CN112989721B - 一种致密油藏体积压裂水平井改造体积的快速计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种致密油藏体积压裂水平井改造体积的快速计算方法，其包括：步骤一、收集生产数据和计算所需的基本参数，生产数据包括压力史和流量史；基本参数包括地层的原始压力、综合压缩系数、孔隙度、流体体积系数；步骤二、绘制规整化产量与物质平衡时间的关系曲线；步骤三、利用衰竭流阶段压力变化公式，计算改造体积。本发明利用线性流阶段生产数据进行直线回归，结合了线性流流动方程来确定渗透率。本发明直接利用已有的生产动态资料绘制关系曲线，结合衰竭流阶段压力变化公式确定改造体积，无需关井，无需进行曲线拟合，计算方法简单快捷。

Description

一种致密油藏体积压裂水平井改造体积的快速计算方法

技术领域：

本发明涉及的是非常规油气开发技术领域，具体涉及的是一种致密油藏体积压裂水平井改造体积的快速计算方法。

背景技术：

致密油藏地质条件复杂，渗透率极低，非均质性强，由于常规方法开采致密油藏产能较低，因此体积压裂技术成为了提高采收率一项重要手段。通过体积压裂可使主裂缝附近生成复杂缝网，形成储层性质明显有所改善的体积改造区，极大地提高了储层流体整体渗流速度，可以有效改善油藏的渗流状况，提高油井产能。

储层改造体积是评价体积压裂改造效果的重要参数。通过确定改造体积从而实现体积压裂井改造效果的准确量化评价，可为体积压裂施工设计提供重要的理论指导。常规试井解释方法可利用压力恢复数据确定改造体积，但所需关井时间较长，影响油井产量。生产动态分析需拟合产量递减曲线，拟合过程较慢。

发明内容：

本发明的目的是提供一种致密油藏体积压裂水平井改造体积的快速计算方法，这种致密油藏体积压裂水平井改造体积的快速计算方法用于解决现有技术中确定改造体积关井时间长或者拟合过程较慢的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种致密油藏体积压裂水平井改造体积的快速计算方法：

步骤一、收集生产数据和计算所需的基本参数，生产数据包括压力史和流量史；基本参数包括地层的原始压力、综合压缩系数、孔隙度、流体体积系数；

步骤二、绘制规整化产量与物质平衡时间的关系曲线；

步骤三、利用衰竭流阶段压力变化公式，计算改造体积；

步骤3.1、根据衰竭流阶段曲线特征确定回归直线方程：

根据衰竭流阶段试井曲线斜率为-1的特征，得规整化产量与物质平衡时间关系式为：

式中：Δp为压差，MPa；q为产量，m³/d；t_c为物质平衡时间，h；C₁为直线截距；

由式(5)知回归直线斜率为-1，根据斜率确定回归直线方程；

步骤3.2、计算改造体积：

物质平衡时间下衰竭流阶段压力变化公式为：

式中：B为体积系数；C_t为综合压缩系数，1/MPa；p_wf为井底压力，MPa；q为产量，m³/d；t_c为物质平衡时间，h；V_p为孔隙体积，m³；

结合式(5)和式(6)，孔隙体积计算公式为：

因此改造体积为：

式中：V_s为改造体积，m³；Φ为孔隙度。

上述方案中步骤二的具体过程为：

步骤2.1、定义变量：

物质平衡时间：

规整化产量：

式中：t_c为物质平衡时间，h；q为产量，m³/d；N_p为累计产量，m³；p_i为原始地层压力，MPa；

步骤2.2、绘制实测数据关系曲线：

根据压力史数据和产量史数据可以得到任意时刻物质平衡时间：

任意时刻规整化产量：

式中：t_ci为任意时刻物质平衡时间，h；N_pi为任意时刻累计产量，m³；q_i为任意时刻产量，m³/d；Δp_i为任意时刻压差，MPa；p_i为原始地层压力，MPa；p_wfi为任意时刻井底压力，MPa；下标i表示任意时刻；

在双对数坐标系下，绘制规整化产量关于物质平衡时间的关系曲线。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供了一种致密油藏体积压裂水平井改造体积的快速计算方法，该方法利用衰竭流阶段生产数据进行直线回归，结合了衰竭流压力变化公式来确定改造体积。该方法通过生产数据即可直接计算改造体积，无需进行曲线拟合，提高了计算速度。

2、本发明直接利用已有的生产动态资料绘制关系曲线，结合衰竭流阶段压力变化公式确定改造体积，无需关井，计算方法简单快捷。

3、本发明利用已有的生产动态资料绘制关系曲线，结合拟稳定流阶段流动方程获取改造区体积，适用性强，而致密油藏常规压力恢复试井分析方法需长时间关井，过程复杂，且试井曲线阶段不完整，难以准确拟合。

附图说明：

图1为物质平衡时间示意图；

图2为体积压裂水平井物理模型示意图；

图3为规整化产量与物质平衡时间实测曲线。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

这种致密油藏体积压裂水平井改造体积的快速计算方法，包括以下步骤：

步骤一、收集生产资料和计算所需的基本参数。生产资料包括生产阶段中的压力史和流量史；基本参数包括地层的原始压力、综合压缩系数、孔隙度、流体体积系数；步骤二、绘制规整化产量与物质平衡时间的关系曲线，具体包括以下步骤：

步骤2.1、定义变量：

物质平衡时间为目前累计产量与当前日产量的比值：

物质平衡时间几何意义如图1所示，通过物质平衡时间可建立变产量生产与定产量生产之间的等效关系。

规整化产量：

式中：t_c为物质平衡时间，h；q为产量，m³/d；N_p为累计产量，m³；p_i为原始地层压力，MPa；p_wf为井底流压，MPa。

步骤2.2、绘制实测数据关系曲线：

根据压力史数据和产量史数据可以得到任意时刻物质平衡时间：

任意时刻规整化产量：

式中：t_ci为任意时刻物质平衡时间，h；N_pi为任意时刻累计产量，m³；q_i为任意时刻产量，m³/d；Δp_i为任意时刻压差，MPa；p_i为原始地层压力，MPa；p_wfi为任意时刻井底压力，MPa；下标i表示任意时刻；q₁为t₁时刻下产量，m³/d；t_c1为t₁时刻对应的物质平衡时间，h；

在双对数坐标系下，绘制规整化产量关于物质平衡时间的关系曲线。

步骤三、利用衰竭流压力变化公式，计算改造体积，具体包括以下步骤：

步骤3.1、根据衰竭流阶段曲线特征确定回归直线方程：

体积压裂水平井物理模型如图2所示，由于改造区与未改造区性质差异较大，在两区交界处形成衰竭流，与拟稳定流阶段特征类似，双对数坐标下规整化产量与物质平衡时间关系式为

由式(3)可知回归直线斜率为-1，根据斜率确定回归直线方程。

式中：Δp为压差，MPa；q为产量，m³/d；t_c为物质平衡时间，h；C₁为直线截距。

由式(5)可知回归直线斜率为-1，根据斜率确定回归直线方程。

步骤3.2、计算改造体积：

物质平衡时间下衰竭流阶段压力变化公式为

式中：B为体积系数；C_t为综合压缩系数，1/MPa；p_wf为压力，MPa；q为产量，m³/d；t_c为物质平衡时间，h；V_p为孔隙体积，m³。

结合式(5)和式(6)可知孔隙体积计算公式为

因此改造体积为

式中：V_s为改造体积，m³；Φ为孔隙度。

实施例1：

(1)基本参数

收集到的基础参数见表1。

表1基础数据表

(2)计算结果

由图3可得到衰竭流阶段回归直线截距为4.2492，因此改造体积为5.02×10⁶m³。

压力传播达到改造区边界后发生拟稳定衰竭流动，因此可利用生产资料结合拟稳定流阶段流动方法确定改造体积。

Claims (2)

1.一种致密油藏体积压裂水平井改造体积的快速计算方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、收集生产数据和计算所需的基本参数，生产数据包括压力史和流量史；基本参数包括地层的原始压力、综合压缩系数、孔隙度、流体体积系数；

步骤二、绘制规整化产量与物质平衡时间的关系曲线；

步骤三、利用衰竭流阶段压力变化公式，计算改造体积；

步骤3.1、根据衰竭流阶段曲线特征确定回归直线方程：

根据衰竭流阶段试井曲线斜率为-1的特征，得规整化产量与物质平衡时间关系式为：

式中：Δp为压差，MPa；q为产量，m³/d；t_c为物质平衡时间，h；C₁为直线截距；

由式(5)知回归直线斜率为-1，根据斜率确定回归直线方程；

步骤3.2、计算改造体积：

物质平衡时间下衰竭流阶段压力变化公式为：

式中：B为体积系数；C_t为综合压缩系数，1/MPa；p_wf为井底压力，MPa；q为产量，m³/d；t_c为物质平衡时间，h；V_p为孔隙体积，m³；

结合式(5)和式(6)，孔隙体积计算公式为：

因此改造体积为：

式中：V_s为改造体积，m³；φ为孔隙度。

2.根据权利要求1所述的致密油藏体积压裂水平井改造体积的快速计算方法，其特征在于：所述的步骤二的具体过程为：

步骤2.1、定义变量：

物质平衡时间：

规整化产量：

式中：t_c为物质平衡时间，h；q为产量，m³/d；N_p为累计产量，m³；p_i为原始地层压力，MPa；

步骤2.2、绘制实测数据关系曲线：

根据压力史数据和产量史数据可以得到任意时刻物质平衡时间：

任意时刻规整化产量：

式中：t_ci为任意时刻物质平衡时间，h；N_pi为任意时刻累计产量，m³；q_i为任意时刻产量，m³/d；Δp_i为任意时刻压差，MPa；p_i为原始地层压力，MPa；p_wfi为任意时刻井底压力，MPa；下标i表示任意时刻；

在双对数坐标系下，绘制规整化产量关于物质平衡时间的关系曲线。

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