CN115822562B - 一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法,包括:(1)在纵向上将非均质储层划分为若干小层;(2)针对各个小层,利用电缆地层测试获取的资料,获取各个小层的产能;(3)基于水电相似原理,叠加各个小层的产能,得到气藏的叠加产能;(4)考虑层内窜流的影响,采用窜流修正系数,得到修正后的气藏综合产能。本发明针对气藏储层的纵向非均质性特征,将产气层段划分为若干个不同的流动单元,使非均质性强的储层转变为一个个相对均质的层段,对于各个小层段分别采用电缆地层测试的资料确定产能,考虑了纵向非均质小层内窜流对产能预测的影响,其结果更加精准。

Description

一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法
技术领域
本发明涉及油气田勘探与开发技术领域,特别是涉及到一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法。
背景技术
产能评价是油气田开发工程研究至关重要的环节,不仅决定着油气藏的工业开发价值,还决定着油气藏开发的投资规模。相比陆地气藏,深水气藏的开发投资量巨大,产能评价过高或过低都会影响气藏的勘探开发工作。准确评价气层产能,优选出高产的储层,是实现深水气田高效开发的关键技术。在现有技术中,钻杆地层测试、电缆地层测试都是评价储层产能的常用方法,但是其中钻杆地层测试费用昂贵,海上气田测试相对较少。相比之下,电缆地层测试在环境、安全和经济方面具有较大优势,可通过评价地下流体的渗流能力,进而预测储层产能。
海上中深层低孔低渗储层的显著特点是纵向非均质性强,通常在埋深、岩性、层位、相带以及成岩背景相似的条件下,储层的物性及产能差异很大,这给产能预测带来很大困难。针对纵向非均质储层,在现有技术中进行产能预测时,多将纵向上的相近多个储层整体考虑为一个渗透单元,而忽略了不同储层之间非均质差异引起的层内窜流现象,从而导致产能评价出现偏差。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法。
本发明是这样实现的,一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法,所述非均质气藏产能预测方法包括以下步骤:
(1)在纵向上将非均质储层划分为若干小层;
(2)针对各个小层,利用电缆地层测试获取的资料,获取各个小层的产能;
(3)基于水电相似原理,叠加各个小层的产能,得到气藏的叠加产能;
(4)考虑层内窜流的影响,采用窜流修正系数,得到修正后的气藏综合产能。
优选地,在步骤(1)中,利用常规测井资料获取的渗透率将储层在纵向上划分为若干流动单元,每个流动单元即为一个相对均质的小层。
优选地,在步骤(1)中,在纵向上不同深度处分别设置第一电缆地层测试工具与第二电缆地层测试工具,改变第一电缆地层测试工具的泵抽速度,观测位于另外一个小层内的第二电缆地层测试的的探针压力变化情况,根据所述第二电缆地层测试的的探针压力变化情况判断相邻小层是否属于同一个渗流单元。
优先地,根据所述第二电缆地层测试的的探针压力变化情况判断相邻小层是否属于同一个渗流单元,包括:
如果第二电缆地层测试工具测量的压力随第一电缆地层测试工具的压力而发生了变化,则表明两个小层处于同一个渗流单元内;
如果第二电缆地层测试工具测量的压力没有因为扰动而发生变化,则说明两个小层为两个独立的渗流单元。
优选地,在步骤(2)中,利用电缆地层测试得到的静态渗透率Ks,通过岩心驱替测试得到的渗透率Kg(1-Sw),建立转换关系Kg(1-Sw)=f(Ks),通过地层电缆测试资料获取得到有效渗透率Kg(1-Sw)
优选地,在步骤(2)中,通过该区块内该小层所在层段的实测产能关系,建立实测产能Qi与有效渗透率Kg(1-Sw)的转换关系式。
优选地,所述转换关系式为Qi=a*Kb g(1-Sw)+c,其中a,b,c为拟合系数。
优选地,采用现场DST测试数据验证修正所述转换关系式。
优选地,采用计算式(1)计算各个小层的产能:
Figure BDA0004022282820000031
优选地,气藏叠加产能为各个小段产能叠加,即:
Figure BDA0004022282820000032
Qm=α*Qtol
其中,Qtol为气藏叠加产能;
qi为第i层段的产能;
α为层内窜流修正系数;
Qm为修正后的气藏综合产能。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本申请针对气藏储层的纵向非均质性特征,将产气层段划分为若干个不同的流动单元,使复杂的、非均质性强的储层转变为一个个相对均质的层段,对于各个小层段分别采用电缆地层测试的资料确定产能,考虑了纵向非均质层内窜流对产能预测的影响,其结果更加精准。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的方法步骤图。
图2是本发明实施例的非均质气藏层内窜流示意图。
图3是本发明实施例的获取流动系数变异程度系数时绘制洛伦茨曲线的示意图。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述,能够更加清楚地了解本发明的细节。但是,在此描述的本发明的具体实施方式,仅用于解释本发明的目的,而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下,技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形,这些都应被视为属于本发明的范围。
针对现有技术存在的问题,如图1所示,本发明提供了一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法,包括以下步骤:
(1)在纵向上将非均质储层划分为若干小层;
(2)针对各个小层,利用电缆地层测试获取的资料,获取各个小层的产能;
(3)基于水电相似原理,叠加各个小层的产能,得到气藏的叠加产能;
(4)考虑层内窜流的影响,采用窜流修正系数,得到修正后的气藏综合产能。
在步骤(1)中,为了区分小层,利用通过电成像测井资料,在岩性和沉积层理构造准确识别的基础上,结合成岩作用,将储层划分为若干个微尺度的岩性相单元,从而刻画出储层纵向上的非均质性特征。
在岩性相单元框架约束下,利用储层品质因子和流动单元指数建立流动单元模型,应用常规测井资料多元拟合获取各类流动单元的储层静态渗透率
对于常规测井资料即可反映储层纵向渗透率的储层,可以直接利用常规测井资料获取的渗透率将储层在纵向上划分为若干流动单元,每个流动单元即为一个相对均质的小层。
对于孔吼结构、渗透率特征差异大,但是不同流动单元之间测井响应较小的储层,此时常规测井资料无法准确反映相邻小层是否属于同一流动单元的储层,可以采用电缆地层测试的方法来进行确定。通过在纵向上不同深度处分别设置第一电缆地层测试工具与第二电缆地层测试工具,其中第一电缆地层测试工具与第二电缆地层测试工具分别坐封于不同小层,通过改变第一电缆地层测试工具的泵抽速度,使得在该层段内产生一个压力波扰动,此时观测位于另外一个小层内的第二电缆地层测试的的探针压力变化情况。如果第二电缆地层测试工具测量的压力随第一电缆地层测试工具的压力而发生了变化,则说明两个小层是相互连通的,处于同一个渗流单元内,可将其划分为同一个小层。如果第二电缆地层测试工具测量的压力没有因为扰动而发生变化,则说明此时两个小层是不连通的,是两个独立的流动单元。
在步骤(2)中,对于步骤1(中)划分得到的各个小层,利用电缆地层测试得到的静态渗透率Ks,通过岩心驱替测试得到的渗透率Kg(1-Sw),二者之间建立转换关系Kg(1-Sw)=f(Ks),从而能够快速地通过地层电缆测试资料获取得到得该层段对应得有效渗透率Kg(1-Sw)
进一步地,通过该区块内该小层所在层段的实测产能关系,建立实测产能Qi与有效渗透率Kg(1-Sw)的转换关系式,从而能够实现该层段的未测试井段的快速产能评价。
在一个实施例中,拟合得到的关系式为Qi=a*Kb g(1-Sw)+c,其中a,b,c为拟合系数,且经过现场DST测试数据的验证,该拟合关系式的误差满足要求。
在一个实施例中,对于单相气体渗流的直井,可以采用以下计算式计算产能:
Figure BDA0004022282820000061
其中,
Figure BDA0004022282820000062
Figure BDA0004022282820000063
Figure BDA0004022282820000064
式中,qsc为标准状况下产气量,m3/d;
Figure BDA0004022282820000065
为单相气体拟压力函数;
T为储层温度;
pe
Figure BDA0004022282820000066
pwf、p分别为原始地层压力、平均地层压力、井底流压、地层中任意一点压力,MPa;
K、K0分别为压力为p下地层渗透率、原始地层压力下的渗透率,mD;
h为储层厚度,m;
re、rw分别为泄流半径与井筒半径,m;
γg为天然气相对密度;
b为应力敏感系数,MPa-1
μ、
Figure BDA0004022282820000067
为天然气粘度和天然气平均粘度,mPa·s;
λ为启动压力梯度,MPa/m;
Z、
Figure BDA0004022282820000068
分别为偏差系数、平均偏差系数。
在步骤(3)中,当通过步骤(2)中的方法获取得到每个小层的产能后,基于等值渗流原理,此时在纵向上若干非均质储层为并联的等效电阻,因此气藏的叠加产能为各个小段产能叠加,即:
Figure BDA0004022282820000071
其中,Qtol为气藏叠加产能;
qi为第i层段的产能。
在步骤(4)中,考虑层内窜流的影响,采用窜流修正系数,得到修正后的气藏综合产能。
在纵向非均质气藏的开发过程中,往往采用多层合采,随着产层压力持续降低,在某段时间或某一局部范围内,由于纵向各非均质小层渗透率、流体性质等参数的差异,出现压力差异衰减现象,因此导致不同产层之间压力不均衡,出现层间压差,当各产层之间有一定的连通性时,在层间压差的驱动下,气体从高压力层流向低压力层,形成非均质气层内的窜流,如说明书附图2所示。在评价纵向非均质气藏的多层产能时,如果忽略了层内窜流的影响,往往会导致计算得到的产能出现偏差。
为了考虑非均质储层窜流的影响,在本申请中引入了窜流修正系数。窜流修正系数具体的获取方法如下:根据非均质气藏各个小层的渗透率、有效厚度和气体粘度计算出各个小层对应的流动系数,并且将流动系数从小到大排成一序列;分别计算各个小层流动系数累积百分比和有效厚度累积百分比,在直角坐标纸上标绘洛伦茨曲线(如图3所示);计算包络面积SADCA与三角形面积SABC之比为流动系数变异程度系数β(其中流动系数变异程度系数β=0时表示层间为均质情况,流动系数变异程度系数β=1时表示层间为极端非均质情况),由于流动系数变异程度系数β与层间干扰系数γ有很好的相关性,利用层间干扰系数γ与流动系数变异程度系数β的关系曲线即可计算得到层间干扰系数γ,利用公式α=1-γ计算得到窜流修正系数α。
即Qm=α*Qtol
其中Qm为修正后的气藏综合产能。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述,但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内,本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法,包括以下步骤:
(1)在纵向上将非均质储层划分为若干小层;
(2)针对各个小层,利用电缆地层测试获取的资料,获取各个小层的产能;
其中,采用计算式(1)计算各个小层的产能:
Figure FDA0004258354560000011
式中,
Figure FDA0004258354560000012
Figure FDA0004258354560000013
Figure FDA0004258354560000014
qsc为标准状况下产气量,m3/d;
Figure FDA0004258354560000015
为单相气体拟压力函数;
T为储层温度;
pe
Figure FDA0004258354560000016
pwf、p分别为原始地层压力、平均地层压力、井底流压、地层中任意一点压力,MPa;
K、K0分别为压力为p下地层渗透率、原始地层压力下的渗透率,mD;
h为储层厚度,m;
re、rw分别为泄流半径与井筒半径,m;
γg为天然气相对密度;
b为应力敏感系数,MPa-1
μ、
Figure FDA0004258354560000021
为天然气粘度和天然气平均粘度,mPa·s;
λ为启动压力梯度,MPa/m;
Z、
Figure FDA0004258354560000022
分别为偏差系数、平均偏差系数
(3)基于水电相似原理,叠加各个小层的产能,得到气藏的叠加产能;
其中,气藏叠加产能为各个小段产能叠加,即:
Figure FDA0004258354560000023
Qm=α*Qtol
其中,Qtol为气藏叠加产能;
qi为第i层段的产能;
α为层内窜流修正系数;
Qm为修正后的气藏综合产能;
其中层内窜流修正系数获取方法如下:
根据非均质气藏各个小层的渗透率、有效厚度和气体粘度计算出各个小层对应的流动系数,并且将流动系数从小到大排成一序列;分别计算各个小层流动系数累积百分比和有效厚度累积百分比,在直角坐标纸上标绘洛伦茨曲线;
计算包络面积SADCA与三角形面积SABC的比值,比值为流动系数变异程度系数β,利用层间干扰系数γ与流动系数变异程度系数β的关系曲线即能够计算得到层间干扰系数γ,利用公式α=1-γ计算得到窜流修正系数α;
(4)考虑层内窜流的影响,采用窜流修正系数,得到修正后的气藏综合产能。
2.如权利要求1所述的一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法,在步骤(1)中,利用常规测井资料获取的渗透率将储层在纵向上划分为若干流动单元,每个流动单元即为一个相对均质的小层。
3.如权利要求1所述的一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法,在步骤(1)中,在纵向上不同深度处分别设置第一电缆地层测试工具与第二电缆地层测试工具,改变第一电缆地层测试工具的泵抽速度,观测位于另外一个小层内的第二电缆地层测试的探针压力变化情况,根据所述第二电缆地层测试的探针压力变化情况判断相邻小层是否属于同一个渗流单元。
4.如权利要求3所述的一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法,根据所述第二电缆地层测试的探针压力变化情况判断相邻小层是否属于同一个渗流单元,包括:
如果第二电缆地层测试工具测量的压力随第一电缆地层测试工具的压力而发生了变化,则表明两个小层处于同一个渗流单元内;
如果第二电缆地层测试工具测量的压力没有因为扰动而发生变化,则说明两个小层为两个独立的渗流单元。
5.如权利要求1所述的一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法,在步骤(2)中,利用电缆地层测试得到的静态渗透率Ks,通过岩心驱替测试得到的有效渗透率Kg(1-Sw),建立转换关系Kg(1-Sw)=f(Ks),通过地层电缆测试资料获取得到有效渗透率Kg(1-Sw)
6.如权利要求1所述的一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法,在步骤(2)中,通过区块内小层所在层段的实测产能关系,建立实测产能Qi与有效渗透率Kg(1-Sw)的转换关系式。
7.如权利要求6所述的一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法,所述转换关系式为Qi=a*Kb g(1-Sw)+c,其中a,b,c为拟合系数。
8.如权利要求7所述的一种考虑层内窜流的纵向非均质气藏产能评价方法,采用现场DST测试数据验证修正所述转换关系式。
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