渗透率指数nw；
根据公式(4)计算油相相对渗透率Kro：
Figure BDA0002180932300000034
根据公式(5)计算水相相对渗透率Krw：
Figure BDA0002180932300000035
其中，
Sor为残余油饱和度；
K’rw为残余油饱和度下的水相相对渗透率；
K’ro为束缚水饱和度下的油相相对渗透率。
本发明第二方面提供了一种确定油水两相相对渗透率曲线的装置，应用于上述方法中，包括：
数据采集和储存装置，用于采集产油区的生产数据，并将采集到的所述生产数据分类储存；
特征曲线拟合单元，用于根据所述生产数据生成对应的特征曲线，并通过引入一调和向量场对所述特征曲线进行拟合，得到优化特征曲线；
第一计算单元，用于基于所述优化特征曲线确定产油区的累计产液量与累计产油量的函数关系以及累计产液量与含水饱和度的函数关系，并计算油水两相相对渗透率之比；
第二计算单元，用于基于所述生产数据、所述优化特征曲线以及所述油水两相相对渗透率之比分别计算油相相对渗透率和水相相对渗透率；
渗透率曲线生成单元，用于根据计算得到的所述油相相对渗透率和水相相对渗透率分别生成油相相对渗透率曲线和水相相对渗透率曲线。
优选地，所述生产数据包括累计产液量、累计产油量、地质储量、束缚水饱和度和残余油饱和度。
本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，使得所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法。
根据上述技术方案，通过引入一调和向量场对特征曲线进行拟合，将用户交互信息与特征曲线本身的信息结合在一起，减少了特征曲线的误差，同时，考虑与向量场的一致性、到曲线短边缘的距离以及曲线光滑度等特征，使得结果快速收敛达到最优解，因此，经拟合后得到的优化特征曲线既具备光滑性又能保持弯曲特征，因此，基于所述优化特征曲线确定的各项函数关系、参数以及油相相对渗透率和水相相对渗透率误差小，生成的油相相对渗透率曲线和水相相对渗透率曲线准确度高。
附图说明
图1是确定油水两相相对渗透率曲线的方法的流程示意图；
图2是优化特征曲线的示意图；
图3是渗透率曲线的示意图；
图4是确定油水两相相对渗透率曲线的装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明第一方面提供了一种确定油水两相相对渗透率曲线的方法，包括以下步骤：
S1、根据产油区的生产数据生成对应的特征曲线，并通过引入一调和向量场对所述特征曲线进行拟合，得到优化特征曲线。
在本步骤中，根据产油区的生产数据生成对应的特征曲线可以为包括甲型、乙型、丙型、丁型中的任意一种水驱特征曲线。经调和向量场拟合后的水驱特征曲线既具备光滑性又能保持弯曲特征。
S2、基于所述优化特征曲线确定产油区的累计产液量与累计产油量的函数关系以及累计产液量与含水饱和度的函数关系，并计算油水两相相对渗透率之比。
S3、基于所述生产数据、所述优化特征曲线以及所述油水两相相对渗透率之比分别计算油相相对渗透率和水相相对渗透率。
S4、根据计算得到的所述油相相对渗透率和水相相对渗透率分别生成油相相对渗透率曲线和水相相对渗透率曲线。
根据上述技术方案，通过引入一调和向量场对特征曲线进行拟合，将用户交互信息与特征曲线本身的信息结合在一起，减少了特征曲线的误差，同时，考虑与向量场的一致性、到曲线短边缘的距离以及曲线光滑度等特征，使得结果快速收敛达到最优解，因此，经拟合后得到的优化特征曲线既具备光滑性又能保持弯曲特征，因此，基于所述优化特征曲线确定的各项函数关系、参数以及油相相对渗透率和水相相对渗透率的计算误差小，生成的油相相对渗透率曲线和水相相对渗透率曲线准确度高。
根据本发明一个优选的实施方式，上述步骤S1具体包括：
步骤A、根据产油区的生产数据绘制对应的特征曲线；
步骤B、在所述特征曲线上沿其特征边缘画一条曲线；
步骤C、获取所述特征图像的短边缘；
步骤D、以步骤B中所述的曲线作为二维流形的边界，将边界处的曲线的切向量作为边界值，求解向量场增量Δu＝0，得到一个调和向量场；
步骤E、利用所述调和向量场过滤所述特征曲线的短边缘；
步骤F、利用所述特征曲线中剩下的短边缘为边界条件更新向量场；
步骤G、通过极小化样条曲线在该向量场中的能量得到优化特征曲线。
根据本发明一个优选的实施方式，所述生产数据包括累计产液量、累计产油量、地质储量、束缚水饱和度和残余油饱和度。
根据本发明一个优选的实施方式，在步骤S2中，所述累计产液量与累计产油量的函数关系具体通过公式(1)确定：
其中，Lp为累计产液量，Np为累计产油量，a1、b1为常数系数。
作为一个具体的实施方式，如图2所示，根据最优特征曲线确定常数参数a1为1.0524，b1为0.002，从而确定累计产液量与累计产油量的函数关系为
所述累计产液量与含水饱和度的函数关系具体通过公式(2)确定：
其中，Sw为含水饱和度，N为地质储量，Swi为束缚水饱和度。
所述计算油水两相相对渗透率之比包括：
根据公式(3)计算油水两相相对渗透率之比与含水饱和度的对应关系：
Figure BDA0002180932300000073
其中，Kro为油相相对渗透率，Krw为水相相对渗透率，a、b为常数系数。
根据本发明一个优选的实施方式，上述步骤S3具体包括：
基于所述生产数据、所述优化特征曲线以及所述油水两相相对渗透率之比与含水饱和度的对应关系，确定油相相对渗透率指数no和水相相对渗透率指数nw；
根据公式(4)计算油相相对渗透率Kro：
Figure BDA0002180932300000074
根据公式(5)计算水相相对渗透率Krw：
Figure BDA0002180932300000075
其中，
Figure BDA0002180932300000076
Sor为残余油饱和度；
K’rw为残余油饱和度下的水相相对渗透率；
K’ro为束缚水饱和度下的油相相对渗透率。
在本发明实施方式中，相对渗透率计算中通常以束缚水饱和度下油相的有效渗透率为基准渗透率，即取K'ro等于1。因此只需求得其他4个参数，便能够确定水相或油相相对渗透，从而获取水相和油相相对渗透率曲线，如图3所示。
进一步地，本发明第二方面提供了一种确定油水两相相对渗透率曲线的装置，如图4所示，该装置包括：
数据采集和储存装置，用于采集产油区的生产数据，并将采集到的所述生产数据分类储存。作为一个具体的实施方式，所述生产数据包括累计产液量、累计产油量、地质储量、束缚水饱和度和残余油饱和度。
特征曲线拟合单元，用于根据所述生产数据生成对应的特征曲线，并通过引入一调和向量场对所述特征曲线进行拟合，得到优化特征曲线。
第一计算单元，用于基于所述优化特征曲线确定产油区的累计产液量与累计产油量的函数关系以及累计产液量与含水饱和度的函数关系，并计算油水两相相对渗透率之比。
第二计算单元，用于基于所述生产数据、所述优化特征曲线以及所述油水两相相对渗透率之比与含水饱和度的对应关系分别计算油相相对渗透率和水相相对渗透率。
渗透率曲线生成单元，用于根据计算得到的所述油相相对渗透率和水相相对渗透率分别生成油相相对渗透率曲线和水相相对渗透率曲线。
更进一步地，本发明第三方面还提供了一种计算机可读存储介质和处理器。
其中，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，使得所述处理器执行所述计算机程序时实现上述确定油水两相相对渗透率曲线的方法，或执行上述确定油水两相相对渗透率曲线的装置的功能。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种确定油水两相相对渗透率曲线的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
根据产油区的生产数据生成对应的特征曲线，并通过引入一调和向量场对所述特征曲线进行拟合，得到优化特征曲线；
基于所述优化特征曲线确定产油区的累计产液量与累计产油量的函数关系以及累计产液量与含水饱和度的函数关系，并计算油水两相相对渗透率之比；
基于所述生产数据、所述优化特征曲线以及所述油水两相相对渗透率之比分别计算油相相对渗透率和水相相对渗透率；
根据计算得到的所述油相相对渗透率和水相相对渗透率分别生成油相相对渗透率曲线和水相相对渗透率曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据产油区的生产数据生成对应的特征曲线，并引入一调和向量场对所述特征曲线进行拟合，得到优化特征曲线包括：
步骤A、根据产油区的生产数据绘制对应的特征曲线；
步骤B、在所述特征曲线上沿其特征边缘画一条曲线；
步骤C、获取所述特征曲线的短边缘；
步骤D、以步骤B中所画的曲线作为二维流形的边界，将边界处的曲线的切向量作为边界值，求解向量场增量Δu＝0，得到一个调和向量场；
步骤E、利用所述调和向量场过滤所述特征曲线的短边缘；
步骤F、利用所述特征曲线中剩下的短边缘为边界条件更新向量场；
步骤G、通过极小化样条曲线在该向量场中的能量得到优化特征曲线。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生产数据包括累计产液量、累计产油量、地质储量、束缚水饱和度和残余油饱和度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述累计产液量与累计产油量的函数关系具体通过公式(1)确定：
Figure FDA0002180932290000021
其中，Lp为累计产液量，Np为累计产油量，a1、b1为常数系数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述累计产液量与含水饱和度的函数关系具体通过公式(2)确定：
Figure FDA0002180932290000022
其中，Sw为含水饱和度，N为地质储量，Swi为束缚水饱和度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算油水两相相对渗透率之比包括：
根据公式(3)确定油水两相相对渗透率之比与含水饱和度的对应关系：
Figure FDA0002180932290000023
其中，Kro为油相相对渗透率，Krw为水相相对渗透率，a、b为常数系数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述生产数据、所述优化特征曲线以及所述油水两相相对渗透率之比分别确定油相相对渗透率和水相相对渗透率，包括：
基于所述生产数据、所述优化特征曲线以及所述油水两相相对渗透率之比，确定油相相对渗透率指数no和水相相对渗透率指数nw；
根据公式(4)计算油相相对渗透率Kro：
Figure FDA0002180932290000031
根据公式(5)计算水相相对渗透率Krw：
Figure FDA0002180932290000032
其中，
Figure FDA0002180932290000033
Sor为残余油饱和度；
K’rw为残余油饱和度下的水相相对渗透率；
K’ro为束缚水饱和度下的油相相对渗透率。
8.一种确定油水两相相对渗透率曲线的装置，其特征在于，应用于上述权利要求1至7任一项所述的方法中，所述装置包括：
数据采集和储存装置，用于采集产油区的生产数据，并将采集到的所述生产数据分类储存；
特征曲线拟合单元，用于根据所述生产数据生成对应的特征曲线，并通过引入一调和向量场对所述特征曲线进行拟合，得到优化特征曲线；
第一计算单元，用于基于所述优化特征曲线确定产油区的累计产液量与累计产油量的函数关系以及累计产液量与含水饱和度的函数关系，并计算油水两相相对渗透率之比；
第二计算单元，用于基于所述生产数据、所述优化特征曲线以及所述油水两相相对渗透率之比分别计算油相相对渗透率和水相相对渗透率；
渗透率曲线生成单元，用于根据计算得到的所述油相相对渗透率和水相相对渗透率分别生成油相相对渗透率曲线和水相相对渗透率曲线。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述生产数据包括累计产液量、累计产油量、地质储量、束缚水饱和度和残余油饱和度。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，使得所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
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