CN112983401A - 一种边水气藏水侵边界计算方法 - Google Patents

一种边水气藏水侵边界计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种边水气藏水侵边界计算方法，属于油气田开发技术领域；为了解决现今边水气藏水侵边界计算难度大，分析结果不理想等问题；其技术方案是：准备气藏及气井的动静态参数，绘制气藏边界曲线及单井水体推进路线；计算已水侵井理论水侵速度与实际水侵速度，拟合得到两者关系方程；计算未水侵井理论水侵速度，根据拟合方程得到未水侵井修正后的水侵速度；根据已水侵井实际水侵速度、未水侵井修正后的水侵速度，计算每口井对应的气水界面；采用三角剖分法提取离散点数据后，绘制水侵边界曲线。本发明操作步骤简单，计算的气水边界精度高，可推广性强。

Description

一种边水气藏水侵边界计算方法
技术领域
本发明涉及一种边水气藏水侵边界计算方法，属于油气田开发技术领域。
背景技术
在边水气藏的开发过程中，随着储层流体被不断采出，井筒周围会产生压力降，边部水体会随着渗流通道侵入气藏补充地层能量，同时也将气水边界向气藏内部推进。因此计算边水气藏的水侵边界，可以直观的判断储层目前水侵现状以及发展趋势，以便于及时了解气藏气水变化特征，调整气藏的开发策略。
经过广泛调研，目前单独针对边水气藏水侵边界计算的研究极少，文章《气藏水平井边水突破时间预测》中提出了一种边水气藏水平井突破时间的计算方法，但是仅仅考虑了气藏的静态参数，没有考虑气井生产动态对水体侵入的影响；文章《考虑重力及气体非达西效应影响的边水气藏边水突破时间预测模型》提出了一种边水突破时间预测模型，但是该模型是在假设储层为均质储层、开发过程中地层流体性质不变的基础上推导出来的，并且计算所需参数多，不利于使用；文章《示踪剂在涩北气田边水推进监测中的应用》中采用示踪剂对边水推进速度进行监测，但是该方法周期长，成本高，且对储层有一定污染，不利于推广。
总的来说，目前关于边水气藏水侵边界的计算方法都具有较大的局限性和误差。因此，迫切地需要一种准确度高，操作性强的水侵边界计算方法。
发明内容
本发明目的是：为解决现今边水气藏水侵边界计算难度大，分析结果不理想等问题，通过利用数学软件Matlab 2018a进行编制程序，基于动静参数计算边水气藏的水侵边界，适用性强。
为实现上述目的，本发明提供了一种边水气藏水侵边界计算方法，该方法包括下列步骤：
第一、收集气藏及气井的动态和静态资料，动态资料为单井产能，静态资料为边界坐标、井位坐标、单井控制半径、单井连通的水体倍数、测井解释数据、气藏地质储量、气藏原始地层压力、气藏体积；
第二、将气藏边界坐标与井位坐标导入数学软件MATLAB 2018a，采用Convhull算法提取边界离散点，绘制气藏边界曲线；根据气藏边界数据，采用平均法求取气藏中心点坐标；
第三、绘制每口气井的水体推进路线；
第四、计算已水侵井的理论水侵速度与实际水侵速度；
第五、根据已水侵井的实际水侵速度与理论水侵速度，拟合得到实际水侵速度与理论水侵速度的关系为
Figure 498516DEST_PATH_IMAGE001
，式中，k与b为拟合系数；
第六、计算未水侵井的理论水侵速度，并对理论水侵速度进行修正；
第七、分别计算水侵井与未水侵井的水体位置，并绘制气藏的水侵边界。
上述的一种边水气藏水侵边界计算方法，所述的计算已水侵井的理论水侵速度与实际水侵速度，其具体步骤为，
第一、采用水体推进公式计算已水侵井的理论水侵速度，所述的水体推进公式为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
，式中Ni为单井连通的水体倍数，无因次量；Vp为气藏体积，单位是m3；Ct是气藏综合压缩系数，单位是MPa-1；P是气藏原始地层压力，单位是MPa；G是气藏地质储量，单位是104m3；qi为第i口已水侵井从开井生产到发生水侵期间单井的平均日产气量，单位是104m3/d；ri为单井控制半径，单位是，m；fi为单井孔隙度，无因次量；Swi是单井缚水饱和度，无因次量；Sgi是单井残余气饱和度，无因次量；
第二、计算每口已水侵井实际水侵速度
Figure 147148DEST_PATH_IMAGE003
，式中Li为第i口已水侵井沿水体推进路线到达气藏边界的距离，单位是m；di为第i口已水侵井见水天数，单位是d。
上述的一种边水气藏水侵边界计算方法，所述的计算未水侵井的理论水侵速度，并对理论水侵速度进行修正，其具体步骤为，
第一、采用水体推进计算公式计算未水侵井的理论水侵速度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
，式中qj为第j口未水侵井从开井生产后单井的平均日产气量，单位是104m3/d；
第二、根据S500得到的拟合公式对未水侵井的水侵速度进行修正，修正后的未水侵井水侵速度为：
Figure 598989DEST_PATH_IMAGE005
。
上述的一种边水气藏水侵边界计算方法，所述的分别计算水侵井与未水侵井的水体位置，并绘制气藏的水侵边界，其具体步骤为，
第一、计算已水侵井目前水体推进的距离：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
，式中Si是第i口已水侵井的水体沿该井的水体推进路线所推进的距离，单位是m；
第二、计算未水侵井目前水体推进的距离：
Figure 931881DEST_PATH_IMAGE007
，式中Sj是第j口未水侵井的水体沿该井的水体推进路线所推进的距离，单位是m；
第三、计算出每口气井对应的水体位置后，采用Convhull算法提取水体位置的离散点，并绘制气藏边界曲线。
上述的一种边水气藏水侵边界计算方法，所述的采用平均法求取的气藏中心点坐标为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
，式中xk、yk分别为气藏边界横、纵坐标。
上述的一种边水气藏水侵边界计算方法，所述的气井水体推进路线绘制方法是以中心点坐标为起点，分别经过每口气井，以边界曲线为限制条件，利用数学软件MATLAB2018a中plot函数绘制。
上述的一种边水气藏水侵边界计算方法，所述的实际水侵速度与理论水侵速度关系，采用数学软件MATLAB中多项式拟合函数polyfit拟合得到。
附图说明
图1是本发明的技术路线图。
图2是气藏边界曲线以及井位分布图。
图3是单井水侵路线。
图4是实际水侵速度与理论水侵速度对比图。
图5是水侵边界曲线图。
具体实施方式
下面结合实施方式和附图对本发明做进一步说明。
本发明提供了一种基于人工智能的边水气藏水侵边界计算方法，图1为本发明的技术路线图，该方法包括下列步骤：
第一、收集气藏及气井的动、静态资料，动态资料为单井产能，静态资料为边界坐标、井位坐标、单井控制半径、单井连通的水体倍数、测井解释数据、气藏地质储量、气藏原始地层压力、气藏体积；
第二、将边界坐标与井位坐标导入数学软件MATLAB 2018a，采用Convhull算法提取边界离散点，绘制气藏边界曲线；根据气藏边界数据，采用平均法求取气藏中心点坐标；
第三、绘制每口气井的水体推进路线；
第四、计算已水侵井的理论水侵速度与实际水侵速度；
第五、根据已水侵井的实际水侵速度与理论水侵速度，拟合得到实际水侵速度与理论水侵速度的关系为
Figure 683937DEST_PATH_IMAGE001
，式中，k与b为拟合系数；
第六、计算未水侵井的理论水侵速度，并对理论水侵速度进行修正；
第七、分别计算水侵井与未水侵井的水体位置，并绘制气藏的水侵边界；
进一步的，所述的计算已水侵井的理论水侵速度与实际水侵速度，其具体步骤为，
第一、采用水体推进公式计算已水侵井的理论水侵速度，所述的水体推进公式为
Figure 912924DEST_PATH_IMAGE002
，式中Ni为单井连通的水体倍数，无因次量；Vp为气藏体积，单位是m3；Ct是气藏综合压缩系数，单位是MPa-1；P是气藏原始地层压力，单位是MPa；G是气藏地质储量，单位是104m3；qi为第i口已水侵井从开井生产到发生水侵期间单井的平均日产气量，单位是104m3/d；ri为单井控制半径，单位是，m；fi为单井孔隙度，无因次量；Swi是单井缚水饱和度，无因次量；Sgi是单井残余气饱和度，无因次量；
第二、计算每口已水侵井实际水侵速度
Figure 711115DEST_PATH_IMAGE003
，式中Li为第i口已水侵井沿水体推进路线到达气藏边界的距离，单位是m；di为第i口已水侵井见水天数，单位是d；
进一步的，计算未水侵井的理论水侵速度，并对理论水侵速度进行修正，其具体步骤为，
第一、采用水体推进计算公式计算未水侵井的理论水侵速度
Figure 316540DEST_PATH_IMAGE004
，式中qj为第j口未水侵井从开井生产后单井的平均日产气量，单位是104m3/d；
第二、根据S500得到的拟合公式对未水侵井的水侵速度进行修正，修正后的未水侵井水侵速度为：
Figure 516577DEST_PATH_IMAGE005
；
进一步的，分别计算水侵井与未水侵井的水体位置，并绘制气藏的水侵边界，其具体步骤为，
第一、计算已水侵井目前水体推进的距离：
Figure 775520DEST_PATH_IMAGE006
，式中Si是第i口已水侵井的水体沿该井的水体推进路线所推进的距离，单位是m；
第二、计算未水侵井目前水体推进的距离：
Figure 936374DEST_PATH_IMAGE007
，式中Sj是第j口未水侵井的水体沿该井的水体推进路线所推进的距离，单位是m；
第三、计算出每口气井对应的水体位置后，采用Convhull算法提取水体位置的离散点，并绘制气藏边界曲线；
进一步的，采用平均法求取的气藏中心点坐标为
Figure 204545DEST_PATH_IMAGE008
，式中xk、yk分别为气藏边界横、纵坐标。
进一步的，气井水体推进路线绘制方法是以中心点坐标为起点，分别经过每口气井，以边界曲线为限制条件，利用数学软件MATLAB 2018a中plot函数绘制。
进一步的，实际水侵速度与理论水侵速度关系，采用数学软件MATLAB中多项式拟合函数polyfit拟合得到。
采用数学软件MATLAB实现上述一系列步骤，以某一边水气藏为例，进行水侵边界的计算。
准备气藏及气井的动、静态资料，包括气藏边界坐标、井位坐标、地层孔隙度、地层原始压力、单井连通水体倍数、单井控制面积、单井生产数据；
导入气藏边界数据与井位数据，绘制气藏边界曲线；根据边界数据，采用平均法求取气藏中心点；绘制中心点分别经过气井并延长到气藏边界的直线段，将此直线段作为单井水体推进路线。绘制的气藏边界曲线以及井位分布如图2所示，单井水侵路线如图3所示；
采用水体推进计算的理论公式
Figure 134455DEST_PATH_IMAGE009
，计算每口已水侵井的理论水侵速度v理i；根据已水侵井到边界距离与已水侵井见水天数，计算每口已水侵井实际水侵速度
Figure 95457DEST_PATH_IMAGE003
；
根据已水侵井实际水侵速度与理论水侵速度数据，采用数学软件MATLAB中多项式拟合函数Polyfit，拟合得到实际水侵速度与理论水侵速度数据的关系为
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，图4为实际水侵速度与理论水侵速度对比图；
采用水体推进计算的理论公式
Figure 406922DEST_PATH_IMAGE004
，计算每口未水侵井的理论水侵速度v理j，再根据上述拟合公式对未水侵井的水侵速度进行修正，修正后的未水侵井水侵速度为：
Figure 213204DEST_PATH_IMAGE005
；
计算出每口井气水位置，绘制气藏水侵边界；对于已水侵井，边水突破气井后，继续侵入的距离按水侵井见水前实际水侵速度v实i推算；对于未水侵井，水体侵入的距离按未水侵井修正后的水侵速度vj计算；
计算出每口井对应气水位置后，通过数学软件MATLAB，采用三角剖分法提取离散点数据后，绘制水侵边界曲线如图5。

Claims (4)

1.一种边水气藏水侵边界计算方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
S100、收集气藏及气井的动态和静态资料，动态资料为单井产能，静态资料为气藏边界坐标、井位坐标、单井控制半径、单井连通的水体倍数、测井解释数据、气藏地质储量、气藏原始地层压力、气藏体积；
S200、将气藏边界坐标与井位坐标导入数学软件MATLAB 2018a，采用Convhull算法提取边界离散点，绘制气藏边界曲线；根据气藏边界数据，采用平均法求取气藏中心点坐标；
S300、绘制每口气井的水体推进路线；
S400、计算已水侵井的理论水侵速度与实际水侵速度，其具体步骤为，
S401、采用水体推进公式计算已水侵井的理论水侵速度，所述的水体推进公式为
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，式中Ni为单井连通的水体倍数，无因次量；Vp为气藏体积，单位是m3；Ct是气藏综合压缩系数，单位是MPa-1；P是气藏原始地层压力，单位是MPa；G是气藏地质储量，单位是104m3；qi为第i口已水侵井从开井生产到发生水侵期间单井的平均日产气量，单位是104m3/d；ri为单井控制半径，单位是，m；fi为单井孔隙度，无因次量；Swi是单井束缚水饱和度，无因次量；Sgi是单井残余气饱和度，无因次量；
S402、计算每口已水侵井实际水侵速度
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，式中Li为第i口已水侵井沿水体推进路线到达气藏边界的距离，单位是m；di为第i口已水侵井见水天数，单位是d；
S500、根据已水侵井的实际水侵速度与理论水侵速度，拟合得到实际水侵速度与理论水侵速度的关系为
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，式中，k与b为拟合系数；
S600、计算未水侵井的理论水侵速度，并对理论水侵速度进行修正，其具体步骤为，
S601、采用水体推进计算公式计算未水侵井的理论水侵速度
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，式中qj为第j口未水侵井从开井生产后单井的平均日产气量，单位是104m3/d；
S602、根据S500得到的拟合公式对未水侵井的水侵速度进行修正，修正后的未水侵井水侵速度为：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；
S700、分别计算水侵井与未水侵井的水体位置，并绘制气藏的水侵边界，其具体步骤为，
S701、计算已水侵井目前水体推进的距离：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
，式中Si是第i口已水侵井的水体沿该井的水体推进路线所推进的距离，单位是m；
S702、计算未水侵井目前水体推进的距离：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，式中Sj是第j口未水侵井的水体沿该井的水体推进路线所推进的距离，单位是m；
S703、计算出每口气井对应的水体位置后，采用Convhull算法提取水体位置的离散点，绘制气藏水侵边界曲线。
2.根据权利要求1所述的一种边水气藏水侵边界计算方法，其特征在于：所述的采用平均法求取的气藏中心点坐标为
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，式中xk、yk分别为气藏边界横、纵坐标。
3.根据权利要求1所述的一种边水气藏水侵边界计算方法，其特征在于：所述的气井水体推进路线绘制方法是以中心点坐标为起点，分别经过每口气井，以边界曲线为限制条件，利用数学软件MATLAB 2018a中plot函数绘制。
4.根据权利要求1所述的一种边水气藏水侵边界计算方法，其特征在于：所述的实际水侵速度与理论水侵速度关系，采用数学软件MATLAB中多项式拟合函数polyfit拟合得到。
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