CN111594113A - 一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法，包括以下步骤：根据注采井生产动态数据，获取实际注采井间压差曲线；根据注入井近井缝网范围，确定注采井间窜流通道内流体速度；根据注采井间窜流通道内流体速度，获取理论注采井间压差曲线；根据实际注采井间压差曲线和理论注采井间压差曲线，确定注采井间窜流通道平均渗透率；根据注采井间窜流通道平均渗透率，确定注采井间裂缝开度。本发明解决目前裂缝识别方法无法完整反映井间裂缝的形成和消亡过程，导致在致密储层注水开发过程中的裂缝识别预测作用较弱的问题，不但大幅降低了致密储层井间裂缝开度反演成本，而且提供了不同时刻井间裂缝开度信息，有力支持致密储层开发和管理工作。

Description

一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法
技术领域
本发明涉及一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法，属于石油勘探开发领域。
背景技术
随着国内常规中高渗油藏相继进入高含水期，致密储层的高效开发在国家能源安全战略中的角色愈加重要。致密储层中往往发育隐裂缝，在高压注入流体后储层隐裂缝张开，从而在近井形成裂缝网络。而且，裂缝会向采油井方向不断延伸，形成注采井间窜流通道，导致注入水低效-无效循环。
目前，注采井间裂缝渗流能力的即时量化研究目前刚刚起步，致密储层裂缝识别技术主要包括微地震识别储层裂缝、地质力学预测储层裂缝和示踪剂量化井间裂缝三类。微地震识别储层裂缝技术中的微地震监测是致密储层压裂过程中的关键配套技术，能够获得压裂裂缝网络形态及其与天然裂缝之间的拓扑模型。地质力学预测储层裂缝技术通过建立测井解释模型计算储层的物性参数，在岩芯裂缝统计规律基础上应用随机建模技术建立岩相模型和储层物性模型，利用裂缝孔隙度、裂缝段厚度和油井产能数据建立裂缝指数曲线，实现裂缝储集能力和井间裂缝连通信息的描述。示踪剂量化井间裂缝技术通过示踪监测，能够了解注水井组油水井的连通情况，了解在注水波和油层范围内渗透率、孔隙度变化以及自然裂缝和人工裂缝走向。然而，上述技术需要的资料种类较多，通常采用包括工区地震、测井、试油和动态等资料，建立储层三维模型，除示踪剂监测技术外，微地震识别储层裂缝和地质力学预测储层裂缝技术容易受测试精度影响，识别的对象主要为构造裂缝，对微裂缝张开导致的注采井间裂缝识别能力较弱，同时，综合开井时率和施工成本，一般无法实现连续或多次测试，因此，目前致密储层裂缝识别技术不能准确描述注入井高压注水形成的注采井间裂缝，从而无法完整反映注采井间裂缝的形成和消亡过程，导致其在致密储层注水开发过程中的裂缝识别作用较弱。
由于目前裂缝识别方法在识别致密储层注采井间裂缝开度方面存在缺陷，因此，建立一种能够完整反映注采井间裂缝形成和消亡，以及不同时刻注采井间裂缝等效开度的动态反演方法，对及时明确注采井间裂缝发育程度，设计对应治理措施具有重要意义。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法，其能够完整反映注采井间裂缝的形成和消亡过程，提高在致密储层注水开发过程中的裂缝识别和预测能力。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法，包括以下步骤：根据注采井生产动态数据，获取实际注采井间压差曲线；根据注入井近井缝网范围，确定注采井间窜流通道内流体速度；根据注采井间窜流通道内流体速度，获取理论注采井间压差曲线；根据实际注采井间压差曲线和理论注采井间压差曲线，确定注采井间窜流通道平均渗透率；根据注采井间窜流通道平均渗透率，确定注采井间裂缝开度。
在一个具体实施例中，注采井生产动态数据包括注入井日注水量、注入井的油管压力和射孔段垂深数据，以及采油井的套管压力和动液面数据。
在一个具体实施例中，根据注入井的油管压力和射孔段垂深数据，获取注入井井底流压曲线所依据的公式为：
pw1(t)＝pt1(t)+10-6ρ1gH1 (1)
式中，pw1(t)为注入井井底流压，t为注入井开注或增注时间，pt1为注入井油管压力，ρ1为注入水密度，g为重力加速度，H1为注入井对应油层中深；
根据采油井的套管压力和动液面数据，获取采油井井底流压曲线所依据的公式为：
pw2(t)＝pt2(t)+10-6ρ2g[H2-D(t)] (2)
式中，pw2(t)为采油井井底流压，pt2为采油井套管压力，ρ2为采油井油套环空内流体平均密度，H2为采油井对应油层中深，D为采油井动液面深度。
在一个具体实施例中，根据注入井和采油井的井底流压曲线，获取实际注采井间压差曲线所依据的公式为：
Δpw(t)＝pw1(t)-pw2(t) (3)
式中，Δpw(t)为实际注采井间压差。
在一个具体实施例中，确定注采井间窜流通道内流体速度所依据的公式为：
Figure BDA0001973449660000031
式中，vw为注采井间窜流通道内流体速度，qinj为注入井开注或增注后注入速度，R为注入井近井缝网半径，h为注采井间平均厚度。
在一个具体实施例中，根据理论注采井间压差公式和注采井间窜流通道内流体速度，获取理论注采井间压差曲线。
在一个具体实施例中，获取理论注采井间压差曲线所依据的公式为：
Figure BDA0001973449660000032
式中，Δp′w(t-Δt1)为理论注采井间压差曲线，
Figure BDA0001973449660000033
分别为t-Δt1-Δt、t-Δt1时刻注采井间窜流通道参透率，Δt1为注入井开注或增注对应的时间，Δt为动态数据时间间隔。
在一个具体实施例中，确定Δp′w(t，K)所依据的公式为：
Figure BDA0001973449660000034
式中，μ为注采井间流体平均粘度，L为注采井距，rw为采油井井筒半径，erf为误差函数，φ为储层平均孔隙度，ct为储层综合压缩系数。
在一个具体实施例中，根据裂缝内蕴渗透率公式和注采井间窜流通道平均渗透率，确定注采井间裂缝开度；
确定注采井间裂缝开度所依据的公式为：
Figure BDA0001973449660000035
式中，b(t-Δt1)为t-Δt1时刻注采井间裂缝开度。
在一个具体实施例中，通过调整注采井间窜流通道渗透率，拟合实际注采井间压差曲线，确定实际注采井间压差曲线与理论注采井间压差曲线吻合时的渗透率为注采井间窜流通道平均渗透率。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明能够完整反映注采井间裂缝的形成和消亡过程，提高在致密储层注水开发过程中的裂缝识别和预测能力，简捷高效。2、本发明能够指导注采井间窜流通道的数值模拟研究，指导防窜工艺方案的优化。3、本发明不但能够大幅降低致密储层注采井间裂缝开度反演成本，而且能够提供不同时刻注采井间裂缝开度信息，有力支持致密储层开发和管理工作。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。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来实现和获得。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：
图1是本发明的致密储层井间裂缝开度动态反演方法的一个具体实施例的流程示意图；
图2是本发明的一个具体实施例的致密储层W1井井间压差曲线拟合效果的示意图；
图3是本发明的一个具体实施例的致密储层W1井的不同时刻井间窜流通道平均渗透率和等效裂缝开度的示意图。
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，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
如图1所示，本发明提出的致密储层井间裂缝开度动态反演方法，包括以下步骤：
(1)根据注采井生产动态数据，获取实际注采井间压差曲线；
(2)根据注入井近井缝网范围，确定注采井间窜流通道内流体速度；
(3)根据注采井间窜流通道内流体速度，获取理论注采井间压差曲线；
(4)根据实际注采井间压差曲线和理论注采井间压差曲线，确定注采井间窜流通道平均渗透率；
(5)根据注采井间窜流通道平均渗透率，确定注采井间裂缝开度。
具体的，注采井生产动态数据包括注入井日注水量、注入井的油管压力和射孔段垂深数据，以及采油井的套管压力和动液面数据。其中，
在步骤(1)中，根据注入井的油管压力和射孔段垂深数据，获取注入井井底流压曲线所依据的公式为：
pw1(t)＝pt1(t)+10-6ρ1gH1 (1)
式中，pw1(t)为注入井井底流压，单位为兆帕，t为注入井开注或增注时间，注入井开注时对应t＝0，单位为天，pt1为注入井油管压力，单位为兆帕，ρ1为注入水密度，单位为千克/立方米，g为重力加速度，单位为牛/平方米，H1为注入井对应油层中深，单位为米。
在步骤(1)中，根据采油井的套管压力和动液面数据，获取采油井井底流压曲线所依据的公式为：
pw2(t)＝pt2(t)+10-6ρ2g[H2-D(t)] (2)
式中，pw2(t)为采油井井底流压，单位为兆帕，pt2为采油井套管压力，单位为兆帕，ρ2为采油井油套环空内流体平均密度，单位为千克/立方米，H2为采油井对应油层中深，单位为米，D(t)为采油井动液面深度，单位为米。
进一步地，在步骤(1)中，根据注入井和采油井的井底流压曲线，获取实际注采井间压差曲线所依据的公式为：
Δpw(t)＝pw1(t)-pw2(t) (3)
式中，Δpw(t)为实际注采井间压差，单位为兆帕。
具体的，在步骤(2)中，确定注采井间窜流通道内流体速度所依据的公式为：
Figure BDA0001973449660000061
式中，vw为注采井间窜流通道内流体速度，单位为米/天，qinj为注入井开注或增注后注入速度，单位为立方米/天，R为注入井近井缝网半径，单位为米，根据试井解释认识确定，推荐取值5米，h为注采井间平均厚度，根据注采井点厚度平均得到，单位为米。
具体的，在步骤(3)中，根据理论注采井间压差公式和注采井间窜流通道内流体速度，获取理论注采井间压差曲线。
在步骤(3)中，获取理论注采井间压差曲线所依据的公式为：
Figure BDA0001973449660000062
式中，Δp′w(t-Δt1)为理论注采井间压差曲线，单位为兆帕，计算值，用于拟合实际注采井间压差曲线，
Figure BDA0001973449660000063
分别为t-Δt1-Δt、t-Δt1时刻注采井间窜流通道参透率，单位为达西，其为可调参数，Δt1为注入井开注或增注对应的时间，单位为天，根据注入井生产动态数据确定，Δt为动态数据时间间隔，单位为天，根据注采井生产动态数据确定，若是生产日报，则Δt＝1。
进一步地，确定Δp′w(t，K)所依据的公式为：
Figure BDA0001973449660000064
式中，μ为注采井间流体平均粘度，单位为毫帕.秒，根据饱和度加权得到，L为注采井距，单位为米，根据井位坐标得到，rw为采油井井筒半径，单位为米，根据完井数据得到，erf为误差函数，φ为储层平均孔隙度，取注采井点孔隙度算法平均值，ct为储层综合压缩系数，单位为每兆帕，由高压物性实验提供。
具体的，在步骤(4)中，根据实际注采井间压差曲线和理论注采井间压差曲线相拟合，确定注采井间窜流通道平均渗透率。具体的，通过调整注采井间窜流通道渗透率，拟合实际注采井间压差曲线，实际注采井间压差曲线与理论注采井间压差曲线吻合时的渗透率即为注采井间窜流通道平均渗透率。
具体的，在步骤(5)中，根据裂缝内蕴渗透率公式和注采井间窜流通道平均渗透率，确定注采井间裂缝开度。
在步骤(5)中，确定注采井间裂缝开度所依据的公式为：
Figure BDA0001973449660000071
式中，b(t-Δt1)为t-Δt1时刻注采井间裂缝开度，单位为微米。
本发明能够解决目前裂缝识别方法无法完整反映注采井间裂缝的形成和消亡过程，在致密储层注水开发中裂缝识别作用较弱的问题，本发明不但能够大幅度降低致密储层注采井间裂缝开度反演成本，而且提供了不同时刻注采井间裂缝开度信息，能够有力支持致密储层的开发和管理工作。
下面列举两个具体实施例：
实施例一：
本实施例一提供的致密储层井间裂缝开度动态反演方法，如图1所示，该方法包括：
(1)收集注采井生产动态数据，获取实际注采井间压差曲线；
(2)根据注入井近井缝网范围，确定注采井间窜流通道内流体流速；
(3)利用理论注采井间压差公式，获取理论注采井间压差曲线；
(4)拟合理论注采井间压差曲线和实际注采井间压差曲线，确定注采井间窜流通道平均渗透率；
(5)根据裂缝内蕴渗透率公式和注采井间窜流通道平均渗透率，确定注采井间裂缝开度。
注采井生产动态数据包括注入井日注水量、注入井的油管压力和射孔段垂深数据，以及采油井的套管压力和动液面数据。其中，
在步骤(1)中，根据注采井生产动态数据，计算实际注采井间压差曲线，具体可分为如下三个过程：
过程1，利用公式(1)，根据注入井的油管压力和射孔段垂深数据，获取注入井BHP(井底流压)曲线；
pw1(t)＝pt1(t)+10-6ρ1gH1 (1)
式中，pw1(t)为注入井井底流压，单位为兆帕，t为注入井开注或增注时间，注入井开注时对应t＝0，单位为天，pt1为注入井油管压力，单位为兆帕，ρ1为注入水密度，单位为千克/立方米，g为重力加速度，单位为牛/平方米，H1为注入井对应油层中深，单位为米。
过程2，利用公式(2)，根据采油井的套管压力和动液面数据，获取采油井井底流压曲线：
pw2(t)＝pt2(t)+10-6ρ2g[H2-D(t)] (2)
式中，pw2(t)为采油井井底流压，单位为兆帕，pt2为采油井的套管压力，单位为兆帕，ρ2为采油井油套环空内流体平均密度，单位为千克/立方米，H2为采油井对应油层中深，单位为米，D(t)为采油井的动液面深度，单位为米。
过程3，利用公式(3)，根据注入井和采油井的井底流压曲线，获取实际注采井间压差曲线所依据的公式为：
Δpw(t)＝pw1(t)-pw2(t) (3)
式中，Δpw(t)为实际注采井间压差，单位为兆帕。
优选的，在步骤(2)中，根据注入井近井缝网范围，确定注入井间窜流通道内流体流速，具体为：
利用公式(4)，确定注采井间窜流通道内流体流速：
Figure BDA0001973449660000081
式中，vw为注采井间窜流通道内流体速度，单位为米/天，qinj为注入井开注或增注后注入速度，单位为立方米/天，R为注入井近井缝网半径，单位为米，根据试井解释认识确定，推荐取值5米，h为注采井间平均厚度，根据注采井点厚度平均得到，单位为米。
优选的，在步骤(3)中，利用理论注采井间压差公式，获取理论注采井间压差曲线：
利用公式(5)，获取理论注采井间压差曲线：
Figure BDA0001973449660000082
式中，Δp′w(t-Δt1)为理论注采井间压差曲线，单位为兆帕，计算值，用于拟合实际注采井间压差曲线，
Figure BDA0001973449660000083
分别为t-Δt1-Δt、t-Δt1时刻注采井间窜流通道参透率，单位为达西，其为可调参数，Δt1为注入井开注或增注对应的时间，单位为天，根据注入井生产动态数据确定，Δt为动态数据时间间隔，单位为天，根据注采井生产动态数据确定，若是生产日报，则Δt＝1。
其中：确定Δp′w(t，K)所依据的公式为：
Figure BDA0001973449660000091
式中，μ为注采井间流体平均粘度，单位为毫帕.秒，根据饱和度加权得到，L为注采井距，单位为米，根据井位坐标得到，rw为采油井井筒半径，单位为米，根据完井数据得到，erf为误差函数，φ为储层平均孔隙度，取注采井点孔隙度算法平均值，ct为储层综合压缩系数，单位为每兆帕，由高压物性实验提供。
优选的，在步骤(4)中，拟合理论注采井间压差曲线和实际注采井间压差曲线，确定注采井间窜流通道平均渗透率。
优选的，在步骤(5)中，根据注采井间窜流通道平均渗透率，确定注采井间裂缝开度：
Figure BDA0001973449660000092
式中，b(t-Δt1)为t-Δt1时刻注采井间裂缝开度，单位为微米。
实施例二：
为使实施例一提供的致密储层井间裂缝开度动态反演方法的应用效果有更直观的理解，本实施例二以采用本发明方法的某致密储层井间裂缝开度动态反演过程为例说明本发明的具体实施方式。采用实施例一提供的致密储层井间裂缝开度动态反演方法得到的注采井间窜流通道平均渗透率和等效裂缝开度(如表1所示)，其中，采用的基础数据(如表2所示)。
表1注采井间窜流通道平均渗透率和等效裂缝开度
Figure BDA0001973449660000093
Figure BDA0001973449660000101
Figure BDA0001973449660000111
表2采用的基础数据
井距/米 600
采油井井筒半径/米 0.05
储层平均孔隙度 0.09
储层综合压缩系数/每兆帕 0.0003
注入井近井缝网半径/米 5
采油井生产动态开始日期 I/01/2015
注采井间平均黏度/毫帕.秒 0.5
注采井间平均渗透率/毫达西 170
注采井间平均厚度/米 5
注入井开注或增注前日注水量/立方米/天 20
注入井开注或增注对应日期 16/03/2015
注入井开注或增注后日注水量/立方米/天 114
虚拟采油井日采液量/立方米/天 -114
注入井关井对应日期 7/04/2015
注采井间平均渗透率/毫达西 100
本发明方法简捷高效，能够解决目前裂缝识别方法无法完整反映井间裂缝的形成和消亡过程，导致在致密储层注水开发过程中的裂缝识别预测作用较弱的问题，能够有力支持致密储层开发和管理工作。
虽然本发明所公开的实施方式如上，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，在不脱离本发明所公开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)

1.一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据注采井生产动态数据，获取实际注采井间压差曲线；
根据注入井近井缝网范围，确定注采井间窜流通道内流体速度；
根据注采井间窜流通道内流体速度，获取理论注采井间压差曲线；
根据实际注采井间压差曲线和理论注采井间压差曲线，确定注采井间窜流通道平均渗透率；
根据注采井间窜流通道平均渗透率，确定注采井间裂缝开度。
2.根据权利要求1所述的一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法，其特征在于，注采井生产动态数据包括注入井日注水量、注入井的油管压力和射孔段垂深数据，以及采油井的套管压力和动液面数据。
3.根据权利要求2所述的一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法，其特征在于，根据注入井的油管压力和射孔段垂深数据，获取注入井井底流压曲线所依据的公式为：
pw1(t)＝pt1(t)+10-6ρ1gH1 (1)
式中，pw1(t)为注入井井底流压，t为注入井开注或增注时间，pt1为注入井油管压力，ρ1为注入水密度，g为重力加速度，H1为注入井对应油层中深；
根据采油井的套管压力和动液面数据，获取采油井井底流压曲线所依据的公式为：
pw2(t)＝pt2(t)+10-6ρ2g[H2-D(t)] (2)
式中，pw2(t)为采油井井底流压，pt2为采油井套管压力，ρ2为采油井油套环空内流体平均密度，H2为采油井对应油层中深，D(t)为采油井动液面深度。
4.根据权利要求3所述的一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法，其特征在于，根据注入井和采油井的井底流压曲线，获取实际注采井间压差曲线所依据的公式为：
Δpw(t)＝pw1(t)-pw2(t) (3)
式中，Δpw(t)为实际注采井间压差。
5.根据权利要求1所述的一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法，其特征在于，确定注采井间窜流通道内流体速度所依据的公式为：
Figure FDA0001973449650000021
式中，vw为注采井间窜流通道内流体速度，qinj为注入井开注或增注后注入速度，R为注入井近井缝网半径，h为注采井间平均厚度。
6.根据权利要求5所述的一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法，其特征在于，根据理论注采井间压差公式和注采井间窜流通道内流体速度，获取理论注采井间压差曲线。
7.根据权利要求6所述的一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法，其特征在于，获取理论注采井间压差曲线所依据的公式为：
Figure FDA0001973449650000022
式中，Δp′w(t-Δt1)为理论注采井间压差曲线，
Figure FDA0001973449650000023
分别为t-Δt1-Δt、t-Δt1时刻注采井间窜流通道参透率，Δt1为注入井开注或增注对应的时间，Δt为动态数据时间间隔。
8.根据权利要求7所述的一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法，其特征在于，确定Δp′w(t，K)所依据的公式为：
Figure FDA0001973449650000024
式中，μ为注采井间流体平均粘度，L为注采井距，rw为采油井井筒半径，erf为误差函数，φ为储层平均孔隙度，ct为储层综合压缩系数。
9.根据权利要求8所述的一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法，其特征在于，根据裂缝内蕴渗透率公式和注采井间窜流通道平均渗透率，确定注采井间裂缝开度；
确定注采井间裂缝开度所依据的公式为：
Figure FDA0001973449650000025
式中，b(t-Δt1)为t-Δt1时刻注采井间裂缝开度。
10.根据权利要求9所述的一种致密储层井间裂缝开度动态反演方法，其特征在于，通过调整注采井间窜流通道渗透率，拟合实际注采井间压差曲线，确定实际注采井间压差曲线与理论注采井间压差曲线吻合时的渗透率为注采井间窜流通道平均渗透率。
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