CN112012727A - 获得气相有效渗透率的方法及储层产能的预测方法 - Google Patents

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    • G01N15/082—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample
    • G01N15/0826—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample and measuring fluid flow rate, i.e. permeation rate or pressure change

Abstract

获得气相有效渗透率的方法及储层产能的预测方法，包括如下步骤：1)获得地层的绝对渗透率K；2)将所述绝对渗透率K带入公式(1)中，得到所述岩石的气相有效渗透率Kg；公式(1)为Kg＝a·Kb；公式(1)中Kg为气相有效渗透率，绝对渗透率K，参数a的取值为0.3至0.5，参数b的取值为1.0至1.2。本申请提供了利用测井资料计算连续的绝对渗透率后，开展储层气相有效渗透率的全井段转化求取，进而可以进一步开展相关研究，预测储层产能，产能预测精度较之前会大幅提高，能有效指导油气田勘探开发。

Description

获得气相有效渗透率的方法及储层产能的预测方法
技术领域
本文涉及但不限于获得气相有效渗透率的方法及储层产能的预测方法。
背景技术
岩石绝对渗透率是指岩石孔隙中只有一种流体(油、气或水)时测量的渗透率，其大小只与岩石孔隙结构有关，而与流体性质无关，因为实验室常用空气来测量，又称之为空气渗透率，利用测井资料计算得到的渗透率就是储层绝对渗透率。岩石有效渗透率或相渗透率是指当两种以上的流体同时通过岩石时，对其中某一种流体测得的渗透率。岩石的有效渗透率与绝对渗透率之比值称为相对渗透率。气相有效渗透率是储层在油气水多相流过程中气相的有效渗透率，与绝对渗透率相比，其更能代表储层油气真实的渗流特性和产出能力，是气层产量的决定性参数，但往往只能通过测井资料得到不同深度地层连续的绝对渗透率，虽然通过气水相渗实验分析可以获得某些深度点的气相有效渗透率，但还是无法获得连续的气相有效渗透率。
对于气层，由于地层中多相流的存在，与DST测试(钻杆地层测试Drill StemTesting)产能最密切相关的是气相有效渗透率，理论上肯定会低于地层绝对渗透率，无法获得有效渗透率对储层的产能预测和评价工作带来了极大的难度，预测得到的产能也误差较大。
在目前技术水平下，预测气层产能一般利用绝对渗透率近似预测，而绝对渗透率必然大于气相有效渗透率，因此产能预测结果偏大。即使通过某些深度岩心进行气水相渗实验分析获得气相有效渗透率，但只是一些深度点数据，无法获得全井段连续气相有效渗透率，在非均质性强的地层中预测一段气层产能误差较大。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制本申请的保护范围。
本申请提供了一种获得气相有效渗透率的方法及储层产能的预测方法，提供了一种通过绝对渗透率K计算气相有效渗透率Kg的方法，能够获得储层全井段气相有效渗透率，为产能预测和储层评价提供依据。
本申请提供了一种获得气相有效渗透率的方法，包括如下步骤：
1)获得地层的绝对渗透率K，包括以下步骤：
将取样仪器下入地层进行取样，所述取样的方法为井壁取心或钻井取心，利用渗透率实验测量样品的绝对渗透率K；
或者，将测井仪器下入地层，利用所述测井仪器获得测井曲线，用所述测井曲线计算全井段地层的绝对渗透率K；
当使用取样仪器下入地层进行取样测量样品的绝对渗透率K时，按照中国石油行业标准SY/T 5336-2006岩心分析方法进行操作。
当使用测井曲线计算全井段地层的绝对渗透率K时，全井段地层的绝对渗透率K可以根据下列书籍公开的计算绝对渗透率的方法进行计算：“测井数据处理与综合解释”，雍世和，张超模等，中国石油大学出版社，2002年。“岩石物理学”，Djebbar Tiab,ErleC.Donaldson著，周灿灿，胡法龙，李潮流等译，石油工业出版社，2016年。此外，还可以借助取心测量实验得到的绝对渗透率K，标定全井段地层的绝对渗透率K。
2)将所述绝对渗透率K带入公式(1)中，得到所述地层的气相有效渗透率Kg；
Kg＝a·Kb (1)
公式(1)中Kg为气相有效渗透率，绝对渗透率K，参数a的取值为0.3至0.5，参数b的取值为1.0至1.2；
可选地，参数a的取值为0.3至0.5，参数b的取值为1.0至1.2；优选地，参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368。
可选地，所述获得气相有效渗透率的方法由以上步骤组成。
在本申请提供的气相有效渗透率的方法中，所述绝对渗透率K的取值范围为0.001mD至1000mD。
在本申请提供的气相有效渗透率的方法中，所述绝对渗透率小于0.001mD时，气相有效渗透率可认为等于0；地层绝对渗透率大于1000mD时，气相有效渗透率可认为等于绝对渗透率。
在本申请提供的气相有效渗透率的方法中，所述地层为全井段或者目标地层。
在本申请提供的气相有效渗透率的方法中，所述取样仪器为井壁取心设备和钻井取心设备中的任意一种或两种。所述取样仪器可以根据中国石油行业标准SY/T 5216-2010钻井取心工具进行选择。所述取样仪器对目标地层进行取样的操作可以根据中国石油行业标准SY/T 6792-2010钻进式井壁取心技术规范，或者中国石油行业标准SY/T 5336-2006岩心分析方法进行操作。
在本申请提供的气相有效渗透率的方法中，将步骤1)中所述井壁取心或钻井取心获得的岩心制成标准样品；所述标准样品为不含裂缝的岩屑砂岩岩心。
在本申请提供的气相有效渗透率的方法中，步骤1)中获得所述样品的绝对渗透率K的方法选自Timur公式法、核磁SDR模型法、孔渗拟合经验公式法和流动单元法中的任意一种或更多种。
另一方面，本申请提供了一种储层产能的预测方法，该预测方法使用上述获得气相有效渗透率的方法获得的气相有效渗透率。
在本申请提供的储层产能的预测方法中，所述预测方法通过所述气相有效渗透率Kg，结合产能指数法、神经网络法、平面径向流法和气藏达西方程法中的任意一种或更多种，预测储层的产能。
可选地，所述预测方法可以选取“饶阳凹陷复杂砂岩储层产能测井预测方法”，周明顺,范宜仁,刘志杰,吴剑锋,李辉,宋岩,高衍武，第208～216页，石油学报，2017,38(02)中提供的预测方法通过气相有效渗透率Kg预测储层的产能。
在本申请提供的储层产能的预测方法中，当绝对渗透率K大于1000mD时，可以将所述绝对渗透率K作为气相有效渗透率Kg，对储层产能进行预测。
本申请通过建立由绝对渗透率与气相有效渗透率的公式，转化特征非常明显，规律性极强，利用测井资料可以得到全井段连续的储层气相有效渗透率，进而可以进一步开展相关研究，预测储层产能，产能预测精度较之前会大幅提高，能有效指导油气田勘探开发。
本申请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，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书中所描述的方案来发明实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为气-水相渗岩心实验分析结果。
图2为气相有效渗透率转化图。
图3为气相有效渗透率产能预测实例。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本申请实施例中提供了获得气相有效渗透率的方法，包括如下步骤：
1)获得地层的绝对渗透率K，包括以下步骤：
将取样仪器下入地层进行取样，所述取样的方法为井壁取心或钻井取心，利用渗透率实验测量样品的绝对渗透率K；
或者，将测井仪器下入地层，利用所述测井仪器获得测井曲线，用所述测井曲线计算全井段地层的绝对渗透率K；
当使用取样仪器下入地层进行取样测量样品的绝对渗透率K时，按照中国石油行业标准SY/T 5336-2006岩心分析方法进行操作。
当使用测井曲线计算全井段地层的绝对渗透率K时，全井段地层的绝对渗透率K可以根据下列书籍公开的计算绝对渗透率的方法进行计算：“测井数据处理与综合解释”，雍世和，张超模等，中国石油大学出版社，2002年。“岩石物理学”，Djebbar Tiab,ErleC.Donaldson著，周灿灿，胡法龙，李潮流等译，石油工业出版社，2016年。此外，还可以借助取芯测量实验得到的绝对渗透率K，标定全井段地层的绝对渗透率K。
2)将所述绝对渗透率K带入公式(1)中，得到所述地层的气相有效渗透率Kg；
Kg＝a·Kb (1)
公式(1)中Kg为气相有效渗透率，绝对渗透率K，参数a的取值为0.3至0.5，参数b的取值为1.0至1.2；可选地，参数a的取值为0.3至0.5，参数b的取值为1.0至1.2；优选地，参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368。
在本申请实施例中，取得的样品的绝对渗透率K的取值范围为0.001mD至1000mD。
在本申请实施例中，所述取样仪器为井壁取心设备和钻井取心设备中的任意一种或两种。所述取样仪器可以根据中国石油行业标准SY/T 5216-2010钻井取心工具进行选择。所述取样仪器对目标地层进行取样的操作可以根据中国石油行业标准SY/T 6792-2010钻进式井壁取心技术规范，或者中国石油行业标准SY/T 5336-2006岩心分析方法进行操作。
在本申请实施例中，将步骤1)中所述井壁取心或钻井取心获得的岩心制成标准样品；所述标准样品为不含裂缝的岩屑砂岩岩心。
在本申请实施例中，步骤1)中获得所述样品的绝对渗透率K的方法选自Timur公式法、核磁SDR模型法、孔渗拟合经验公式法和流动单元法中的任意一种或更多种。
在本申请实施例中，还提供了储层产能的预测方法，该预测方法使用上述获得气相有效渗透率的方法获得的气相有效渗透率。
在本申请实施例中，所述预测方法通过所述气相有效渗透率Kg，结合产能指数法、神经网络法、平面径向流法和气藏达西方程法中的任意一种或更多种，预测储层的产能。
可选地，所述预测方法可以选取“饶阳凹陷复杂砂岩储层产能测井预测方法”，周明顺,范宜仁,刘志杰,吴剑锋,李辉,宋岩,高衍武，第208～216页，石油学报，2017,38(02)中提供的预测方法通过气相有效渗透率Kg预测储层的产能。
在本申请实施例中，共收集4个井区、12口井的154块碎屑砂岩岩心，涵盖多个地质层系，包含致密砂岩、低孔低渗和中高孔渗砂岩，渗透率分布范围广，数据代表性强。
实施例1
统计样品利用相对渗透率测量仪稳态法，参考中国石油行业标准SY/T5336-2006岩心分析方法，测量的气水相渗实验数据，利用渗透率测量仪测量样品绝对渗透率K。
将各个样品的绝对渗透率K带入公式(1)中，公式(1)中参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368，即Kg＝0.3775·K1.1368。
计算和实际测量得到的气相有效渗透率详见表1。从表1中可以看出，通过公式(1)计算得到的气相有效渗透率与实测得到的气相有效渗透率基本相同。平均相对误差13.2％。
表1计算和实际测量得到的气相有效渗透率
Figure BDA0002615509250000071
实施例2
统计样品利用相对渗透率测量仪稳态法，参考中国石油行业标准SY/T5336-2006岩心分析方法，测量的气水相渗实验数据，利用渗透率测量仪测量样品绝对渗透率K。
将各个样品的绝对渗透率K带入公式(1)中，公式(1)中参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368，即Kg＝0.3775·K1.1368。
计算和实际测量得到的气相有效渗透率详见表2。从表2中可以看出，通过公式(1)计算得到的气相有效渗透率与实测得到的气相有效渗透率基本相同。平均相对误差26.3％。
表2计算和实际测量得到的气相有效渗透率
Figure BDA0002615509250000072
实施例3
统计样品利用相对渗透率测量仪稳态法，参考中国石油行业标准SY/T5336-2006岩心分析方法，测量的气水相渗实验数据，利用渗透率测量仪测量样品绝对渗透率K。
将各个样品的绝对渗透率K带入公式(1)中，公式(1)中参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368，即Kg＝0.3775·K1.1368。
计算和实际测量得到的气相有效渗透率详见表3。从表3中可以看出，通过公式(1)计算得到的气相有效渗透率与实测得到的气相有效渗透率基本相同。平均相对误差6.4％。
表3计算和实际测量得到的气相有效渗透率
Figure BDA0002615509250000081
实施例4
统计样品利用相对渗透率测量仪稳态法，参考中国石油行业标准SY/T5336-2006岩心分析方法，测量的气水相渗实验数据，利用渗透率测量仪测量样品绝对渗透率K。
将各个样品的绝对渗透率K带入公式(1)中，公式(1)中参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368，即Kg＝0.3775·K1.1368。
计算和实际测量得到的气相有效渗透率详见表4。从表4中可以看出，通过公式(1)计算得到的气相有效渗透率与实测得到的气相有效渗透率基本相同。平均相对误差4.1％。
表4计算和实际测量得到的气相有效渗透率
Figure BDA0002615509250000091
实施例5
统计样品利用相对渗透率测量仪稳态法，参考中国石油行业标准SY/T5336-2006岩心分析方法，测量的气水相渗实验数据，利用渗透率测量仪测量样品绝对渗透率K。
将各个样品的绝对渗透率K带入公式(1)中，公式(1)中参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368，即Kg＝0.3775·K1.1368。
计算和实际测量得到的气相有效渗透率详见表5。从表5中可以看出，通过公式(1)计算得到的气相有效渗透率与实测得到的气相有效渗透率基本相同。平均相对误差8.3％。
表5计算和实际测量得到的气相有效渗透率
Figure BDA0002615509250000101
实施例6
统计样品利用相对渗透率测量仪稳态法，参考中国石油行业标准SY/T5336-2006岩心分析方法，测量的气水相渗实验数据，利用渗透率测量仪测量样品绝对渗透率K。
将各个样品的绝对渗透率K带入公式(1)中，公式(1)中参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368，即Kg＝0.3775·K1.1368。
计算和实际测量得到的气相有效渗透率详见表6。从表6中可以看出，通过公式(1)计算得到的气相有效渗透率与实测得到的气相有效渗透率基本相同。平均相对误差7.2％。
表6计算和实际测量得到的气相有效渗透率
Figure BDA0002615509250000102
Figure BDA0002615509250000111
实施例7
统计样品利用相对渗透率测量仪稳态法，参考中国石油行业标准SY/T5336-2006岩心分析方法，测量的气水相渗实验数据，利用渗透率测量仪测量样品绝对渗透率K。
将各个样品的绝对渗透率K带入公式(1)中，公式(1)中参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368，即Kg＝0.3775·K1.1368。
计算和实际测量得到的气相有效渗透率详见表7。从表7中可以看出，通过公式(1)计算得到的气相有效渗透率与实测得到的气相有效渗透率基本相同。平均相对误差10.4％。
表7计算和实际测量得到的气相有效渗透率
Figure BDA0002615509250000112
Figure BDA0002615509250000121
实施例8
统计样品利用相对渗透率测量仪稳态法，参考中国石油行业标准SY/T5336-2006岩心分析方法，测量的气水相渗实验数据，利用渗透率测量仪测量样品绝对渗透率K。
将各个样品的绝对渗透率K带入公式(1)中，公式(1)中参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368，即Kg＝0.3775·K1.1368。
计算和实际测量得到的气相有效渗透率详见表8。从表8中可以看出，通过公式(1)计算得到的气相有效渗透率与实测得到的气相有效渗透率基本相同。平均相对误差14.0％。
表8计算和实际测量得到的气相有效渗透率
Figure BDA0002615509250000122
实施例9
统计样品利用相对渗透率测量仪稳态法，参考中国石油行业标准SY/T5336-2006岩心分析方法，测量的气水相渗实验数据，利用渗透率测量仪测量样品绝对渗透率K。
将各个样品的绝对渗透率K带入公式(1)中，公式(1)中参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368，即Kg＝0.3775·K1.1368。
计算和实际测量得到的气相有效渗透率详见表9。从表9中可以看出，通过公式(1)计算得到的气相有效渗透率与实测得到的气相有效渗透率基本相同。平均相对误差16.2％。
表9计算和实际测量得到的气相有效渗透率
Figure BDA0002615509250000131
实施例10
统计样品利用相对渗透率测量仪稳态法，参考中国石油行业标准SY/T5336-2006岩心分析方法，测量的气水相渗实验数据，利用渗透率测量仪测量样品绝对渗透率K。
将各个样品的绝对渗透率K带入公式(1)中，公式(1)中参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368，即Kg＝0.3775·K1.1368。
计算和实际测量得到的气相有效渗透率详见表10。从表10中可以看出，通过公式(1)计算得到的气相有效渗透率与实测得到的气相有效渗透率基本相同。平均相对误差24.8％。
表10计算和实际测量得到的气相有效渗透率
Figure BDA0002615509250000141
实施例11
统计样品利用相对渗透率测量仪稳态法，参考中国石油行业标准SY/T5336-2006岩心分析方法，测量的气水相渗实验数据，利用渗透率测量仪测量样品绝对渗透率K。
将各个样品的绝对渗透率K带入公式(1)中，公式(1)中参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368，即Kg＝0.3775·K1.1368。
计算和实际测量得到的气相有效渗透率详见表11。从表11中可以看出，通过公式(1)计算得到的气相有效渗透率与实测得到的气相有效渗透率基本相同。平均相对误差3.8％。
表11计算和实际测量得到的气相有效渗透率
Figure BDA0002615509250000142
Figure BDA0002615509250000151
实施例12
统计样品利用相对渗透率测量仪稳态法，参考中国石油行业标准SY/T5336-2006岩心分析方法，测量的气水相渗实验数据，利用渗透率测量仪测量样品绝对渗透率K。
将各个样品的绝对渗透率K带入公式(1)中，公式(1)中参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368，即Kg＝0.3775·K1.1368。
计算和实际测量得到的气相有效渗透率详见表12。从表12中可以看出，通过公式(1)计算得到的气相有效渗透率与实测得到的气相有效渗透率基本相同。平均相对误差4.6％。
表12计算和实际测量得到的气相有效渗透率
Figure BDA0002615509250000152
将实施例1至实施例12中12口井154块样品的气相有效渗透率实测值与气相有效渗透率计算值的对比如图2所示，平均相对误差为8.8％，可见公式(1)计算得到的气相有效渗透率与实测得到的气相有效渗透率基本相同，可以基于绝对渗透率计算气相有效渗透率。现有技术中的渗透率计算平均相对误差在100％以内就认为是可以接受的，而本申请的平均相对误差为8.8％，计算结果精度高、误差小，可信度极高，为油气田开发提供了非常重要的依据。
实施例13
如图3为海上某井气层DST测试结果，在3526m至3555m井段29m厚储层进行射孔测试，9.53mm油嘴，压力系数1.03，测试层段孔隙度介于3.67％至11.43％之间，平均9.63％，根据DST测试结果，通过流动单元法计算得到绝对渗透率K；绝对渗透率K主要介于0.21mD至0.98mD之间，平均绝对渗透率K为0.72mD，根据绝对渗透率使用气藏达西方程法，预测产能为372923m3/d；由有效渗透率根据公式1(参数a的取值为0.3775，参数b的取值为1.1368)计算得到气相有效渗透率Kg介于0.06mD至0.37mD之间，平均气相有效渗透率Kg为0.26mD，使用气藏达西方程法据此预测产能为164905m3/d；而实际DST测试结果为155115m3/d，表明利用绝对渗透率预测产能结果明显偏高，而利用气相有效渗透率能够更加准确地预测产能，为勘探开发提供有力依据。
本申请提供的气相有效渗透率的计算方法，可以利用测井资料计算连续的绝对渗透率后，开展储层气相有效渗透率的全井段转化求取，计算精度高，时效性好，极大节约测压取样及取心、实验分析成本，同时解决了直接通过绝对渗透率预测产能误差大的问题，也避免了仅通过某些深度点有效渗透率数据预测产能时，在非均质性强的地层预测产能误差较大的问题。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.获得气相有效渗透率的方法，包括如下步骤：
1)获得地层的绝对渗透率K，包括以下步骤：
将取样仪器下入地层进行取样，所述取样的方法为井壁取心或钻井取心，利用渗透率实验测量样品的绝对渗透率K；
或者，将测井仪器下入地层，利用所述测井仪器获得测井曲线，用所述测井曲线计算全井段地层的绝对渗透率K；
2)将所述绝对渗透率K带入公式(1)中，得到所述地层的气相有效渗透率Kg；
Kg＝a·Kb (1)
公式(1)中Kg为气相有效渗透率，绝对渗透率K，参数a的取值为0.3至0.5，参数b的取值为1.0至1.2。
2.根据权利要求1所述的获得气相有效渗透率的方法，其中，所述参数a的取值为0.3至0.5，所述参数b的取值为1.0至1.2；
可选地，所述参数a的取值为0.3775，所述参数b的取值为1.1368。
3.根据权利要求1所述的获得气相有效渗透率的方法，其中，所述绝对渗透率K的取值范围为0.001mD至1000mD。
4.根据权利要求1所述的获得气相有效渗透率的方法，其中，所述地层为全井段或者目标地层。
5.根据权利要求1所述的获得气相有效渗透率的方法，其中，所述取样仪器为井壁取心设备和钻井取心设备中的任意一种或两种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的获得气相有效渗透率的方法，其中，将步骤1)中所述井壁取心或钻井取心获得的岩心制成标准样品；所述标准样品为不含裂缝的岩屑砂岩岩心。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的获得气相有效渗透率的方法，其中，步骤1)中获得所述样品的绝对渗透率K的方法选自Timur公式法、核磁SDR模型法、孔渗拟合经验公式法和流动单元法中的任意一种或更多种。
8.一种储层产能的预测方法，使用权利要求1至7中任一项所述获得气相有效渗透率的方法获得的气相有效渗透率。
9.根据权利要求8所述的储层产能的预测方法，其中，所述预测方法通过所述气相有效渗透率Kg，结合产能指数法、神经网络法、平面径向流法和气藏达西方程法中的任意一种或更多种，预测储层的产能。
10.根据权利要求8或9所述的储层产能的预测方法，其中，当绝对渗透率K大于1000mD时，可以将所述绝对渗透率K作为气相有效渗透率Kg，对储层产能进行预测。
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