CN113705122B - 润湿反转损害油气层的建模方法、损害程度时空演化4d定量与智能诊断方法及其系统 - Google Patents

润湿反转损害油气层的建模方法、损害程度时空演化4d定量与智能诊断方法及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及油田勘探技术领域，公开了一种润湿反转损害储层的建模方法与系统以及确定储层损害程度的方法与系统。所述建模方法包括：根据待诊断井的预设区域内的储层的压力分布方程，确定储层中的水相的压力分布场与毛细管的压力分布场之间的关系；根据水相的压力分布场与毛细管的压力分布场之间的关系及毛细管的受力平衡条件，确定油相的压力分布场；根据油相的压力分布场及达西公式，确定油相的速度分布场；及根据油相的对流扩散定律、速度分布场及油相的弥散系数，确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程。本发明可定量模拟由润湿反转引起的储层损害特征的四维时空演化过程，从而对未发生储层损害的井进行储层损害定量预测和损害规律时空推演。

Description

润湿反转损害油气层的建模方法、损害程度时空演化4D定量 与智能诊断方法及其系统
技术领域
本发明涉及油田勘探技术领域，具体地涉及一种润湿反转损害储层的建模方法与系统以及确定储层损害程度的方法与系统。
背景技术
油田勘探开发的各个时期，由于受到多种内外因素影响，会导致储层原有的物理、化学、热力学和水动力学平衡状态变化，不可避免的使储层近井壁区乃至远井壁区的储层内部渗透率降低，堵塞流体流动，造成储层损害和油井产量下降，甚至“枪毙”储层。造成储层损害的原因是多样的、复杂的，特别是在生产过程中，储层岩石储渗空间、表面润湿性、水动力学场、温度场、岩石种类等不断发生变化，使损害机理随时间而变，且损害周期长、范围宽，损害更具复杂性和叠加性。储层损害一旦发生，必须根据储层损害情况采取相应的解堵措施恢复流体流动通道，以便提高油井产量和水井注入能力。因此，厘清待解堵井储层损害究竟由哪些因素造成、各损害因素所占比例如何，以及储层损害的空间分布规律和随时间变化规律对解堵措施优化设计至关重要，并直接影响解堵和增产效果好坏。
目前，诊断储层损害的方法可分为矿场诊断法和室内评价法。其中，所述矿场诊断法包括试井法。虽然所述试井法可以定量给出表征待诊断井的预设区域内的储层的损害程度的表皮系数、堵塞比、附加压降等重要参数，但由其表征的表皮系数与其它参数相互联系。也就是说，通过所述试井法得出的表皮系数并不仅仅反映真实储层损害特征，还是各个环节、多因素的综合表现(即其是真实损害表皮系数和由井斜表皮系数、储层形状表皮系数、打开储层不完善表皮系数、非达西流表皮系数、射孔表皮系数等组成的拟表皮系数之和)，必须进行表皮系数分解才能得到真实损害表皮系数。其中，所述室内评价法包括岩心流动实验法。所述岩心流动实验法是通过岩心驱替前后的渗透率变化来了解损害程度大小，虽然比较适合研究单因素储层损害，但难以反映较大尺度上储层损害规律。并且，因室内岩心实验条件比较理想化、评价用岩心都是原始状态岩心、无法考虑储层特性动态变化，使实验结果与井下储层真实损害出入较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种润湿反转损害储层的建模方法与系统以及确定储层损害程度的方法与系统，其可定量模拟由润湿反转引起的储层损害特征的四维时空演化过程，从而对未发生储层损害的井进行储层损害定量预测和损害规律时空推演，为预防或避免储层损害、制定油藏的开发方案以及之后增产措施具有科学指导意义，以及对已损害井优化设计解堵措施、提高或恢复油井产量和水井注水能力，以及提高油藏数值模拟精度都具有十分重大意义。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种润湿反转损害储层的建模方法，所述建模方法包括：根据待诊断井的预设区域内的储层的压力分布方程，确定所述储层中的水相的压力分布场与毛细管的压力分布场之间的关系，其中，所述毛细管由所述水相与所述储层中的油相的接触界面的润湿反转而形成；根据所述水相的压力分布场与所述毛细管的压力分布场之间的关系及所述毛细管的受力平衡条件，确定所述油相的压力分布场；根据所述油相的压力分布场及达西公式，确定所述油相的速度分布场；以及根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场及所述油相的弥散系数，确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由润湿反转引起的储层损害特征的四维时空演化过程。
优选地，所述毛细管的受力平衡条件为下式表示的三力平衡条件，
Figure GDA0003790762210000031
其中，
Figure GDA0003790762210000032
为所述毛细管的压力且
Figure GDA0003790762210000033
由所述毛细管内的有效水饱和度决定；
Figure GDA0003790762210000034
为所述油相的压力分布场；以及
Figure GDA0003790762210000035
为所述水相的压力分布场。
优选地，所述
Figure GDA0003790762210000036
由所述毛细管内的有效水饱和度决定包括：根据所述有效水饱和度及下式，确定
Figure GDA0003790762210000037
其中，
Figure GDA0003790762210000038
为所述毛细管内的有效水饱和度；m为科里常数；以及Pce为所述毛细管的压力阈值。
优选地，所述有效水饱和度通过以下方式确定：根据所述油相的饱和度与所述水相的饱和度，确定所述有效水饱和度，
Figure GDA0003790762210000039
其中，
Figure GDA00037907622100000310
为所述油相的饱和度；
Figure GDA00037907622100000311
为所述水相的饱和度且
Figure GDA00037907622100000312
以及Swir为所述毛细管内的束缚水饱和度。
优选地，所述确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程包括：根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场
Figure GDA00037907622100000313
及所述油相的弥散系数Do，确定下式表示的润湿反转损害储层的时空演化模拟方程，
Figure GDA00037907622100000314
其中，
Figure GDA00037907622100000315
为所述储层的孔隙度；
Figure GDA00037907622100000316
为所述油相的饱和度。
通过上述技术方案，本发明创造性地根据待诊断井的预设区域内的储层的压力分布方程，确定所述储层中的水相的压力分布场与毛细管的压力分布场之间的关系；根据所述水相的压力分布场与所述毛细管的压力分布场之间的关系及所述毛细管的受力平衡条件，确定所述油相的压力分布场；根据所述油相的压力分布场及达西公式，确定所述油相的速度分布场；以及根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场及所述油相的弥散系数，确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程。由此，通过所确定的时空演化模拟方程可定量模拟由润湿反转引起的储层损害特征的四维时空演化过程，从而对未发生储层损害的井进行储层损害定量预测和损害规律时空推演，为预防或避免储层损害、制定油藏的开发方案以及之后增产措施具有科学指导意义，以及对已损害井优化设计解堵措施、提高或恢复油井产量和水井注水能力，以及提高油藏数值模拟精度都具有十分重大意义。
本发明第二方面提供一种确定储层损害程度的方法，所述方法包括：基于所述的润湿反转损害储层的建模方法建立的时空演化模拟方程，确定待诊断井的预设区域内的储层中的油相的饱和度；以及基于所确定的所述油相的饱和度，确定表征所述储层的损害程度的特征参数。
优选地，所述特征参数为所述储层的相对渗透率，相应地，所述确定所述储层的损害程度的特征参数包括：基于所述油相的饱和度
Figure GDA0003790762210000041
及下式表示的所述油相的相对渗透率与饱和度之间的关系，确定所述油相的相对渗透率
Figure GDA0003790762210000042
其中，α0、α1、α2、α3、α4为常数。
通过上述技术方案，通过所确定的时空演化模拟方程可计算油相的饱和度，再基于所确定的所述油相的饱和度，确定表征待诊断井的预设区域内的储层的损害程度的特征参数(例如所述储层的渗透率和/或表皮系数)，由此可定量模拟由润湿反转引起的储层损害特征的四维时空演化过程，从而对未发生储层损害的井进行储层损害定量预测和损害规律时空推演，为预防或避免储层损害、制定油藏的开发方案以及之后增产措施具有科学指导意义，以及对已损害井优化设计解堵措施、提高或恢复油井产量和水井注水能力，以及提高油藏数值模拟精度都具有十分重大意义。
相应地，本发明第三方面还提供一种润湿反转损害储层的建模系统，所述建模系统包括：压力关系确定装置，用于根据待诊断井的预设区域内的储层的压力分布方程，确定所述储层中的水相的压力分布场与毛细管的压力分布场之间的关系，其中，所述毛细管由所述水相与所述储层中的油相的接触界面的润湿反转而形成；油相压力确定装置，用于根据所述水相的压力分布场与所述毛细管的压力分布场之间的关系及所述毛细管的受力平衡条件，确定所述油相的压力分布场；速度确定装置，用于根据所述油相的压力分布场及达西公式，确定所述油相的速度分布场；以及模拟方程确定装置，用于根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场及所述油相的弥散系数，确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由润湿反转引起的储层损害特征的四维时空演化过程。
优选地，所述模拟方程确定装置用于确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程包括：根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场
Figure GDA0003790762210000051
及所述油相的弥散系数Do，确定下式表示的润湿反转损害储层的时空演化模拟方程，
Figure GDA0003790762210000052
其中，
Figure GDA0003790762210000053
为所述储层的孔隙度；
Figure GDA0003790762210000054
为所述油相的饱和度。
所述润湿反转损害储层的建模系统与上述润湿反转损害储层的建模方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
相应地，本发明第四方面还提供一种确定储层损害程度的系统，所述系统包括：饱和度确定装置，用于基于所述的润湿反转损害储层的建模系统建立的时空演化模拟方程，确定待诊断井的预设区域内的储层中的油相的饱和度；以及特征参数确定装置，用于基于所确定的所述油相的饱和度，确定表征所述储层的损害程度的特征参数。
所述确定储层损害程度的系统与上述确定储层损害程度的方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
相应地，本发明第五方面还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的润湿反转损害储层的建模方法和/或上述的确定储层损害程度的方法。
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
图1是本发明一实施例提供的润湿反转损害储层的建模方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的确定储层损害程度的方法的流程图；
图3是本发明一实施例提供的表皮系数随时间演化的示意图；
图4是本发明一实施例提供的由储层渗透率损害率表征的在第365天润湿反转损害储层的半径的示意图；
图5是本发明一实施例提供的润湿反转损害储层的建模系统的结构图；以及
图6是本发明一实施例提供的确定储层损害程度的系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明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，并不用于限制本发明。
润湿反转是指储层的孔隙表面由亲水性变为亲油性的现象，由此油相在孔隙中的流通性变弱，从而导致储层的渗透性变差。油相饱和度高时，油相占据大孔隙并且相连通性较好，其流动具有接近毛细管流的特征，渗透率和饱和度的二次方呈线性关系；油相饱和度低时，油相主要呈分散相附着在较小孔隙壁面，相连通性相对较差，随着饱和度的降低，油相渗透率的下降速率更快(例如呈4次方律变化)。
一方面，储层润湿性损害程度由油相相对渗透率和含油(或含水)饱和度之间的关系决定；另一方面，储层的压力分布也影响着孔隙内部的流体流速与渗透率。因此，本发明各实施例的核心是要建立油相的压力分布场(分别考虑流体中的油相与水相的压力分布情况)与油相的对流扩散定律。具体地，根据待诊断井的预设区域内的储层的压力分布方程与毛细管的受力平衡条件，确定所述油相的压力分布场；再结合达西公式与油相的对流扩散定律，就可诊断渗透率等储层损害特征参数的时空场分布。
需要说明的是，为了简单描述起见，在本发明的各个实施例中的随时空演化的物理量、化学量可省略变量
Figure GDA0003790762210000071
例如
Figure GDA0003790762210000072
可简写为So。
图1是本发明一实施例提供的润湿反转损害储层的建模方法的流程图。如图1所示，所述建模方法包括步骤S101-S104。
步骤S101，根据待诊断井的预设区域内的储层的压力分布方程，确定所述储层中的水相的压力分布场与毛细管的压力分布场之间的关系。
其中，所述毛细管由所述水相与所述储层中的油相的接触界面的润湿反转而形成。
通常，采用液体(油相与水相的混合物)的压力场来整体描述储层的压力分布场，而在本实施例中将油相与水相进行分离，分别通过油相的压力分布与水相的压力分布来考虑储层的压力分布情况，由此，可更贴近储层中的实际情况来模拟储层的压力分布，从而通过其中油相的压力分布场可精确地模拟润湿反转损害储层的时空演化模拟方程(即获得非常精确的储层渗透率结果)。
对于步骤S101，根据下式(1)表示的待诊断井的预设区域内的储层的压力分布方程，确定所述储层中的水相的压力分布场
Figure GDA0003790762210000073
与毛细管的压力分布场
Figure GDA0003790762210000074
之间的关系，
Figure GDA0003790762210000081
其中，φ为储层的孔隙度(常数)；ct为储层的综合压缩系数(常数)；k、krw、kro为所述储层的渗透率、储层油相相对渗透率、水相相对渗透率；μw、μo为储层水相粘度、油相粘度。
步骤S102，根据所述水相的压力分布场与所述毛细管的压力分布场之间的关系及所述毛细管的受力平衡条件，确定所述油相的压力分布场。
所述毛细管的受力平衡条件可为下式(2)表示的三力平衡条件，
Figure GDA0003790762210000082
其中，
Figure GDA0003790762210000083
为所述毛细管的压力且
Figure GDA0003790762210000084
由所述毛细管内的有效水饱和度决定；
Figure GDA0003790762210000085
为所述油相的压力分布场；以及
Figure GDA0003790762210000086
为所述水相的压力分布场。
其中，所述
Figure GDA0003790762210000087
由所述毛细管内的有效水饱和度决定可包括：根据所述有效水饱和度及下式(3)，确定
Figure GDA0003790762210000088
Figure GDA0003790762210000089
其中，
Figure GDA00037907622100000810
为所述毛细管内的有效水饱和度；m为科里(corey)常数；以及Pce为所述毛细管的压力阈值。
具体地，所述有效水饱和度
Figure GDA00037907622100000811
可通过以下方式确定：根据所述油相的饱和度与所述水相的饱和度，确定下式(4)表示的所述有效水饱和度，
Figure GDA00037907622100000812
其中，
Figure GDA00037907622100000813
为所述油相的饱和度；
Figure GDA00037907622100000814
为所述水相的饱和度且
Figure GDA00037907622100000815
以及Swir为所述毛细管内的束缚水饱和度。
也就是说，根据上式(1)-(4)可得到油相的压力分布场
Figure GDA00037907622100000816
步骤S103，根据所述油相的压力分布场及达西公式，确定所述油相的速度分布场。
具体地，将油相的压力分布场
Figure GDA0003790762210000091
代入下式(5)表示的达西公式，可确定油相的速度分布场，
Figure GDA0003790762210000092
其中，μo为油相的粘度；以及
Figure GDA0003790762210000093
为所述储层的渗透率。
步骤S104，根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场及所述油相的弥散系数，确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程。
其中，所述时空演化模拟方程用于模拟由润湿反转引起的储层损害特征的四维时空演化过程。
对于步骤S104，所述确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程可包括：根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场
Figure GDA0003790762210000094
及所述油相的弥散系数Do，确定下式表示的润湿反转损害储层的时空演化模拟方程，
Figure GDA0003790762210000095
其中，
Figure GDA0003790762210000096
为所述储层的孔隙度；
Figure GDA0003790762210000097
为所述油相的饱和度。
也就是说，根据公式(1)-(6)可确定所述油相的饱和度
Figure GDA0003790762210000098
(即润湿反转损害储层的时空演化模拟方程)。
综上所述，本发明创造性地根据待诊断井的预设区域内的储层的压力分布方程，确定所述储层中的水相的压力分布场与毛细管的压力分布场之间的关系；然后根据所述水相的压力分布场与所述毛细管的压力分布场之间的关系及所述毛细管的受力平衡条件，确定所述油相的压力分布场；接着根据所述油相的压力分布场及达西公式，确定所述油相的速度分布场，最后根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场及所述油相的弥散系数，确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程。由此，通过所确定的时空演化模拟方程可定量模拟由润湿反转引起的储层损害特征的四维时空演化过程，从而对未发生储层损害的井进行储层损害定量预测和损害规律时空推演，为预防或避免储层损害、制定油藏的开发方案以及之后增产措施具有科学指导意义，以及对已损害井优化设计解堵措施、提高或恢复油井产量和水井注水能力，以及提高油藏数值模拟精度都具有十分重大意义。
图2是本发明一实施例提供的确定储层损害程度的方法的流程图。如图2所示，所述方法包括可步骤S201-S202。
步骤S201，基于根据所述的润湿反转损害储层的建模方法建立的时空演化模拟方程，确定待诊断井的预设区域内的储层中的油相的饱和度。
对于上述公式(6)所示的润湿反转损害储层的时空演化模拟方程的求取，在一维情形下，该类方程可以整理为以下的一般形式：
Figure GDA0003790762210000101
其中，aa,bb,cc可为常数(如扩散系数)，也可为函数(如所述流体的速度)；f可为饱和度、压力、物质浓度(例如体积分数)、应力等。对时间采用向后差分，空间采用中心差分。则上述方程可以有如下差分格式：
Figure GDA0003790762210000102
其中，i＝1,2,3...Ni，
Figure GDA0003790762210000103
n＝1,2,3...，t＝nΔt，Ni为离散空间点个数。
求解区间为x∈(0,xmax)，Δx、Δt为空间、时间步长。同时，考虑初始条件fi n|n＝0＝fi 0，i＝1，2，3...，Ni和边界条件(fi n|i＝1＝f0,n＝1,2,3...(井壁处)以及
Figure GDA0003790762210000104
)(构造了一个虚拟网格i+1，预设范围的边界处或距井壁数米处)。
首先，对于i＝2,3,...,Ni-1整理上述差分格式有：
Figure GDA0003790762210000111
其中，A1i，A2i，A3i分别为，
Figure GDA0003790762210000112
同时，据公式(6)可确定ai、bi与ci。并将所确定的ai、bi与ci代入公式(10)可得到迭代关系式(9)的具体表现形式，由于该迭代关系式(9)的具体表现形式复杂，故在此不对其进行列出。然后，利用初始条件和边界条件进行迭代计算就可得到场f的值。
接着，对说明边界条件的差分求解过程进行说明。
上述迭代关系式(9)适用于非边界网格。而对于i＝1(井壁处)而言，因为采用的是点中心网格，且其为狄利克雷(Dirichlet)边界条件，故直接可得到以下关系式：
f1 n＝f0(常数)，i＝1 (11)
对于i＝N(预设范围的边界处距井壁数米处)而言，其为诺伊曼或第二类(Neumann)边界条件，增加一个虚拟网格i＝Ni+1，由
Figure GDA0003790762210000113
知
Figure GDA0003790762210000114
将其代入式(9)可知：
Figure GDA0003790762210000115
根据上述过程可求解出场函数f的时空变化情况。由于上述数值模型是针对待诊断井(注水井)的井筒附近储层建立的，在求解某物理量f在井周的分布时，需要采用柱坐标系。由此，式
Figure GDA0003790762210000121
需要变换为
Figure GDA0003790762210000122
这种形式不利于等距差分，可以引入坐标变换：r＝rwex′，其中，rw为井筒半径，x′为一个无量纲的空间坐标。将这个变换代入一般方程中，可以得到关于x′的方程：
Figure GDA0003790762210000123
如果将
Figure GDA0003790762210000124
和
Figure GDA0003790762210000125
作为新的方程系数，则上式和
Figure GDA0003790762210000126
相比，本质上是一样的。因此，便可以在x′坐标进行等距差分并沿用前述的迭代格式。计算完f的值后，再将空间坐标从x′映射回r即可得到f(r,t)。
通过上述方法可计算得到油相的饱和度
Figure GDA0003790762210000127
由于通过上述润湿反转损害储层的建模方法建立的时空演化模拟方程综合考虑了润湿反转时多种物理化学因素对储层损害的影响，由此通过该步骤S201求解得到的油相的饱和度非常精确。
步骤S202，基于所确定的所述油相的饱和度，确定表征所述储层的损害程度的特征参数。
对于步骤S202，所述特征参数可为所述储层的相对渗透率。相应地，所述确定所述储层的损害程度的特征参数可包括：基于所述油相的饱和度
Figure GDA0003790762210000128
及下式(14)表示的所述油相的相对渗透率与饱和度之间的关系，确定所述油相的相对渗透率
Figure GDA0003790762210000129
Figure GDA00037907622100001210
其中，α0、α1、α2、α3、α4为常数，
Figure GDA00037907622100001211
进一步，可根据相对渗透率
Figure GDA0003790762210000131
确定所述油相的渗透率
Figure GDA0003790762210000132
在一实施例中，所述特征参数可为所述储层的渗透率损害率。
相应地，所述确定表征待诊断井的预设区域内的储层的损害程度的特征参数可包括：基于所述储层的渗透率
Figure GDA0003790762210000133
及公式(15)，计算所述储层的渗透率损害率
Figure GDA0003790762210000134
Figure GDA0003790762210000135
其中，
Figure GDA0003790762210000136
为
Figure GDA0003790762210000137
的最大值。
在另一实施例中，所述特征参数可为所述储层的表皮系数。相应地，所述确定表征待诊断井的预设区域内的储层的损害程度的特征参数可包括：基于所述储层的渗透率
Figure GDA0003790762210000138
及公式(16)，计算所述储层的表皮系数
Figure GDA0003790762210000139
Figure GDA00037907622100001310
其中，
Figure GDA00037907622100001311
为所述储层的渗透率的初始值；以及
Figure GDA00037907622100001312
rw为所述待诊断井的井筒半径，以及rsw为所述储层的损害半径。
通过该步骤S202得到的特征参数(例如所述储层的渗透率
Figure GDA00037907622100001313
与表皮系数
Figure GDA00037907622100001314
)是时空演化4D定量模拟的结果(如图3所示)。更具体地，图4示出了由储层渗透率损害率表征的在第365天润湿反转损害储层的半径的示意图(如箭头所指示的半径)，相关工作人员可通过该图4直观地确认储层被损害的程度。因此，可根据渗透率或表皮系数的演化特点进行储层损害定量预测和损害规律时空推演，为预防或避免储层损害、制定油藏的开发方案以及之后增产措施具有科学指导意义。
综上所述，本发明创造性地通过所确定的时空演化模拟方程可计算油相的饱和度，再基于所确定的所述油相的饱和度，确定表征待诊断井的预设区域内的储层的损害程度的特征参数(例如所述储层的渗透率和/或表皮系数)，由此可定量模拟由润湿反转引起的储层损害特征的四维时空演化过程，从而对未发生储层损害的井进行储层损害定量预测和损害规律时空推演，为预防或避免储层损害、制定油藏的开发方案以及之后增产措施具有科学指导意义，以及对已损害井优化设计解堵措施、提高或恢复油井产量和水井注水能力，以及提高油藏数值模拟精度都具有十分重大意义。
图5是本发明一实施例提供的润湿反转损害储层的建模系统的结构图。如图5所示，所述建模系统包括：压力关系确定装置10，用于根据待诊断井的预设区域内的储层的压力分布方程，确定所述储层中的水相的压力分布场与毛细管的压力分布场之间的关系，其中，所述毛细管由所述水相与所述储层中的油相的接触界面的润湿反转而形成；油相压力确定装置20，用于根据所述水相的压力分布场与所述毛细管的压力分布场之间的关系及所述毛细管的受力平衡条件，确定所述油相的压力分布场；速度确定装置30，用于根据所述油相的压力分布场及达西公式，确定所述油相的速度分布场；以及模拟方程确定装置40，用于根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场及所述油相的弥散系数，确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由润湿反转引起的储层损害特征的四维时空演化过程。
其中，所述模拟方程确定装置40用于确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程包括：根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场
Figure GDA0003790762210000141
及所述油相的弥散系数Do，确定下式表示的润湿反转损害储层的时空演化模拟方程，
Figure GDA0003790762210000142
其中，
Figure GDA0003790762210000143
为所述储层的孔隙度；
Figure GDA0003790762210000144
为所述油相的饱和度。
所述润湿反转损害储层的建模系统与上述润湿反转损害储层的建模方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
图6是本发明一实施例提供的确定储层损害程度的系统的结构图。如图6所示，所述系统可包括：饱和度确定装置50，用于基于所述的润湿反转损害储层的建模系统建立的时空演化模拟方程，确定待诊断井的预设区域内的储层中的油相的饱和度；以及特征参数确定装置60，用于基于所确定的所述油相的饱和度，确定表征所述储层的损害程度的特征参数。
所述确定储层损害程度的系统与上述确定储层损害程度的方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
相应地，本发明一实施例还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的润湿反转损害储层的建模方法和/或上述的确定储层损害程度的方法。
所述机器可读存储介质包括但不限于相变内存(相变随机存取存储器的简称，Phase Change Random Access Memory，PRAM，亦称为RCM/PCRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体(Flash Memory)或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备等各种可以存储程序代码的介质。
上述步骤S101-S104及步骤S201-S202均可通过计算机来执行。并且，步骤S101-S104所涉及的各种物理化学量的处理过程实现了对润湿反转损害储层的时空演化场的模拟，步骤S201-S203所涉及的各种物理化学量的处理过程实现了对润湿反转损害储层的具体模拟。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明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，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明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的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种润湿反转损害储层的建模方法，其特征在于，所述建模方法包括：
根据待诊断井的预设区域内的储层的压力分布方程，确定所述储层中的水相的压力分布场与毛细管的压力分布场之间的关系，其中，所述毛细管由所述水相与所述储层中的油相的接触界面的润湿反转而形成；
根据所述水相的压力分布场与所述毛细管的压力分布场之间的关系及所述毛细管的受力平衡条件，确定所述油相的压力分布场；
根据所述油相的压力分布场及达西公式，确定所述油相的速度分布场；以及
根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场及所述油相的弥散系数，确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由润湿反转引起的储层损害特征的四维时空演化过程，
其中，所述毛细管的受力平衡条件为下式表示的三力平衡条件，
Figure FDA0003790762200000011
Figure FDA0003790762200000012
为所述毛细管的压力且
Figure FDA0003790762200000013
由所述毛细管内的有效水饱和度决定；
Figure FDA0003790762200000014
为所述油相的压力分布场；
Figure FDA0003790762200000015
为所述水相的压力分布场；
Figure FDA0003790762200000016
为所述储层中的任意位置；以及t为任意时刻，
其中，所述确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程包括：
根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场
Figure FDA0003790762200000017
及所述油相的弥散系数Do，确定下式表示的润湿反转损害储层的时空演化模拟方程，
Figure FDA0003790762200000018
其中，
Figure FDA0003790762200000019
为所述储层的孔隙度；
Figure FDA00037907622000000110
为所述油相的饱和度。
2.根据权利要求1所述的润湿反转损害储层的建模方法，其特征在于，所述
Figure FDA0003790762200000021
由所述毛细管内的有效水饱和度决定包括：
根据所述有效水饱和度及下式，确定
Figure FDA0003790762200000022
Figure FDA0003790762200000023
其中，
Figure FDA0003790762200000024
为所述毛细管内的有效水饱和度；m为科里常数；以及Pce为所述毛细管的压力阈值。
3.根据权利要求2所述的润湿反转损害储层的建模方法，其特征在于，所述有效水饱和度通过以下方式确定：
根据所述油相的饱和度与所述水相的饱和度，确定所述有效水饱和度，
Figure FDA0003790762200000025
其中，
Figure FDA0003790762200000026
为所述油相的饱和度；
Figure FDA0003790762200000027
为所述水相的饱和度且
Figure FDA0003790762200000028
以及Swir为所述毛细管内的束缚水饱和度。
4.一种确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法包括：
基于根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的润湿反转损害储层的建模方法建立的时空演化模拟方程，确定待诊断井的预设区域内的储层中的油相的饱和度；以及
基于所确定的所述油相的饱和度，确定表征所述储层的损害程度的特征参数。
5.根据权利要求4所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述特征参数为所述储层的相对渗透率，
相应地，所述确定所述储层的损害程度的特征参数包括：
基于所述油相的饱和度
Figure FDA0003790762200000029
及下式表示的所述油相的相对渗透率与饱和度之间的关系，确定所述油相的相对渗透率
Figure FDA0003790762200000031
Figure FDA0003790762200000032
其中，α0、α1、α2、α3、α4为常数。
6.一种润湿反转损害储层的建模系统，其特征在于，所述建模系统包括：
压力关系确定装置，用于根据待诊断井的预设区域内的储层的压力分布方程，确定所述储层中的水相的压力分布场与毛细管的压力分布场之间的关系，其中，所述毛细管由所述水相与所述储层中的油相的接触界面的润湿反转而形成；
油相压力确定装置，用于根据所述水相的压力分布场与所述毛细管的压力分布场之间的关系及所述毛细管的受力平衡条件，确定所述油相的压力分布场；
速度确定装置，用于根据所述油相的压力分布场及达西公式，确定所述油相的速度分布场；以及
模拟方程确定装置，用于根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场及所述油相的弥散系数，确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由润湿反转引起的储层损害特征的四维时空演化过程。
其中，所述毛细管的受力平衡条件为下式表示的三力平衡条件，
Figure FDA0003790762200000033
Figure FDA0003790762200000034
为所述毛细管的压力且
Figure FDA0003790762200000035
由所述毛细管内的有效水饱和度决定；
Figure FDA0003790762200000036
为所述油相的压力分布场；
Figure FDA0003790762200000037
为所述水相的压力分布场；
Figure FDA0003790762200000038
为所述储层中的任意位置；以及t为任意时刻，
其中，所述模拟方程确定装置用于确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程包括：
根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场
Figure FDA0003790762200000041
及所述油相的弥散系数Do，确定下式表示的润湿反转损害储层的时空演化模拟方程，
Figure FDA0003790762200000042
其中，
Figure FDA0003790762200000043
为所述储层的孔隙度；
Figure FDA0003790762200000044
为所述油相的饱和度。
7.一种确定储层损害程度的系统，其特征在于，所述系统包括：
饱和度确定装置，用于基于根据权利要求6所述的润湿反转损害储层的建模系统建立的时空演化模拟方程，确定待诊断井的预设区域内的储层中的油相的饱和度；以及
特征参数确定装置，用于基于所确定的所述油相的饱和度，确定表征所述储层的损害程度的特征参数。
8.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述权利要求1-3中任一项所述的润湿反转损害储层的建模方法和/或上述权利要求4或5所述的确定储层损害程度的方法。
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