CN112855108B - 致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测方法以及预测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测方法以及预测装置，该方法包括：获取实验参数，实验参数包括第一实验参数、第二实验参数、第三实验参数和第四实验参数；基于第一实验参数生成第一中间参数，以及基于第一中间参数和第二实验参数生成第二中间参数；基于第二实验参数和第二中间参数生成第一参数方程；基于第二实验参数和第三实验参数生成第二参数方程；基于第一中间参数、第四实验参数和第一参数方程对第二参数方程进行处理，生成预测模型；基于预测模型执行预测操作，获得对应的预测结果。通过根据多个岩心的实验数据进行计算分析，从而获得同类岩心的渗吸模型，从而有效提高预测精确性和预测效率。

Description

致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测方法以及预测装置

技术领域

本发明涉及油气开发技术领域，具体地涉及一种致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测方法、一种致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测装置以及一种计算机可读存储介质。

背景技术

随着中国经济建设的迅猛发展，国内原油对外依存度逐年提升。致密油作为重要的石油接替资源之一，成为石油勘探开发技术发展的新方向，我国致密油储量丰富，但是致密储层物性较差，储层孔喉结构复杂，渗透率极低，覆压条件下，储层基质一般具有小于10％的孔隙度，小于1μm的孔喉直径和小于0.1mD的渗透率，因此在勘探开发过程中，通常存在着单井产量递减迅速、储层有效动用率及一次采收率均较低等问题。

为解决上述技术问题，实现致密油资源的经济产量，钻完井后通常需要对其储层基质物性进行进一步的改造。其中，水力压裂方法是目前应用最为广泛的致密储层改造方法之一，因此对水力压裂方法的研究和精确评估非常重要。

现有的研究思路主要包括以下两种：其一，依赖大量的室内岩心交叉实验，对现场岩心进行渗吸实验，探究不同影响因素对于渗吸采收率的影响，但是由于致密油藏岩心取芯困难，同时室内实验耗时较长，因此该方法的实施限制性较高。其二，基于自发渗吸数学模型，通过岩心分析，利用质量守恒方程或分形理论建立渗吸数学模型，但是由于数学模型对于现实条件的简化较多，不能代表真实情况，因此对于自发渗吸采收率预测较为不准确，因此也对其应用产生了较大的限制。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供一种致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测方法及预测装置，通过根据多个岩心的实验数据进行计算分析，从而获得同类岩心的渗吸模型，从而有效提高预测精确性和预测效率。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测方法，所述预测方法包括：获取实验参数，所述实验参数包括第一实验参数、第二实验参数、第三实验参数和第四实验参数；基于所述第一实验参数生成第一中间参数，以及基于所述第一中间参数和所述第二实验参数生成第二中间参数；基于所述第二实验参数和所述第二中间参数生成第一参数方程；基于所述第二实验参数和所述第三实验参数生成第二参数方程；基于所述第一中间参数、所述第四实验参数和所述第一参数方程对第二参数方程进行处理，生成预测模型；基于所述预测模型执行预测操作，获得对应的预测结果。

优选地，所述第一实验参数包括岩心渗透率、岩心孔隙度、油相粘度、水相粘度、原油与渗吸液间界面张力、岩心长度和渗吸时间，所述基于所述第一实验参数生成第一中间参数，包括：按照如下公式生成所述第一中间参数t_D：

其中，σ表征为所述原油与渗吸液间界面张力、k表征为所述岩心渗透率、

表征为所述岩心孔隙度、μ_w表征为水相粘度、μ_o表征为油相粘度，L表征为岩心长度，t表征为渗吸时间。

优选地，所述岩心渗透率k的约束条件表征为：0.1mD≤k≤mD，其中mD为渗透单位。

优选地，所述第二实验参数包括滑溜水压裂液减阻剂浓度和无因次采收率，所述基于所述第一中间参数和所述第二实验参数生成第二中间参数，包括：按照如下公式获取所述第二中间参数λ：

其中，E_r表征为无因次采收率。

优选地，所述基于所述第二实验参数和所述第二中间参数生成第一参数方程，包括：第一参数方程表征为：λ＝αc+b，其中α表征为比例系数，c表征为滑溜水压裂液减阻剂浓度，b为常数。

优选地，所述第三实验参数包括最终渗吸采收率，所述基于所述第二实验参数和所述第三实验参数生成第二参数方程，包括：所述第二参数方程表征为：E_∞＝-[β(lgc)²+γlgc+δ]其中，E_∞表征为最终渗吸采收率，β，γ，δ为回归系数。

优选地，所述第四实验参数包括岩心体积和岩心表面积，所述基于所述第一中间参数、所述第四实验参数和所述第一参数方程对第二参数方程进行处理，生成预测模型，包括：基于所述第四实验参数对所述第二参数方程进行修正，获得修正后方程，所述修正后方程表征为：

其中，S表征为岩心表面积，V表征为岩心体积，m，n，f为修正后的回归系数；所述预测模型进一步表征为：

其中，E_t为t时刻滑溜水压裂液的渗吸采收率。

优选地，所述预测模型的约束条件表征为：0.15wt％≤c≤0.30wt％；0.1mD≤k≤1mD。

相应的，本发明实施例还提供一种致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测装置，所述预测装置包括：参数获取单元，用于获取实验参数，所述实验参数包括第一实验参数、第二实验参数、第三实验参数和第四实验参数；中间参数生成单元，用于基于所述第一实验参数生成第一中间参数，以及基于所述第一中间参数和所述第二实验参数生成第二中间参数；第一方程生成单元，用于基于所述第二实验参数和所述第二中间参数生成第一参数方程；第二方程生成单元，用于基于所述第二实验参数和所述第三实验参数生成第二参数方程；模型生成单元，用于基于所述第一中间参数、所述第四实验参数和所述第一参数方程对第二参数方程进行处理，生成预测模型；预测单元，用于基于所述预测模型执行预测操作，获得对应的预测结果。

另一方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的方法。

通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：

通过在致密储层采集多个致密油藏岩心，并根据多个岩心的实验数据进行计算分析，从而获得同类岩心的渗吸模型，在后续对同类岩心的渗吸采收率进行计算分析的过程中，能够有效提高预测精确性，大大减少了渗吸采收率预测过程中的计算量，提高了预测效率。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明实施例提供的致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测方法的具体实现流程图；

图2是本发明实施例提供的致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测方法中无因次采收率的拟合示意图；

图3是本发明实施例提供的致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测方法中经验参数的拟合示意图；

图4是本发明实施例提供的致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测方法中最终渗吸采收率的拟合示意图；

图5是本发明实施例提供的致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例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实施例，并不用于限制本发明实施例。

本发明实施例中的术语“系统”和“网络”可被互换使用。“多个”是指两个或两个以上，鉴于此，本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

请参见图1，本发明实施例提供一种致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测方法，所述预测方法包括：

S10)获取实验参数，所述实验参数包括第一实验参数、第二实验参数、第三实验参数和第四实验参数；

S20)基于所述第一实验参数生成第一中间参数，以及基于所述第一中间参数和所述第二实验参数生成第二中间参数；

S30)基于所述第二实验参数和所述第二中间参数生成第一参数方程；

S40)基于所述第二实验参数和所述第三实验参数生成第二参数方程；

S50)基于所述第一中间参数、所述第四实验参数和所述第一参数方程对第二参数方程进行处理，生成预测模型；

S60)基于所述预测模型执行预测操作，获得对应的预测结果。

在一种可能的实施方式中，所述第一实验参数包括岩心渗透率、岩心孔隙度、油相粘度、水相粘度、原油与渗吸液间界面张力、岩心长度和渗吸时间，所述基于所述第一实验参数生成第一中间参数，包括：按照如下公式生成所述第一中间参数t_D：

其中，σ表征为所述原油与渗吸液间界面张力、k表征为所述岩心渗透率、

表征为所述岩心孔隙度、μ_w表征为水相粘度、μ_o表征为油相粘度，L表征为岩心长度，t表征为渗吸时间。

在具体实施过程中，首先获取多个致密油藏岩心，并测量每个岩心的直径，岩心长度，以及通过气测法测得岩石孔隙度，渗透率，计算岩心表面积，岩心体积，请参见表1。

表1

然后获取地层原油，配置地层水，例如可以配置4种减阻剂浓度的滑溜水压裂液进行流体物性测试，得到油相的粘度、滑溜水压裂液的粘度，滑溜水压裂液与地层原油之间的界面张力，请参见表2。

表2

在获取到获取的多个岩心的上述参数以及配置的驱替液体的上述参数后，开始对致密储层滑溜水压裂液的渗吸采收率进行预测计算，为了保证计算出的渗吸采收率符合实际的取值范围，保证预测出的渗吸采收率具有足够的精确性，在本发明实施例中，需要对岩心渗透率进行约束，例如在本发明实施例中，所述岩心渗透率k的约束条件表征为：0.1mD≤k≤mD，其中mD为渗透单位。

在确定上述约束范围后，进一步根据滑溜水压裂液与原油间的油水界面张力、岩心渗透率、岩心孔隙度、滑溜水压裂液粘度、油相粘度、岩心长度以及渗吸时间计算每个岩心对应的第一中间参数t_D，例如该第一中间参数为无因次时间。

此时将上述多个岩心与不同浓度的减阻剂滑溜水压裂液进行渗吸实验，并记录每个岩心在不同的无因次时间的无因次采收率，请参见图2为本发明实施例提供的无因次采收率拟合示意图，然后进一步计算第二中间参数，例如该第二中间参数为经验参数。在本发明实施例中，所述第二实验参数包括滑溜水压裂液减阻剂浓度和无因次采收率，所述基于所述第一中间参数和所述第二实验参数生成第二中间参数，包括：按照如下公式获取所述第二中间参数λ：

其中，E_r表征为无因次采收率，请参见表3，为本发明实施例提供的根据滑溜水压裂液浓度对应的无因次采收率和无因次时间所拟合的经验参数λ：

此时可以根据上述参数进一步拟合第一参数方程，例如该第一参数方程为经验参数方程，在本发明实施例中，所述基于所述第二实验参数和所述第二中间参数生成第一参数方程，包括：第一参数方程表征为：λ＝αc+b，其中α表征为比例系数，c表征为滑溜水压裂液减阻剂浓度，b为常数。例如请参见图3，为本发明实施例提供的经验参数的拟合示意图，在本发明实施例中，经验参数与滑溜水压裂液减阻剂浓度之间的关系可以表示为：λ＝(12.85-19.64c)×10^-7。

进一步地，根据第二实验参数和所述第三实验参数拟合第二参数方程，例如在本发明实施例中，该第二参数方程为最终渗吸采收率方程，以建立滑溜水压裂液减阻剂浓度和最终渗吸采收率的关系，在本发明实施例中，所述第三实验参数包括最终渗吸采收率，所述基于所述第二实验参数和所述第三实验参数生成第二参数方程，包括：所述第二参数方程表征为：E_∞＝-[β(lgc)²+γlgc+δ]其中，E_∞表征为最终渗吸采收率，β，γ，δ为回归系数。请参见图4，为本发明实施例提供的最终渗吸采收率的拟合示意图，在本发明实施例中，最终渗吸采收率与滑溜水压裂液减阻剂浓度的关系可以表示为：E_∞＝-[555.12(lgc)²+332.37lgc+189.46]。

进一步地，为了提高采收率预测的精确性，在获取到上述最终渗吸采收率方程后，还进一步对该最终采收率方程进行校正。在本发明实施例中，所述第四实验参数包括岩心体积和岩心表面积，所述基于所述第一中间参数、所述第四实验参数和所述第一参数方程对第二参数方程进行处理，生成预测模型，包括：基于所述第四实验参数对所述第二参数方程进行修正，获得修正后方程，所述修正后方程表征为：

其中，S表征为岩心表面积，V表征为岩心体积，m，n，f为修正后的回归系数；基于上述参数和方程，所述预测模型进一步表征为：

其中，E_t为t时刻滑溜水压裂液的渗吸采收率。

例如在本发明实施例中，根据上述多个岩心的表面积计算出平均表面积为33.75cm²，平均体积为14.96cm³。经过校正后的最终渗吸采收率关系可以表征为：

此时根据上述校正后的最终渗吸采收率方程、经验参数方程、无因次时间建立渗吸采收率预测模型可以表征为：

进一步地，在本发明实施例中，所述预测模型的约束条件表征为：0.15wt％≤c≤0.30wt％；0.1mD≤k≤1mD。

在本发明实施例中，通过对致密储层的岩心进行采集，并根据实地采集的岩心的实验数据进行分析计算获得同类岩心的渗吸模型，能够大大提高对同类型岩心的渗吸采收率的预测精确性，以及大大减少对采用滑溜水压裂液渗吸方法进行渗吸采收率预测的工作量，提高了渗吸采收率的预测效率，具有更好的推广性。

进一步地，请参见图5，本发明实施例还提供一种致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测装置，所述预测装置包括：参数获取单元，用于获取实验参数，所述实验参数包括第一实验参数、第二实验参数、第三实验参数和第四实验参数；中间参数生成单元，用于基于所述第一实验参数生成第一中间参数，以及基于所述第一中间参数和所述第二实验参数生成第二中间参数；第一方程生成单元，用于基于所述第二实验参数和所述第二中间参数生成第一参数方程；第二方程生成单元，用于基于所述第二实验参数和所述第三实验参数生成第二参数方程；模型生成单元，用于基于所述第一中间参数、所述第四实验参数和所述第一参数方程对第二参数方程进行处理，生成预测模型；预测单元，用于基于所述预测模型执行预测操作，获得对应的预测结果。

进一步地，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例所述的方法。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (5)

1.一种致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测方法，其特征在于，所述预测方法包括：

获取实验参数，所述实验参数包括第一实验参数、第二实验参数、第三实验参数和第四实验参数；

基于所述第一实验参数生成第一中间参数，以及基于所述第一中间参数和所述第二实验参数生成第二中间参数；

基于所述第二实验参数和所述第二中间参数生成第一参数方程；

基于所述第二实验参数和所述第三实验参数生成第二参数方程；

基于所述第一中间参数、所述第四实验参数和所述第一参数方程对第二参数方程进行处理，生成预测模型；

基于所述预测模型执行预测操作，获得对应的预测结果；

所述第一实验参数包括岩心渗透率、岩心孔隙度、油相粘度、水相粘度、原油与渗吸液间界面张力、岩心长度和渗吸时间，所述基于所述第一实验参数生成第一中间参数，包括：按照如下公式生成所述第一中间参数t_D：

其中，σ表征为所述原油与渗吸液间界面张力、k表征为所述岩心渗透率、

表征为所述岩心孔隙度、μ_w表征为水相粘度、μ_o表征为油相粘度，L表征为岩心长度，t表征为渗吸时间；

所述第二实验参数包括滑溜水压裂液减阻剂浓度和无因次采收率，所述基于所述第一中间参数和所述第二实验参数生成第二中间参数，包括：按照如下公式获取所述第二中间参数λ：

其中，E_r表征为无因次采收率；

所述基于所述第二实验参数和所述第二中间参数生成第一参数方程，包括：第一参数方程表征为：λ＝αc+b，其中α表征为比例系数，c表征为滑溜水压裂液减阻剂浓度，b为常数；

所述第三实验参数包括最终渗吸采收率，所述基于所述第二实验参数和所述第三实验参数生成第二参数方程，包括：所述第二参数方程表征为：

E_∞＝-[β(lgc)²+γlgc+δ]

其中，E_∞表征为最终渗吸采收率，β，γ，δ为回归系数；

所述第四实验参数包括岩心体积和岩心表面积，所述第一中间参数为无因次时间，所述第二中间参数为经验参数，所述第一参数方程为经验参数方程，所述第二参数方程为最终渗吸采收率方程，所述基于所述第一中间参数、所述第四实验参数和所述第一参数方程对第二参数方程进行处理，生成预测模型，包括：基于所述第四实验参数对所述第二参数方程进行修正，获得修正后方程，所述修正后方程表征为：

其中，S表征为岩心表面积，V表征为岩心体积，m，n，f为修正后的回归系数；所述预测模型进一步表征为：

其中，E_t为t时刻滑溜水压裂液的渗吸采收率。

2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述岩心渗透率k的约束条件表征为：0.1mD≤k≤1mD，其中mD为渗透单位。

3.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述预测模型的约束条件表征为：

0.15wt％≤c≤0.30wt％；

0.1mD≤k≤1mD。

4.一种致密储层滑溜水压裂液渗吸采收率预测装置，其特征在于，所述预测装置包括：

参数获取单元，用于获取实验参数，所述实验参数包括第一实验参数、第二实验参数、第三实验参数和第四实验参数；

中间参数生成单元，用于基于所述第一实验参数生成第一中间参数，以及基于所述第一中间参数和所述第二实验参数生成第二中间参数；

第一方程生成单元，用于基于所述第二实验参数和所述第二中间参数生成第一参数方程；

第二方程生成单元，用于基于所述第二实验参数和所述第三实验参数生成第二参数方程；

模型生成单元，用于基于所述第一中间参数、所述第四实验参数和所述第一参数方程对第二参数方程进行处理，生成预测模型；

预测单元，用于基于所述预测模型执行预测操作，获得对应的预测结果；

所述第一实验参数包括岩心渗透率、岩心孔隙度、油相粘度、水相粘度、原油与渗吸液间界面张力、岩心长度和渗吸时间，所述基于所述第一实验参数生成第一中间参数，包括：按照如下公式生成所述第一中间参数t_D：

其中，σ表征为所述原油与渗吸液间界面张力、k表征为所述岩心渗透率、

表征为所述岩心孔隙度、μ_w表征为水相粘度、μ_o表征为油相粘度，L表征为岩心长度，t表征为渗吸时间；

所述第二实验参数包括滑溜水压裂液减阻剂浓度和无因次采收率，所述基于所述第一中间参数和所述第二实验参数生成第二中间参数，包括：按照如下公式获取所述第二中间参数λ：

其中，E_r表征为无因次采收率；

所述基于所述第二实验参数和所述第二中间参数生成第一参数方程，包括：第一参数方程表征为：λ＝αc+b，其中α表征为比例系数，c表征为滑溜水压裂液减阻剂浓度，b为常数；

所述第三实验参数包括最终渗吸采收率，所述基于所述第二实验参数和所述第三实验参数生成第二参数方程，包括：所述第二参数方程表征为：

E_∞＝-[β(lgc)²+γlgc+δ]

其中，E_∞表征为最终渗吸采收率，β，γ，δ为回归系数；

所述第四实验参数包括岩心体积和岩心表面积，所述第一中间参数为无因次时间，所述第二中间参数为经验参数，所述第一参数方程为经验参数方程，所述第二参数方程为最终渗吸采收率方程，所述基于所述第一中间参数、所述第四实验参数和所述第一参数方程对第二参数方程进行处理，生成预测模型，包括：基于所述第四实验参数对所述第二参数方程进行修正，获得修正后方程，所述修正后方程表征为：

其中，S表征为岩心表面积，V表征为岩心体积，m，n，f为修正后的回归系数；所述预测模型进一步表征为：

其中，E_t为t时刻滑溜水压裂液的渗吸采收率。

5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-3中任一项权利要求所述的方法。

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