CN110782187A - 基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价方法及系统 - Google Patents

基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价方法及系统，该方法包括：获取经试油、投产的储层的测井响应特征值；根据对应储层的测井响应特征参数计算相关特征参数；基于相关特征参数，结合试油、投产数据与其相应的相对渗透率实验数据，构建储层评价参数的计算模型，计算不同流体性质的储层含水率；将计算得到的储层的相关特征参数和储层含水率投射到交会图上，根据油、水界限区域判断出新井中的储层流体性质。该方法在准确计算含水饱和度及束缚水饱和度的基础上，能够估算目标层含水率，从而快速、准确、有效识别目标层的流体性质，为油田储气库建库过程中储层流体性质的识别提供了有效地动态评价方法。

Description

基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价方法及系统
技术领域
本发明属于石油勘探技术领域，涉及一种针对枯竭油气藏储气库储层快速识别流体性质的技术，具体涉及一种基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价方法及系统。
背景技术
近年来，地下储气库是各大油田的热点话题之一，也是勘探开发及测井评价的难点之一。枯竭油气藏储气库是目前世界上典型的天然气地下储气库四种类型之一。在对储气库储层进行评价时，含油饱和度评价为其中一个重要的内容，通常含油饱和度受岩性特征、电学性质、储层物性特征影响，当储层岩性较纯时，物性较好，孔隙结构比较单一时，通过储层电阻率可以估算储层含油饱和度。
在通过含油饱和度对储层的流体性质进行判别，一般采取如下式来进行：
Figure BDA0002274208210000011
式中：So表示储层含油饱和度，So1表示区域油层饱和度下限，So2表示区域水层含油饱和度上限。
然而，在实际油田勘探开发中，以复杂类型储层为主，岩性、物性、电性多变，各因素同时影响储层流体性质的判别。当储层存在细岩性、低阻油层时，依靠单一的电性或者物性计算储层含油饱和度会造成含油饱和度的失真，使得测井解释的可信度严重下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种解决方案，该方案能够在计算储层含油饱和度的基础上构建新的储层评价参数模型，通过该模型能够快速、准确识别储层流体性质。
为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价方法，该方法包括：步骤一，获取经试油、投产的不同储层的测井响应特征值；步骤二，根据对应储层的测井响应特征参数计算相关特征参数，所述相关特征参数包括含油饱和度及束缚水饱和度；步骤三，基于所述相关特征参数，结合试油、投产数据与其相应的相对渗透率实验数据，构建储层评价参数的计算模型，计算不同流体性质的储层含水率；步骤四，将计算得到的储层的相关特征参数和储层含水率投射到交会图上，根据油、水界限区域判断出新井中的储层流体性质。
根据本发明的实施例，在所述步骤三中，包括如下步骤：基于所述相关特征参数，结合试油、投产数据与其相应的相对渗透率实验数据构建区域储层相对渗透率的计算模型；加入开采动态数据，结合计算得到的区域储层相对渗透率构建储层评价参数的计算模型，计算不同流体性质的储层含水率。
根据本发明的实施例，在所述步骤四中，包括如下步骤：以试油和投产结论为系列，以计算得到的含水率为纵坐标，以计算的含水饱和度为横坐标，绘制流体识别交会图，并确定图中的油层、油水层和水层的界限区域；在进行新井储层流体识别时，计算目的储层的含水率和含水饱和度，然后将新井目的层的含水率和含水饱和度值投射到所述交会图上，利用所述交互图上流体性质识别界限判识目的层的储层流体性质。
根据本发明的实施例，在所述步骤二中，通过如下表达式来获取束缚水饱和度：
Figure BDA0002274208210000021
式中：Swi表示束缚水饱和度，ΔGR表示自然伽马相对值，RT表示地层电阻率，DEN表示储层体积密度，a和b分别表示区域特征值。
根据本发明的实施例，在所述步骤二中，
对于简单类型储层，通过储层电阻率来计算储层含油饱和度，计算式如下：
Figure BDA0002274208210000022
式中：So表示储层含油饱和度，Rt表示储层电阻率，Rw表示储层视水电阻率，A、B、C表示区域特征系数；
对于复杂类型储层，根据不同流体性质对测井响应岩性、物性、电性特征的影响，建立复合型含油饱和度计算模型，表达式如下所示：
So＝1-Sw＝f(ΔGR,ΔRT,ΔPOR,PI)
式中：Sw表示储层含水饱和度，ΔGR表示自然伽马相对值，ΔRT表示储层电阻率相对值，ΔPOR表示孔隙度相对变化量，PI表示渗透性指数。
根据本发明的实施例，所述区域储层相对渗透率的计算模型为如下表达式：
Figure BDA0002274208210000031
Figure BDA0002274208210000032
其中，Krw表示水相相对渗透率，Kro表示油相相对渗透率，Sw表示含水饱和度，Swi表示束缚水饱和度，a、b、c为区域特征值。
根据本发明的实施例，所述储层评价参数的计算模型为如下表达式：
Figure BDA0002274208210000033
其中，Fw表示具有代表性的不同流体性质的储层含水率，Kro、Krw分别表示油和水的相对渗透率，uw、uo分别为水和油的粘度。
根据本发明的实施例，在所述步骤一中，获取具有代表性的不同储层的测井响应特征值，所述具有代表性的不同储层包括油层、油水同层和水层。
根据本发明的另一方面，还提供了一种基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价系统，该系统执行如上所述的方法。
根据本发明的另一方面，还提供了一种程序产品，其上存储有可执行如上所述的方法步骤的程序代码。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
本发明实施例针对枯竭油气藏型储气库储层，综合考虑到储层岩性、电性、物性的变化对储层含水饱和度的影响，根据油、水层的开采动态特征，构建基于相对渗透率模型的含水率计算模型，实现不同流体的有效识别。该方法在准确计算含水饱和度及束缚水饱和度的基础上，能够估算目标层含水率，从而快速、准确、有效识别目标层的流体性质，为油田储气库建库过程中储层流体性质的识别提供了有效地动态评价方法。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明的技术方案而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。
图1是本发明实施例的基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价方法的流程示意图；
图2是本发明实施例的基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价方法的具体流程示意图；
图3(a)是本发明实施例的基于束缚水饱和度模型计算的束缚水与核磁测量的束缚水对比图；
图3(b)是本发明实施例的基于束缚水饱和度模型计算的束缚水与压汞实验的束缚水对比图；
图4是本发明实施例中提供的含水率与识别储层流体性质的交会图；
图5是本发明实施例中提供的流体识别测井解释图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
另外，附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明的目的在于提供一种基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价方法，能够在计算储层含油饱和度的基础上，构建新的储层评价参数模型，快速、准确识别储层流体性质。
图1是本发明实施例的基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价方法的流程示意图，下面参考图1来说明本方法的各个步骤。
如图1所示，在步骤S110中，获取经试油、投产的不同储层的测井响应特征值。
具体地，获取经试油、投产的不同储层的试油、投产数据，根据投产数据分析当前储层的油、水层的储层特征，从而得到不同储层的测井响应特征值，该测井响应特征值包括自然伽马、电阻率、三孔隙度值等值。所获取的试油、投产数据包括试油日产量、原油密度和粘度等数据。
在选择储层上，优选具有代表性的不同储层，即包含油层、油水同层、水层等若干类型。在该步骤中，最主要获取的是不同储层的测井响应特征值。
在步骤S120中，根据步骤S110获取的对应储层的测井响应特征参数计算相关的特征参数，其中，相关特征参数包括含油饱和度及束缚水饱和度。
在此步骤中，主要指通过常规测井曲线计算得到饱和度参数。
在获取含油饱和度时，需要根据储层的类型来进行区别计算。
对于简单类型储层，即当储层岩性较纯时，物性较好，孔隙结构比较单一时，通过储层电阻率可以估算储层含油饱和度，具体如下式(1)所示。
Figure BDA0002274208210000051
式中：So表示储层含油饱和度，Rt表示储层电阻率，Rw表示储层视水电阻率，A、B、C表示区域特征系数。
对于复杂类型储层，考虑到不同流体性质对测井响应岩性、物性、电性特征的影响，建立复合型含油饱和度计算模型，具体如下式(2)所示。
So＝1-Sw＝f(ΔGR,ΔRT,ΔPOR,PI) (2)
式中：Sw表示储层含水饱和度，ΔGR表示自然伽马相对值，ΔRT表示储层电阻率相对值，ΔPOR表示孔隙度相对变化量，PI表示渗透性指数。
由于式(2)综合考虑了岩性、电性、物性变化对含油饱和度的影响，因此消除了依靠单一的电性或者物性计算储层含油饱和度会造成的含油饱和度的失真，提高了对于复杂类型储层的含油饱和度计算精度。
有关储层束缚水饱和度计算模型，具体为如下式(3)所示：
Figure BDA0002274208210000052
式中：Swi表示束缚水饱和度，ΔGR表示自然伽马相对值，RT表示地层电阻率，DEN表示储层体积密度，a和b分别表示区域特征值，该区域特征值是我们建立计算方法后，根据区域上压汞实验数据进行标定出来到。
通过对基于上式的束缚水饱和度计算模型计算的束缚水饱和度以及通过压汞实验数据和核磁测井计算的束缚水饱和度进行对比分析，可发现该模型的一致性较好，具体如图3(a)和图3(b)所示。
接着，在步骤S130中，基于相关特征参数，结合试油、投产数据与其相应的相对渗透率实验数据，构建储层评价参数的计算模型，计算不同流体性质的储层含水率。
具体地，首先，在含水饱和度、束缚水饱和度基础上，结合试油、投产数据与其相应的相对渗透率实验数据，构建区域储层相对渗透率的计算模型，具体如下式(4)所示。
Figure BDA0002274208210000061
Figure BDA0002274208210000062
其中，Krw为水相相对渗透率；Kro为油相相对渗透率；Sw为含水饱和度，Swi为束缚水饱和度，a、b、c为区域特征值，这些区域特征值是通过区域相对渗透率实验数据进行标定得到的。在进行标定时，通过相对渗透率实验数据拟合相对渗透率计算公式，以及上述建立的相渗模型进行对比标定。
然后，在此基础上加入开采动态数据，结合计算得到区域储层相对渗透率构建新的储层评价参数(含水率)的计算模型，计算不同流体性质的储层含水率。
具体地，根据试油、投产(开采)数据、相对渗透率来计算具有代表性的不同流体性质(油层、油水层、水层等)的储层含水率Fw，可以通过如下式(5)的储层评价参数-含水率的计算模型来实现。
Figure BDA0002274208210000063
其中，Kro、Krw分别为油和水的相对渗透率，uw、uo分别为水和油的粘度。
在步骤S140中，将计算得到的储层的相关特征参数和储层含水率投射到交会图上，根据油、水界限区域判断出新井中的储层流体性质。
具体地，在该步骤中，以试油和投产(开采)结论为系列，根据计算得到的储层含水率和含水饱和度来绘制流体识别交会图，并确定图中的油层、油水层和水层的界限区域用来识别储层流体性质。不同的试油、投产结论包含油层、油水同层、含油水层和水层等结论，“以试油和投产(开采)结论为系列”就是将不同结论分类，按照同一类别下的计算得到的储层含水率和含水饱和度来绘制流体识别交会图。
也就是说，在步骤S110～S130中，找到了测井响应敏感参数，以式(5)计算的储层含水率为纵坐标，以计算的含水饱和度为横坐标，绘制流体识别交会图，并在交会图上确定出油层、油水层、水层的界限区域，识别储层流体性质。
然后，在新井储层流体识别时，先计算目的储层的含水率和含水饱和度，然后将新井目的层的含水率和含水饱和度数值投射到交会图上，利用交会图上流体性质识别界限判识目的层的储层流体性质。
具体利用上面的表达式(1)～(5)来计算目的储层的含水率和含水饱和度数据，然后将获得的数值投射到交会图上，利用交会图上油层、油水同层、水层等界限区域判识目的层的储层流体性质。
本发明实施例提供的基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价方法，先是获取经试油、投产生产验证的储层的测井响应特征值，计算储层含油饱和度与束缚水饱和度，然后结合区域试油数据与相对渗透率实验数据构建区域含水率计算模型，并将含水饱和度、束缚水饱和度、含水率等相关参数投射到交会图上，根据油、水界限区域判断出新井中的储层流体性质。该方法针对枯竭油气藏型储气库综合考虑到储层岩性、电性、物性的变化对储层含水饱和度的影响，在准确计算含水饱和度及束缚水饱和度的基础上，估算目标层含水率，从而快速、准确、有效识别目标层的流体性质，为油田储气库建设过程中的储层流体识别提供了有效地动态评价方法。
具体示例
下面结合具体实例对本发明作进一步详细说明。
图2是本发明实施例的基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价方法的具体流程示意图，下面参见图2来说明具体实施例的各个步骤。
首先，选取区域内具有试油、投产数据的井，在已经试油、投产的储层读取其具有代表性储层的测井响应特征值，所选储层流体包含油层、油水同层、水层。
接着，利用获取的测井响应特征值按照式(1)或(2)、以及式(3)分别计算每个储层的含油饱和度So和束缚水饱和度Swi。在本例中，在计算含油饱和度时，判断当前储层是否是纯岩性地层(简单类型储层的一个例子)，若是，则利用式(1)来计算含油饱和度So，否则利用式(2)来计算。在计算得到含油饱和度So和束缚水饱和度Sw之后，、利用式(4)和式(5)计算储层相对渗透率Krw、Kro和含水率Fw。具体计算如表1所示：
表1
Figure BDA0002274208210000081
接着，利用计算出的含水饱和度Sw和含水率Fw，根据试油、投产结论分系列绘制交会图，如图4所示，根据交会图确定油层、油水同层、水层各自的区域及界限。
对于一口新井，利用式(1)～(5)计算目的储层的含水率和含水饱和度，然后将新井目的层的含水率和含水饱和度数值投射到交会图上，利用交会图上油层、油水同层、水层界限区域快速判识目的层的储层流体性质。如图5所示，38、8、10、11、12号层落入油区，7号层落入油水区，37、39号层落入水区，与表1中的结果相符合。根据以上示例说明本发明提供的储层流体识别方法能够准确、可靠地判别出储层流体性质，在储气库储层评价中有很好的应用效果。
而且，根据本发明的另一方面，还提供了一种基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价系统，该系统执行如上所述的方法。另外，根据本发明的另一方面，还提供了一种程序产品，其上存储有可执行如上所述的方法步骤的程序代码。
本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价方法，该方法包括：
步骤一，获取经试油、投产的不同储层的测井响应特征值；
步骤二，根据对应储层的测井响应特征参数计算相关特征参数，所述相关特征参数包括含油饱和度及束缚水饱和度；
步骤三，基于所述相关特征参数，结合试油、投产数据与其相应的相对渗透率实验数据，构建储层评价参数的计算模型，计算不同流体性质的储层含水率；
步骤四，将计算得到的储层的相关特征参数和储层含水率投射到交会图上，根据油、水界限区域判断出新井中的储层流体性质。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中，包括如下步骤：
基于所述相关特征参数，结合试油、投产数据与其相应的相对渗透率实验数据构建区域储层相对渗透率的计算模型；
加入开采动态数据，结合计算得到的区域储层相对渗透率构建储层评价参数的计算模型，计算不同流体性质的储层含水率。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤四中，包括如下步骤：
以试油和投产结论为系列，以计算得到的含水率为纵坐标，以计算的含水饱和度为横坐标，绘制流体识别交会图，并确定图中的油层、油水层和水层的界限区域；
在进行新井储层流体识别时，计算目的储层的含水率和含水饱和度，然后将新井目的层的含水率和含水饱和度值投射到所述交会图上，利用所述交互图上流体性质识别界限判识目的层的储层流体性质。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，通过如下表达式来获取束缚水饱和度：
Figure FDA0002274208200000011
式中：Swi表示束缚水饱和度，ΔGR表示自然伽马相对值，RT表示地层电阻率，DEN表示储层体积密度，a和b分别表示区域特征值。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，
对于简单类型储层，通过储层电阻率来计算储层含油饱和度，计算式如下：
Figure FDA0002274208200000021
式中：So表示储层含油饱和度，Rt表示储层电阻率，Rw表示储层视水电阻率，A、B、C表示区域特征系数；
对于复杂类型储层，根据不同流体性质对测井响应岩性、物性、电性特征的影响，建立复合型含油饱和度计算模型，表达式如下所示：
So＝1-Sw＝f(ΔGR,ΔRT,ΔPOR,PI)
式中：Sw表示储层含水饱和度，ΔGR表示自然伽马相对值，ΔRT表示储层电阻率相对值，ΔPOR表示孔隙度相对变化量，PI表示渗透性指数。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述区域储层相对渗透率的计算模型为如下表达式：
其中，Krw表示水相相对渗透率，Kro表示油相相对渗透率，Sw表示含水饱和度，Swi表示束缚水饱和度，a、b、c为区域特征值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述储层评价参数的计算模型为如下表达式：
Figure FDA0002274208200000024
其中，Fw表示具有代表性的不同流体性质的储层含水率，Kro、Krw分别表示油和水的相对渗透率，uw、uo分别为水和油的粘度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤一中，
获取具有代表性的不同储层的测井响应特征值，所述具有代表性的不同储层包括油层、油水同层和水层。
9.一种基于含水率的枯竭油气藏型储气库动态评价系统，其特征在于，该系统执行如权利要求1～8中任一项所述的方法。
10.一种程序产品，其上存储有可执行如权利要求1～8中任一项所述的方法步骤的程序代码。
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