CN111236931B - 一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法和系统 - Google Patents

一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法和系统，以缝洞型碳酸盐岩气藏大斜井非稳态流动问题为研究对象，将储层介质简化为三重介质，并考虑溶洞和基质内部的非稳态渗流，建立气藏大斜度井的非稳态试井模型。根据所建立的气藏大斜度井的非稳态试井模型，生成气藏大斜度井的试井图。本发明提供的气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法和系统，能够根据所生成气藏大斜度井的试井图，解决现有技术中存在的无法得到气藏大斜度井井底的渗流规律和压力变化特征的问题。

Description

一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法和系统
技术领域
本发明涉及模型构建技术领域，特别是涉及一种气藏大斜度井非稳态试井 图版生成方法和系统。
背景技术
随着常规砂岩气藏储量替代率越来越低，类似塔里木盆地、四川盆地以及 我国参与开发的中亚地区阿姆河右岸盆地的碳酸盐岩气藏受到大量关注。相比 其他类型的油气藏，缝洞型碳酸盐岩气藏的储层非均质差异更加明显。储集渗 流介质复杂多样，通常主要包含溶洞、天然裂缝、孔隙三类介质，具有明显的 三重介质特征，所以使得储层内部流体流动模式极其复杂。
为提高开发效果，现场气田除采用传统直井、水平井外，大斜度井也作为 近些年常采用的井型之一。但将大斜度井与缝洞型储层相结合的试井模型目前 还不够完善，并没有针对这种综合情况下的非稳态试井模型和图版。
目前，主要以拟稳态下的缝洞型碳酸盐、裂缝性碳酸盐岩直井和水平井试 井模型居多。以往的模型难以应对在缝洞型储层中开展大斜度井近井带渗流机 理的研究工作，不能掌握气体从缝洞型储层流向大斜度井井底的渗流规律和相 应的压力变化特性。
所以，建立一套考虑非稳态下的大斜度井试井模型和图版，以解决现有技 术中，在非稳态情况下，油藏工程师无法根据试井模型得到气藏大斜度井井底 的渗流规律和压力变化特征的问题，是本领域亟待解决的一个技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法和系统， 能够解决现有技术中存在的无法得到缝洞型气藏大斜度井井底的渗流规律和 压力变化特征的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法，包括：
获取大斜度井所处气藏的储层结构；
根据所述储层结构，将大斜度井所处气藏的储层划分为溶洞介质、天然裂 缝介质和基质介质；
根据所述溶洞介质、天然裂缝介质和基质介质，确定储能参数、所述溶洞 介质的物理参数、所述基质介质的物理参数和所述天然裂缝介质的物理参数； 所述基质介质的物理参数包括：无量纲基质压力、无量纲基质球体半径、无量 纲时间和基质-裂缝窜流系数；所述溶洞介质的物理参数包括：无量纲溶洞压 力、无量纲溶洞球体半径和溶洞-裂缝窜流系数；所述天然裂缝介质的物理参 数包括：无量纲裂缝压力和无量纲半径；所述储能参数包括：裂缝储能比、基 质储能比和溶洞储能比；
根据所述基质介质的物理参数和所述储能参数，构建基质介质控制模型；
根据所述基质介质控制模型，采用拉普拉斯变换，得到所述基质介质在拉 式空间下的拟压力解；
根据所述溶洞介质的物理参数和所述储能参数，构建溶洞介质控制模型；
根据所述溶洞介质控制模型，采用拉普拉斯变换，得到所述溶洞介质在拉 式空间下的拟压力解；
根据所述溶洞介质的物理参数、所述基质介质的物理参数、所述天然裂缝 介质的物理参数和所述储能参数，构建天然裂缝介质控制模型；
根据所述基质介质在拉式空间下的拟压力解、所述溶洞介质在拉式空间下 的拟压力解和所述天然裂缝介质控制模型，构建气藏大斜度井的非稳态试井模 型；
根据所述气藏大斜度井的非稳态试井模型，生成所述气藏大斜度井的试井 图。
可选的，所述根据所述气藏大斜度井的非稳态试井模型，生成所述气藏大 斜度井的试井图，具体包括：
对所述气藏大斜度井的非稳态试井模型进行傅里叶余弦变换，并将傅里叶 余弦变换后的非稳态试井模型变换为零阶虚宗量贝塞尔函数后，确定所述零阶 虚宗量贝塞尔函数的通解；
采用傅里叶反演练算法，根据所述零阶虚宗量贝塞尔函数的通解，得到气 藏大斜度井井底的压力点源解；
根据所述压力点源解，得到气藏大斜度井压力分布的线源解；
采用Stehfest数值反演算法，根据所述线源解，得到气藏大斜度井压力分 布的实空间解；
根据所述压力分布的实空间解，生成所述气藏大斜度井的试井图。
可选的，所述根据所述压力分布的实空间解，生成所述气藏大斜度井的试 井图，具体为：
采用VB编程语言，根据所述压力分布的实空间解，生成所述气藏大斜度 井的试井图。
可选的，所述基质介质控制模型为：
Figure BDA0002360802900000031
其中，mMD为无量纲基质压力，rMD为无量纲基质球半径，ωf为裂缝储能 比，λM为基质-裂缝窜流系数，tD为无量纲时间，f为裂缝介质，M为基质介 质，D为无因此。
可选的，所述溶洞介质控制模型为：
Figure BDA0002360802900000032
其中，mvD为无量纲溶洞压力，rvD为无量纲溶洞球半径，ωf为裂缝储能比， λv为溶洞-裂缝窜流系数，tD为无量纲时间，v为溶洞介质，f为裂缝介质，D 为无因此。
可选的，所述天然裂缝介质控制模型为：
Figure BDA0002360802900000041
其中，rD为无量纲半径，mfD为无量纲裂缝压力，zD为Z方向无量纲化参 数，mMD为无量纲基质压力，rMD为无量纲基质球半径，ωf为裂缝储能比，λM为 基质-裂缝窜流系数，tD为无量纲时间，mvD为无量纲溶洞压力，rvD为无量纲溶 洞球半径，λv为溶洞-裂缝窜流系数，v为溶洞介质，f为裂缝介质，M为基质 介质，D为无因此。
可选的，所述气藏大斜度井的非稳态试井模型为：
Figure BDA0002360802900000042
Figure BDA0002360802900000043
其中，rD为无量纲半径，mfD为无量纲裂缝压力，zD为Z方向无量纲化参 数，
Figure BDA0002360802900000044
为无量纲裂缝压力的拉式变换，f(s)为中间过程函数，ωf为裂缝储能 比，λM为基质-裂缝窜流系数，λv为溶洞-裂缝窜流系数，s为拉式因子，coth(*) 为双曲余弦函数，ωM为基质储能比，ωv为溶洞储能比，v为溶洞介质，f为裂 缝介质，M为基质介质，D为无因此。
一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成系统，包括：
储层结构获取模块，用于获取大斜度井所处气藏的储层结构；
介质划分模块，用于根据所述储层结构，将大斜度井所处气藏的储层划分 为溶洞介质、天然裂缝介质和基质介质；
参数确定模块，用于根据所述溶洞介质、天然裂缝介质和基质介质，确定 储能参数、所述溶洞介质的物理参数、所述基质介质的物理参数和所述天然裂 缝介质的物理参数；所述基质介质的物理参数包括：无量纲基质压力、无量纲 基质球体半径、无量纲时间和基质-裂缝窜流系数；所述溶洞介质的物理参数 包括：无量纲溶洞压力、无量纲溶洞球体半径和溶洞-裂缝窜流系数；所述天 然裂缝介质的物理参数包括：无量纲裂缝压力和无量纲半径；所述储能参数包 括：裂缝储能比、基质储能比和溶洞储能比；
基质介质控制模型构建模块，用于根据所述基质介质的物理参数和所述储 能参数，构建基质介质控制模型；
第一拟压力解确定模块，用于根据所述基质介质控制模型，采用拉普拉斯 变换，得到所述基质介质在拉式空间下的拟压力解；
溶洞介质控制模型构建模块，用于根据所述溶洞介质的物理参数和所述储 能参数，构建溶洞介质控制模型；
第二拟压力解确定模块，用于根据所述溶洞介质控制模型，采用拉普拉斯 变换，得到所述溶洞介质在拉式空间下的拟压力解；
天然裂缝介质控制模型构建模块，用于根据所述溶洞介质的物理参数、所 述基质介质的物理参数、所述天然裂缝介质的物理参数和所述储能参数，构建 天然裂缝介质控制模型；
非稳态试井模型构建模块，用于根据所述基质介质在拉式空间下的拟压力 解、所述溶洞介质在拉式空间下的拟压力解和所述天然裂缝介质控制模型，构 建气藏大斜度井的非稳态试井模型；
试井图生成模块，用于根据所述气藏大斜度井的非稳态试井模型，生成所 述气藏大斜度井的试井图。
可选的，所述试井图生成模块，具体包括：
通解确定单元，用于对所述气藏大斜度井的非稳态试井模型进行傅里叶余 弦变换，并将傅里叶余弦变换后的非稳态试井模型变换为零阶虚宗量贝塞尔函 数后，确定所述零阶虚宗量贝塞尔函数的通解；
压力点源解确定单元，用于采用傅里叶反演练算法，根据所述零阶虚宗量 贝塞尔函数的通解，得到气藏大斜度井井底的压力点源解；
线源解确定单元，用于根据所述压力点源解，得到气藏大斜度井压力分布 的线源解；
实空间解确定单元，用于采用Stehfest数值反演算法，根据所述线源解， 得到气藏大斜度井压力分布的实空间解；
试井图生成单元，用于根据所述压力分布的实空间解，生成所述气藏大斜 度井的试井图。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供 的气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法和系统，以缝洞型碳酸盐岩气藏大斜 井非稳态流动问题为研究对象，将储层介质简化为三重介质，并考虑溶洞和基 质内部的非稳态渗流，建立气藏大斜度井的非稳态试井模型。根据所建立的气 藏大斜度井的非稳态试井模型，生成出气藏大斜度井的试井图，以能够根据所 生成气藏大斜度井的试井图，解决现有技术中存在的无法得到气藏大斜度井井 底的渗流规律和压力变化特征的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是 本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性 的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法的流 程图；
图2为本发明实施例提供的缝洞型碳酸盐岩气藏大斜度井开发示意图；
图3为本发明实施例提供的三重介质储层单元流动示意图；
图4为本发明实施例提供的缝洞型碳酸盐岩气藏大斜度井的非稳态试井 模型建立流程图；
图5为本发明实施例提供的缝洞型碳酸盐岩气藏大斜度井的非稳态试井 模型求解流程图；
图6本发明实施例提供的缝洞型碳酸盐岩气藏大斜度井的非稳态试井图；
图7为本发明实施例提供的气藏大斜度井非稳态试井图版生成系统的结 构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法和系统， 能够解决现有技术中存在的无法得到气藏大斜度井井底的渗流规律和压力变 化特征的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和 具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
以缝洞型碳酸盐岩气藏为例，对本发明所提供的技术方案和所实现的效果 进行说明。
图1为本发明实施例提供的的气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法的 流程图，如图1所示，一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法，包括：
S100、获取大斜度井所处气藏的储层结构。
S101、根据所述储层结构，将大斜度井所处气藏的储层划分为溶洞介质、 天然裂缝介质和基质介质。
如图2所示，在缝洞型碳酸盐岩气藏中，根据该类气藏的储层特性(储层 结构)，将储层简化为三重介质模型，其介质分别为：溶洞介质、天然裂缝介 质和基质介质。在此物理模型基础上，提出以下假设条件：
1、一口大斜度井处于封闭边界的水平气藏当中。
2、气藏厚度处处相等，且气藏上下边界为封闭边界。
3、在储层中，仅有天然裂缝与井筒连通，基质和溶洞的气体则分别向裂 缝流动，如图3所示。
4、介质中为单相流动，且满足达西定律。同时忽略重力和毛管力的影响。
5、储层水平渗透率和垂直渗透率并不相等。
其中，在图2中，Top boundary/Bottom boundary为储层上下顶底边界， Kv/Kh为垂向、水平方向渗透率，Lw为斜井长度，dη为单位斜井长度，θ为井 斜角，h为储层厚度，Fracture为天然裂缝，Vug为溶洞，Matrix为基质。在 图3中，Vugs to fracture为溶洞向天然裂缝流动，Matrix to fractures为基质向 天然裂缝流动，Flow in/Flow out为气体流进、气体流出。
S102、根据所述溶洞介质、天然裂缝介质和基质介质，确定储能参数、所 述溶洞介质的物理参数、所述基质介质的物理参数和所述天然裂缝介质的物理 参数。所述基质介质的物理参数包括：无量纲基质压力、无量纲基质球体半径、 无量纲时间和基质-裂缝窜流系数。所述溶洞介质的物理参数包括：无量纲溶 洞压力、无量纲溶洞球体半径和溶洞-裂缝窜流系数。所述天然裂缝介质的物 理参数包括：无量纲裂缝压力和无量纲半径。所述储能参数包括：裂缝储能比、 基质储能比和溶洞储能比。
为了进一步提高所生成的试井图的精确性，需要假设基质和溶洞中的气体 以非稳态扩散方式分别流向天然裂缝中，基质和溶洞看成球体，并且拥有独立 的流动方程和边界条件。然后，基于缝洞型碳酸盐岩气藏大斜度井的物理模型， 根据渗流力学，分别建立基质、溶洞和天然裂缝介质控制模型后，根据所构建 的控制模型，分别解出拉式空间下基质和溶洞的拟压力解。最后，对基质和溶 洞的拟压力解求关于rmD的导数，并将其代入天然裂缝介质控制模型中，得到 缝洞型碳酸盐岩气藏大斜度井的非稳态试井模型。如图4所示，得到缝洞型碳 酸盐岩气藏大斜度井的非稳态试井模型的整个过程如下：
引入拟压力函数(见附件A)，并根据无因此定义(见附表A)，对于基质 和溶洞而言，分别建立在球形坐标下的控制模型：
S103、根据所述基质介质的物理参数和所述储能参数，构建基质介质控制 模型。基质介质的控制模型为：
Figure BDA0002360802900000091
mMD(rMD,0)＝0 (2)
Figure BDA0002360802900000092
Figure BDA0002360802900000093
其中，mMD为无量纲基质压力，
Figure BDA0002360802900000094
h为储层厚度 (单位m)，kf为裂缝渗透率(单位md)，Tsc为标况下的温度(单位k)，mi为 初始拟压力(单位MPa)，pi为初始压力(单位MPa)，mM(p)为基质拟压力(单 位MPa)，p为压力(单位MPa)，psc为标准大气压力(单位MPa)，qg为产气 量(单位m3/d)，T为油藏温度(单位k)，rMD为无量纲基质球半径，
Figure BDA0002360802900000095
rw为井半径(单位m)，rM为基质球体半径(单位m)，khf为裂缝水平渗透率(单位md)，ωf为裂缝储能比，
Figure BDA0002360802900000096
λM为基质-裂缝窜流系数，
Figure BDA0002360802900000097
kM为基质渗透率(单位md)，αM为基质的形状因子(单位1/m2)， tD为无量纲时间，
Figure BDA0002360802900000098
Ctf为裂缝压缩系数(单位MPa-1)， μg为气体粘度(单位mPa·s)，φf为裂缝孔隙度，φM为基质孔隙度，φv为溶洞 孔隙度，αp为常数，αp＝1.842，t为时间，CtM为基质压缩系数(单位MPa-1)， Ctv为溶洞压缩系数(单位MPa-1)，C为井筒储集系数(单位m3/MPa)，f为 裂缝介质，M为基质介质，mfD无量纲裂缝压力，
Figure BDA0002360802900000101
mf(p)为裂缝拟压力。
S104、根据所述基质介质控制模型，采用拉普拉斯变换，得到所述基质介 质在拉式空间下的拟压力解。具体为：
对基质的控制模型分别进行Laplace(拉普拉斯)变换，式(1)～(4)变 化后得：
Figure BDA0002360802900000102
Figure BDA0002360802900000103
Figure BDA0002360802900000104
Figure BDA0002360802900000105
分别求解式(9)～(12)得：
Figure BDA0002360802900000106
其中，s为拉式因子，-为拉式变换。
式(17)即为基质在拉式空间下的拟压力解。
S105、根据所述溶洞介质的物理参数和所述储能参数，构建溶洞介质控制 模型。所述溶洞介质控制模型为：
Figure BDA0002360802900000111
mvD(rvD,0)＝0 (6)
Figure BDA0002360802900000112
Figure BDA0002360802900000113
其中，mvD为无量纲溶洞压力，
Figure BDA0002360802900000114
mv(p)为溶洞拟 压力，rvD为无量纲溶洞球半径，
Figure BDA0002360802900000115
ωf为裂缝储能比，λv为溶洞-裂 缝窜流系数，
Figure BDA0002360802900000116
αv为洞体的形状因子(单位1/m2)，kv为溶洞渗透率 (单位md)，tD为无量纲时间，v为溶洞介质，f为裂缝介质。
S106、根据所述溶洞介质控制模型，采用拉普拉斯变换，得到所述溶洞介 质在拉式空间下的拟压力解。具体为：
对溶洞的控制模型分别进行Laplace变换，式(5)～(8)变化后得：
Figure BDA0002360802900000117
Figure BDA0002360802900000118
Figure BDA0002360802900000119
Figure BDA00023608029000001110
分别求解式(13)～(16)得：
Figure BDA0002360802900000121
式(18)即为溶洞在拉式空间下的拟压力解。
S107、根据所述溶洞介质的物理参数、所述基质介质的物理参数、所述天 然裂缝介质的物理参数和所述储能参数，构建天然裂缝介质控制模型。
对天然裂缝介质进行无因次化，得到天然裂缝介质控制模型：
Figure BDA0002360802900000122
Figure BDA0002360802900000123
Figure BDA0002360802900000124
Figure BDA0002360802900000125
其中，rD为无量纲半径，
Figure BDA0002360802900000126
mfD为无量纲裂缝压力，zD为Z方向 无量纲化参数，
Figure BDA0002360802900000127
为无量纲裂缝压力的拉式变换，f(s)为中间过程函数，ωf为 裂缝储能比，λM为基质-裂缝窜流系数，λv为溶洞-裂缝窜流系数，s为拉式因 子，coth(*)为双曲余弦函数，ωM为基质储能比，ωv为溶洞储能比，v为溶洞介 质，f为裂缝介质，M为基质介质，hD为无量纲化地层有效厚度，
Figure BDA0002360802900000128
εD为无量纲长度单元，
Figure BDA0002360802900000129
ε为无穷小长度。
S108、根据所述基质介质在拉式空间下的拟压力解、所述溶洞介质在拉式 空间下的拟压力解和所述天然裂缝介质控制模型，构建气藏大斜度井的非稳态 试井模型。具体为：
对式(19)～(22)进行拉氏变换，同时对基质和溶洞分别在拉式空间下 的拟压力解求关于rMD和rvD的导数，并将其结果代入式(19)中，变形整理得：
Figure BDA0002360802900000131
Figure BDA0002360802900000132
Figure BDA0002360802900000133
Figure BDA0002360802900000134
其中，
Figure BDA0002360802900000135
式(23)～(27)为拉式空间下的缝洞型碳酸盐岩气藏大斜度井的非稳态 试井模型。
S109、根据所述气藏大斜度井的非稳态试井模型，生成所述气藏大斜度井 的试井图。具体包括：
如图5所示，基于所建立的拉式空间下的缝洞型碳酸盐岩气藏大斜度井的 非稳态试井模型。首先，对式(23)～(26)在Z方向上做Fourier(傅里叶) 余弦变换，并将其变形为零阶虚宗量的Bessel(贝塞尔)函数。然后，根据零 阶虚宗量Bessel函数的通解和Fourier反演，得到缝洞型碳酸盐岩气藏大斜度 井的井底压力点源解。其次，根据点源解沿斜井长度积分，得到缝洞碳酸盐气 藏大斜度井压力分布线源解。最后，在考虑井筒储集效应和表皮系数影响下， 将其拉式空间解进行Stehfest数值反演，就得到非稳态下的缝洞型碳酸盐岩气 藏大斜井压力分布实空间解。具体过程如下：
在Z方向上做Fourier余弦变换，则其控制方程(23)和边界条件(24)、 (25)变形为：
Figure BDA0002360802900000141
其中：
Figure BDA0002360802900000142
外边界条件为：
Figure BDA0002360802900000143
内边界条件为：
Figure BDA0002360802900000144
对式(28)进行变形整理后，变为零阶虚宗量的Bessel函数为：
Figure BDA0002360802900000145
基于零阶虚宗量的Bessel函数通解表达式和内外边界条件，并进行Fourier 反演得到缝洞型碳酸盐岩气藏大斜度井的井底压力点源解：
Figure BDA0002360802900000146
在忽略气井在井筒内流动的压力损失假设条件下，大斜度井是由无穷多个 点源组成的。此时沿井筒积分叠加求和，将井筒看成一条线源，便可得到在拉 式空间内的缝洞碳酸盐气藏单渗并行窜流大斜度井压力分布解，如下：
Figure RE-GDA0002436469080000201
其中：
Figure BDA0002360802900000152
Figure BDA0002360802900000153
Figure BDA0002360802900000154
Figure BDA0002360802900000155
当考虑井筒储集效应和表皮系数影响时，其在拉式空间内的三重介质单渗 并行窜流大斜度井压力分布解为：
Figure BDA0002360802900000156
Figure BDA0002360802900000157
最后将式(38)通过Stehfest数值反演，将拉式空间解反演至实空间内， 就得到非稳态下的缝洞型碳酸盐岩气藏大斜井压力分布的实空间解。
根据所述压力分布的实空间解，生成所述气藏大斜度井的试井图。
其中，采用VB编程语言，根据所述压力分布的实空间解，生成所述气藏 大斜度井的试井图。所生成的试井图如图3所示。
根据该试井图版，可将气藏大斜度井的非稳态试井模型的渗流机理过程划 分成五个阶段。第一段为井筒储集和表皮影响段(wellbore storage and skin effect flow)，其导数曲线早期斜率为1。第二段为井斜角影响段(inclination angle dominated flow)，这是该模型的重要特征段之一。随着井斜角越大，该 段导数曲线后期斜率越大。特别的是当井斜角大于82°时，大斜度井可看成 为水平井，此时该段导数曲线后期斜率接近0.5。第三段是洞体与裂缝窜流段 (interporosity flow between farcture and vugs)。第四段是基质与裂缝窜流段 (interporosity flowbetween farcture andmatrix)。第三段和第四段共同反映了 洞体和基质分别向裂缝窜流的渗流过程。最后，第五段是边界控制段(boundary dominated flow)，由于该模型的外边界条件是封闭边界，故第五段导数曲线斜率为1。
通过该标准图版，可清晰的从图版中分析出，在非稳态的情况下气体从缝 洞型储层流向大斜度井井底的渗流规律和相应的压力变化特性。掌握其渗流规 律和压力变化特征后，有益于后期进行储层参数(如储能比、窜流系数、渗透 率)评价等试井解释工作的开展。从而解决油藏工程师当面临非稳态下的缝洞 型碳酸盐大斜度井试井解释工作时，无针对性试井模型开展解释工作的尴尬局 面。
此外，针对上述提供的一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法，本发 明还对应提供了一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成系统，如图7所示，该 系统包括：储层结构获取模块1、介质划分模块2、参数确定模块3、基质介 质控制模型构建模块4、第一拟压力解确定模块5、溶洞介质控制模型构建模 块6、第二拟压力解确定模块7、天然裂缝介质控制模型构建模块8、非稳态 试井模型构建模块9和试井图生成模块10。
其中，储层结构获取模块1用于获取大斜度井所处气藏的储层结构。
介质划分模块2用于根据所述储层结构，将大斜度井所处气藏的储层划分 为溶洞介质、天然裂缝介质和基质介质。
参数确定模块3用于根据所述溶洞介质、天然裂缝介质和基质介质，确定 储能参数、所述溶洞介质的物理参数、所述基质介质的物理参数和所述天然裂 缝介质的物理参数。所述基质介质的物理参数包括：无量纲基质压力、无量纲 基质球体半径、无量纲时间和基质-裂缝窜流系数。所述溶洞介质的物理参数 包括：无量纲溶洞压力、无量纲溶洞球体半径和溶洞-裂缝窜流系数。所述天 然裂缝介质的物理参数包括：无量纲裂缝压力和无量纲半径。所述储能参数包 括：裂缝储能比、基质储能比和溶洞储能比。
基质介质控制模型构建模块4用于根据所述基质介质的物理参数和所述 储能参数，构建基质介质控制模型。
第一拟压力解确定模块5用于根据所述基质介质控制模型，采用拉普拉斯 变换，得到所述基质介质在拉式空间下的拟压力解。
溶洞介质控制模型构建模块6用于根据所述溶洞介质的物理参数和所述 储能参数，构建溶洞介质控制模型。
第二拟压力解确定模块7用于根据所述溶洞介质控制模型，采用拉普拉斯 变换，得到所述溶洞介质在拉式空间下的拟压力解。
天然裂缝介质控制模型构建模块8用于根据所述溶洞介质的物理参数、所 述基质介质的物理参数、所述天然裂缝介质的物理参数和所述储能参数，构建 天然裂缝介质控制模型。
非稳态试井模型构建模块9用于根据所述基质介质在拉式空间下的拟压 力解、所述溶洞介质在拉式空间下的拟压力解和所述天然裂缝介质控制模型， 构建气藏大斜度井的非稳态试井模型。
试井图生成模块10用于根据所述气藏大斜度井的非稳态试井模型，生成 所述气藏大斜度井的试井图。
为了生成更加精确的试井图，上述的试井图生成模块9具体包括：通解确 定单元、压力点源解确定单元、线源解确定单元、实空间解确定单元和试井图 生成单元。
通解确定单元用于对所述气藏大斜度井的非稳态试井模型进行傅里叶余 弦变换，并将傅里叶余弦变换后的非稳态试井模型变换为零阶虚宗量贝塞尔函 数后，确定所述零阶虚宗量贝塞尔函数的通解。
压力点源解确定单元用于采用傅里叶反演练算法，根据所述零阶虚宗量贝 塞尔函数的通解，得到气藏大斜度井井底的压力点源解。
线源解确定单元用于根据所述压力点源解，得到气藏大斜度井压力分布的 线源解。
实空间解确定单元用于采用Stehfest数值反演算法，根据所述线源解，得 到气藏大斜度井压力分布的实空间解。
试井图生成单元用于根据所述压力分布的实空间解，生成所述气藏大斜度 井的试井图。
附表A缝洞型碳酸盐岩气藏大斜度井模型无量纲化定义
Figure BDA0002360802900000181
Figure BDA0002360802900000191
Figure BDA0002360802900000201
附表A公式各参数的含义如下：
C为井筒储集系数(单位m3/MPa)，Ctf为裂缝压缩系数(单位MPa-1)，CtM为基质压缩系数(单位MPa-1)，Ctv为溶洞压缩系数(单位MPa-1)，h为储层厚 度(单位m)，kf为裂缝渗透率(单位md)，khf为裂缝水平渗透率(单位md)， kvf为裂缝水平渗透率(单位md)，kM为基质渗透率(单位md)，kv为溶洞渗 透率(单位md)，Lw为大斜度井长度(单位m)，mi为初始拟压力(单位MPa)， mM为基质拟压力(单位MPa)，mf为裂缝拟压力(单位MPa)，mv为溶洞拟压 力(单位MPa)，p为压力(单位MPa)，pi为初始压力(单位MPa)，psc为标 准大气压力(单位MPa)，pwf为井底压力(单位MPa)，qg为产气量(单位m3/d)， r为(柱坐标)径向方向(单位m)，rw为井半径(单位m)，re为地层半径(单 位m)，rM为基质球体半径，(单位m)，rv为溶洞球体半径(单位m)，S为表 皮系数，s为拉式因子，t为时间，T为油藏温度，Tsc为标况下的温度，x,y,z为 坐标方向，xw,yw,zw为井底坐标方向，Z为Z因子，αM,αv分别对应为洞体和基 质的形状因子，λM为基质-裂缝窜流系数，λv为溶洞-裂缝窜流系数，ωf为裂缝 储能比，ωM为基质储能比，ωv为溶洞储能比，θ为井斜角，角度制，φf为裂 缝孔隙度，φM为基质孔隙度，φv为溶洞孔隙度，μg为气体粘度(单位mPa·s)， αp为常数，αp＝1.842，cos为余弦函数，coth为双曲余弦函数，I0为第一类零 阶虚宗量Bessel函数，I1为第一类一阶虚宗量Bessel函数，k0为第二类零阶虚 宗量Bessel函数，k1为第二类一阶虚宗量Bessel函数。
下标定义：
v为洞体系统，f为裂缝系统，M为基质系统，h为水平方向，v为垂直方 向，i为初始状态，D为无因此，w为井底。
上标定义：
-为拉式变换，^为傅里叶变换。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是 与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于 实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较 简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施 例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的 一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变 之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法，其特征在于，包括：
获取大斜度井所处气藏的储层结构；
根据所述储层结构，将大斜度井所处气藏的储层划分为溶洞介质、天然裂缝介质和基质介质；
根据所述溶洞介质、天然裂缝介质和基质介质，确定储能参数、所述溶洞介质的物理参数、所述基质介质的物理参数和所述天然裂缝介质的物理参数；所述基质介质的物理参数包括：无量纲基质压力、无量纲基质球体半径、无量纲时间和基质-裂缝窜流系数；所述溶洞介质的物理参数包括：无量纲溶洞压力、无量纲溶洞球体半径和溶洞-裂缝窜流系数；所述天然裂缝介质的物理参数包括：无量纲裂缝压力和无量纲半径；所述储能参数包括：裂缝储能比、基质储能比和溶洞储能比；
根据所述基质介质的物理参数和所述储能参数，构建基质介质控制模型；
根据所述基质介质控制模型，采用拉普拉斯变换，得到所述基质介质在拉式空间下的拟压力解；
根据所述溶洞介质的物理参数和所述储能参数，构建溶洞介质控制模型；
根据所述溶洞介质控制模型，采用拉普拉斯变换，得到所述溶洞介质在拉式空间下的拟压力解；
根据所述溶洞介质的物理参数、所述基质介质的物理参数、所述天然裂缝介质的物理参数和所述储能参数，构建天然裂缝介质控制模型；
根据所述基质介质在拉式空间下的拟压力解、所述溶洞介质在拉式空间下的拟压力解和所述天然裂缝介质控制模型，构建气藏大斜度井的非稳态试井模型；所述气藏大斜度井的非稳态试井模型为：
Figure FDA0002623993830000011
Figure FDA0002623993830000021
其中，rD为无量纲半径，mfD为无量纲裂缝压力，zD为Z方向无量纲化参数，
Figure FDA0002623993830000022
为无量纲裂缝压力的拉式变换，f(s)为中间过程函数，ωf为裂缝储能比，λM为基质-裂缝窜流系数，λv为溶洞-裂缝窜流系数，s为拉式因子，coth(*)为双曲余弦函数，ωM为基质储能比，ωv为溶洞储能比，v为溶洞介质，f为裂缝介质，M为基质介质，D为无因次；
根据所述气藏大斜度井的非稳态试井模型，生成所述气藏大斜度井的试井图。
2.根据权利要求1所述的一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法，其特征在于，所述根据所述气藏大斜度井的非稳态试井模型，生成所述气藏大斜度井的试井图，具体包括：
对所述气藏大斜度井的非稳态试井模型进行傅里叶余弦变换，并将傅里叶余弦变换后的非稳态试井模型变换为零阶虚宗量贝塞尔函数后，确定所述零阶虚宗量贝塞尔函数的通解；
采用傅里叶反演练算法，根据所述零阶虚宗量贝塞尔函数的通解，得到气藏大斜度井井底的压力点源解；
根据所述压力点源解，得到气藏大斜度井压力分布的线源解；
采用Stehfest数值反演算法，根据所述线源解，得到气藏大斜度井压力分布的实空间解；
根据所述压力分布的实空间解，生成所述气藏大斜度井的试井图。
3.根据权利要求2所述的一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法，其特征在于，所述根据所述压力分布的实空间解，生成所述气藏大斜度井的试井图，具体为：
采用VB编程语言，根据所述压力分布的实空间解，生成所述气藏大斜度井的试井图。
4.根据权利要求1所述的一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法，其特征在于，所述基质介质控制模型为：
Figure FDA0002623993830000031
其中，mMD为无量纲基质压力，rMD为无量纲基质球半径，ωf为裂缝储能比，λM为基质-裂缝窜流系数，tD为无量纲时间，f为裂缝介质，M为基质介质。
5.根据权利要求1所述的一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法，其特征在于，所述溶洞介质控制模型为：
Figure FDA0002623993830000032
其中，mvD为无量纲溶洞压力，rvD为无量纲溶洞球半径，ωf为裂缝储能比，λv为溶洞-裂缝窜流系数，tD为无量纲时间，v为溶洞介质，f为裂缝介质。
6.根据权利要求1所述的一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成方法，其特征在于，所述天然裂缝介质控制模型为：
Figure FDA0002623993830000033
其中，rD为无量纲半径，mfD为无量纲裂缝压力，zD为Z方向无量纲化参数，mMD为无量纲基质压力，rMD为无量纲基质球半径，ωf为裂缝储能比，λM为基质-裂缝窜流系数，tD为无量纲时间，mvD为无量纲溶洞压力，rvD为无量纲溶洞球半径，λv为溶洞-裂缝窜流系数，v为溶洞介质，f为裂缝介质，M为基质介质。
7.一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成系统，其特征在于，包括：
储层结构获取模块，用于获取大斜度井所处气藏的储层结构；
介质划分模块，用于根据所述储层结构，将大斜度井所处气藏的储层划分为溶洞介质、天然裂缝介质和基质介质；
参数确定模块，用于根据所述溶洞介质、天然裂缝介质和基质介质，确定储能参数、所述溶洞介质的物理参数、所述基质介质的物理参数和所述天然裂缝介质的物理参数；所述基质介质的物理参数包括：无量纲基质压力、无量纲基质球体半径、无量纲时间和基质-裂缝窜流系数；所述溶洞介质的物理参数包括：无量纲溶洞压力、无量纲溶洞球体半径和溶洞-裂缝窜流系数；所述天然裂缝介质的物理参数包括：无量纲裂缝压力和无量纲半径；所述储能参数包括：裂缝储能比、基质储能比和溶洞储能比；
基质介质控制模型构建模块，用于根据所述基质介质的物理参数和所述储能参数，构建基质介质控制模型；
第一拟压力解确定模块，用于根据所述基质介质控制模型，采用拉普拉斯变换，得到所述基质介质在拉式空间下的拟压力解；
溶洞介质控制模型构建模块，用于根据所述溶洞介质的物理参数和所述储能参数，构建溶洞介质控制模型；
第二拟压力解确定模块，用于根据所述溶洞介质控制模型，采用拉普拉斯变换，得到所述溶洞介质在拉式空间下的拟压力解；
天然裂缝介质控制模型构建模块，用于根据所述溶洞介质的物理参数、所述基质介质的物理参数、所述天然裂缝介质的物理参数和所述储能参数，构建天然裂缝介质控制模型；
非稳态试井模型构建模块，用于根据所述基质介质在拉式空间下的拟压力解、所述溶洞介质在拉式空间下的拟压力解和所述天然裂缝介质控制模型，构建气藏大斜度井的非稳态试井模型；所述气藏大斜度井的非稳态试井模型为：
Figure FDA0002623993830000041
Figure FDA0002623993830000051
其中，rD为无量纲半径，mfD为无量纲裂缝压力，zD为Z方向无量纲化参数，
Figure FDA0002623993830000052
为无量纲裂缝压力的拉式变换，f(s)为中间过程函数，ωf为裂缝储能比，λM为基质-裂缝窜流系数，λv为溶洞-裂缝窜流系数，s为拉式因子，coth(*)为双曲余弦函数，ωM为基质储能比，ωv为溶洞储能比，v为溶洞介质，f为裂缝介质，M为基质介质，D为无因次；
试井图生成模块，用于根据所述气藏大斜度井的非稳态试井模型，生成所述气藏大斜度井的试井图。
8.根据权利要求7所述的一种气藏大斜度井非稳态试井图版生成系统，其特征在于，所述试井图生成模块，具体包括：
通解确定单元，用于对所述气藏大斜度井的非稳态试井模型进行傅里叶余弦变换，并将傅里叶余弦变换后的非稳态试井模型变换为零阶虚宗量贝塞尔函数后，确定所述零阶虚宗量贝塞尔函数的通解；
压力点源解确定单元，用于采用傅里叶反演练算法，根据所述零阶虚宗量贝塞尔函数的通解，得到气藏大斜度井井底的压力点源解；
线源解确定单元，用于根据所述压力点源解，得到气藏大斜度井压力分布的线源解；
实空间解确定单元，用于采用Stehfest数值反演算法，根据所述线源解，得到气藏大斜度井压力分布的实空间解；
试井图生成单元，用于根据所述压力分布的实空间解，生成所述气藏大斜度井的试井图。
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