CN116245423B - 一种考虑相渗影响的有水气藏开发效果评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种考虑相渗影响的有水气藏开发效果评价方法，包括获取储层原始状态参数；计算第一个时间步的产水量；计算对应的累积产水量、产气量，并计算得到对应时刻下的储层含水饱和度和当前地层压力；计算气藏整个生产历史过程中的开发指标变化情况，并绘制理论图版；计算实际开发指标参数；将实际生产数据计算得到的实际开发指标参数叠合到步骤6中得到的理论图版中，对开发效果进行评价。本发明提供的实际曲线与理论图版的叠合对比方法表征了整个开发过程中的效果，充分考虑了开发效果的时变性，而不是单一的好‑坏结果，向实际应用人员传递了更多的信息，并且能快速判断开发策略的效果，以便于后续调整方案的制定与实施。
Description
技术领域
本发明涉及气藏开发工程领域，具体是一种考虑相渗影响的有水气藏开发效果评价方法。
背景技术
在气藏开发工程中，进行开发效果评价能够为后续的开发方案调整提供指导。常规的开发效果评价方法有：地质建模与数值模拟法、指标评定法、专家打分法等。其中数值模拟法用的较多，但数值模拟对建模参数要求较高、需要人力时间成本较大，难以快速获取时下的开发效果。其他方法大多是类比相似气藏的开发效果，通过采收率、递减率、含水率、弹性产率的指标进行评价，忽略了气藏储层自身的孔渗条件及两相流动规律，难以说明结果是否与储层本身的地质特征相匹配。考虑到开发效果是受开发策略调整而不断变化的，如何评价现有开发效果并对调整措施予以合理评价，是油气田开发所关注的重点问题。
针对有水气藏而言，产水规律的评价也是开发效果评价的重点问题，矿场上常采用物质平衡法进行产水规律评价，但物质平衡法是一种静态评价方法，其忽略了储层气水的流动特征，因此急需建立一种基于气藏自身地质特征，考虑有水气藏相渗影响的开发效果快速评价方法，便于现成技术人员快速进行开发效果评价，及时调整开发方案，稳定储层开发收益。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种考虑相渗影响的有水气藏开发效果评价方法。
本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种考虑相渗影响的有水气藏开发效果评价方法，包括以下步骤：
步骤1、获取储层的若干个岩心样品以及储层原始状态参数，并测出每个岩心样品的气水相渗曲线；
步骤2、对若干个气水相渗曲线进行气水相渗归一化处理得到归一化气水相渗曲线，并获得气相相对渗透率krg和水相相对渗透率krw；
步骤3、根据储层原始状态参数、气相相对渗透率krg和水相相对渗透率krw计算第一个时间步的产水量Qw；
步骤4、根据第一个时间步计算得到的产水量Qw以及恒定的产气量Qg计算对应的累积产水量Wp、产累积气量Gp，并计算得到对应时刻下的储层含水饱和度Sw和当前地层压力p；
步骤5、根据当前地层压力计算得到对应时刻下理论的开发指标参数；
步骤6、将对应时刻下的储层含水饱和度Sw和当前地层压力带入步骤3中，并重复步骤S3-S5，计算得到下一个时间步理论的开发指标参数以及对应时刻下的储层含水饱和度Sw和当前地层压力，直到得到气藏整个生产历史过程中的开发指标变化情况，并绘制出ER-ψD、WGR-ψD、M-ψD理论曲线的理论图版；
步骤7、根据气藏实际的产水、产气量，计算对应时刻的地层压力，再计算得到对应时刻的实际开发指标参数；
步骤8、将实际生产数据计算得到的实际开发指标参数叠合到步骤6中得到的理论图版中，对开发效果进行评价。
进一步的技术方案是，所述步骤1中对归一化气水相对渗透率曲线进行插值获得气相相对渗透率krg和水相相对渗透率krw。
进一步的技术方案是，所述步骤2中储层原始状态参数包括气藏原始地质储量G、原始含水饱和度Swi、原始地层压力pi。
进一步的技术方案是，所述步骤3中产水量Qw的计算公式为：
式中：Bg为目前状态下气体体积系数；Bw为目前状态下地层水体积系数；krg为气相相对渗透率；krw为水相相对渗透率；Qw为产水量；Qg为产气量，其产气量设定一个恒定值；μw为与压力相关的水相黏度，mPa·s；μg为与压力相关的气相黏度，mPa·s；Sw为储层含水饱和度；p为当前地层压力。
进一步的技术方案是，所述步骤4中当前地层压力p的计算公式为：
式中：Bg为目前状态下气体体积系数；Bw为目前状态下地层水体积系数；Sw为储层含水饱和度；p为当前地层压力；为平均岩石压缩系数；pi为原始地层压力；G为气体原始地质储量；Gp为累积产气量；W为水相原始地质储量；Wp为累产水量；Bgi为原始气体体积系数；Bwi为原始地层水体积系数。
进一步的技术方案是，所述步骤4中储层含水饱和度Sw的计算公式为：
式中：G为气体原始地质储量；Gp为累积产气量；W为水相原始地质储量；Wp为累产水量；Bg为目前状态下气体体积系数；Bw为目前状态下地层水体积系数；Sw为储层含水饱和度。
进一步的技术方案是，所述步骤5中开发指标参数的计算公式为：
式中：G为气体原始地质储量；Gp为累积产气量；Qw为产水量；ψD为无因次压降；ER为采出程度；M为弹性产量；WGR为水气比；p废弃为当气井停止生产并废弃时的井底压力；zi为原始地层状态下的气体压缩系数；z是目前状态下的气体压缩系数；zsc是标准大气压下的气体压缩系数；Δp是生产井底压降；Qg为产气量。
进一步的技术方案是，所述步骤8中当实际数据点高于对应参数的理论曲线时说明当前的开发策略效果优于理想情况，反之当实际数据点低于对应参数的理论曲线时说明当前的开发策略效果未能达到预期效果。
本发明具有以下有益效果：
1、传统物质平衡理论仅考虑了束缚水的膨胀，而实际气藏尽管没有外接边底水的存在，但依然可能存在原生可动水，因此本发明考虑了可动水对于物质平衡的影响，使得该方法能适用于有水气藏的开发效果评价；
2、本发明通过产水、产气量的更新，耦合了气水两相相渗曲线，实现了考虑气水两相流动规律的开发效果评价，突破了传统物质平衡方法仅能解决静态参数计算的问题；
3、通过本发明计算得到的理论图版，充分考虑了储层的地质及两相流动特征，打破了传统评价方法采用相似气藏类比评价时，难以选择合适的参考物的难题，真正意义上做到了结合储层自身品质的开发效果评价；
4、本发明提供的实际曲线与理论图版的叠合对比方法表征了整个开发过程中的效果，充分考虑了开发效果的时变性，而不是单一的好-坏结果，向实际应用人员传递了更多的信息，并且能快速判断开发策略的效果，以便于后续调整方案的制定与实施。
附图说明
图1是根据已知数据所得到的实际和理论无因次压降～采出程度图版示意图；
图2是根据储层样品数据所做的气水相渗归一化处理结果示意图；
图3是改变初始含水饱和度所得到的实际和理论无因次压降～采出程度图版示意图；
图4是采用不同相渗曲线所得到的实际和理论无因次压降～采出程度图版示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了考虑气藏中原生可动水的采出，需同时考虑气、水的物质守恒关系，在此基于物质平衡理论，以地下孔隙体积守恒建立物质平衡方程：
GBgi+ΔVf+WBwi＝(G-Gp)Bg+(W-Wp)Bw (1)
上式左端为原始地层压力情况下水、气占据的孔隙体积加上岩石孔隙体积的变化量；等式右端为当前地层压力条件下剩余气、水占据的地下孔隙体积。
又根据岩石的压缩系数可表示为：
平均地层压缩系数可表示为：
可以推出考虑岩石形变而带来的孔隙空间的变小量为：
由此可将物质平衡方程简化为：
式中：为平均岩石压缩系数，MPa-1；pi为原始地层压力，MPa；p为当前地层压力，MPa；G为气体原始地质储量，m3；Gp为累积产气量，m3；W为水相原始地质储量，m3；WP为累产水量，m3；Bgi为原始气体体积系数；Bwi为原始地层水体积系数；Bg为目前状态下气体体积系数；Bw为目前状态下地层水体积系数。
实施例
本发明提供了一种考虑相渗影响的有水气藏开发效果评价方法，具体包括以下步骤：
1、获取储层的若干个岩心样品以及储层原始状态参数(包括：气藏原始地质储量G＝4.123×1010m3，原始含水饱和度Swi＝0.3，原始地层压力pi＝42.1MPa；)，并测出每个岩心样品的气水相渗曲线；
2、对若干个气水相渗曲线进行气水相渗归一化处理得到归一化气水相渗曲线，如图2所示粘度和体积系数由对应温度压力下的气体高压物性计算公式获得，对归一化气水相对渗透率曲线进行插值获得气相相对渗透率krg和水相相对渗透率krw；
3、设定气藏以恒定产气量Qg＝3.1×108m3生产一个时间步Δt，由两相达西公式可计算得到对应的产水量Qw；
式中：Bg为目前状态下气体体积系数；Bw为目前状态下地层水体积系数；krg为气相相对渗透率；krw为水相相对渗透率；Qw为产水量；Qg为产气量；μw为与压力相关的水相黏度，mPa·s；μg为与压力相关的气相黏度，mPa·s；Sw为储层含水饱和度；p为当前地层压力；
其中粘度和体积系数由对应温度压力下的气体高压物性计算公式获得或者查询NIST数据库获得；
4、根据每一时间步计算得到的产水量、产气量计算对应的累积产水量Wp、产气量Gp，并计算对应时刻的储层含水饱和度Sw，再根据公式(5)计算对应时刻的当前地层压力p；
式中：G为气体原始地质储量；Gp为累积产气量；W为水相原始地质储量；Wp为累产水量；Bg为目前状态下气体体积系数；Bw为目前状态下地层水体积系数；Sw为储层含水饱和度；
5、由当前地层压力p可计算得到对应时刻下的无因次压降ψD、采出程度ER、弹性产量M、水气比WGR等开发指标参数；
式中：G为气体原始地质储量；Gp为累积产气量；Qw为产水量；ψD为无因次压降；ER为采出程度；M为弹性产量；WGR为水气比；p废弃为当气井停止生产并废弃时的井底压力；zi为原始地层状态下的气体压缩系数；z是目前状态下的气体压缩系数；zsc是标准大气压下的气体压缩系数；Δp是生产井底压降；Qg为产气量；
6、增加生产时间，将对应时刻下的储层含水饱和度Sw和当前地层压力带入步骤3中；重复步骤3-5，由此可得到气藏整个生产历史过程中的开发指标变化情况，并绘制出ER-ψD、WGR-ψD、M-ψD理论曲线；
根据有水气藏的储层特征，改变初始含水饱和度Swi、相渗曲线、储量、压缩系数等参数，便可绘制得到受这些储层特征参数影响的理论图版；
7、有水气藏实际开发指标计算：根据气藏实际的产水、产气量，由式(5)计算对应时刻的地层压力，带入到式(8)可计算得到对应时刻的实际无因次压降ψD、采出程度ER、弹性产量M、水气比WGR等开发指标参数；
8、开发效果评价：将实际生产数据计算得到的开发指标叠合到对应的理论图版中进行评价。
如图1所示，实际数据点略低于对应参数的理论曲线，说明当前的开发策略效果未能达到预期效果。
综上所述，本发明基于物质平衡方程，并考虑储层相渗条件，提出了一种针对有水气藏开发效果评价的图版方法，能够为现场开发人员有效快速调整开发策略提供依据，具有相当的实用性。
以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种考虑相渗影响的有水气藏开发效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、获取储层的若干个岩心样品以及储层原始状态参数，并测出每个岩心样品的气水相渗曲线；
步骤2、对若干个气水相渗曲线进行气水相渗归一化处理得到归一化气水相渗曲线，并获得气相相对渗透率krg和水相相对渗透率krw；
步骤3、根据储层原始状态参数、气相相对渗透率krg和水相相对渗透率krw计算第一个时间步的产水量Qw；
式中：Bg为目前状态下气体体积系数；Bw为目前状态下地层水体积系数；krg为气相相对渗透率；krw为水相相对渗透率；Qw为产水量；Qg为产气量；μw为与压力相关的水相黏度，mPa·s；μg为与压力相关的气相黏度，mPa·s；Sw为储层含水饱和度；p为当前地层压力；
步骤4、根据第一个时间步计算得到的产水量Qw以及恒定的产气量Qg计算对应的累积产水量Wp、累积产气量Gp，并计算得到对应时刻下的储层含水饱和度Sw和当前地层压力p；
步骤5、根据当前地层压力计算得到对应时刻下理论的开发指标参数；
步骤6、将对应时刻下的储层含水饱和度Sw和当前地层压力带入步骤3中，并重复步骤S3-S5，计算得到下一个时间步理论的开发指标参数以及对应时刻下的储层含水饱和度Sw和当前地层压力，直到得到气藏整个生产历史过程中的开发指标变化情况，并绘制出ER-ψD、WGR-ψD、M-ψD理论曲线的理论图版；其中ψD为无因次压降；ER为采出程度；M为弹性产量；WGR为水气比；
步骤7、根据气藏实际的产水、产气量，计算对应时刻的地层压力，再计算得到对应时刻的实际开发指标参数；
步骤8、将实际生产数据计算得到的实际开发指标参数叠合到步骤6中得到的理论图版中，对开发效果进行评价。
2.根据权利要求1所述的一种考虑相渗影响的有水气藏开发效果评价方法，其特征在于，所述步骤1中对归一化气水相对渗透率曲线进行插值获得气相相对渗透率krg和水相相对渗透率krw。
3.根据权利要求1所述的一种考虑相渗影响的有水气藏开发效果评价方法，其特征在于，所述步骤2中储层原始状态参数包括气藏原始地质储量G、原始含水饱和度Swi、原始地层压力pi。
4.根据权利要求1所述的一种考虑相渗影响的有水气藏开发效果评价方法，其特征在于，所述步骤4中当前地层压力p的计算公式为：
式中：Bg为目前状态下气体体积系数；Bw为目前状态下地层水体积系数；Sw为储层含水饱和度；p为当前地层压力；为平均岩石压缩系数；pi为原始地层压力；G为气体原始地质储量；Gp为累积产气量；W为水相原始地质储量；Wp为累积产水量；Bgi为原始气体体积系数；Bwi为原始地层水体积系数。
5.根据权利要求1所述的一种考虑相渗影响的有水气藏开发效果评价方法，其特征在于，所述步骤4中储层含水饱和度Sw的计算公式为：
式中：G为气体原始地质储量；Gp为累积产气量；W为水相原始地质储量；Wp为累积产水量；Bg为目前状态下气体体积系数；Bw为目前状态下地层水体积系数；Sw为储层含水饱和度。
6.根据权利要求1所述的一种考虑相渗影响的有水气藏开发效果评价方法，其特征在于，所述步骤5中开发指标参数的计算公式为：
式中：G为气体原始地质储量；Gp为累积产气量；Qw为产水量；ψD为无因次压降；ER为采出程度；M为弹性产量；WGR为水气比；p废弃为当气井停止生产并废弃时的井底压力；zi为原始地层状态下的气体压缩系数；z是目前状态下的气体压缩系数；zsc是标准大气压下的气体压缩系数；Δp是生产井底压降；Qg为产气量；pi为原始地层压力，MPa。
7.根据权利要求1所述的一种考虑相渗影响的有水气藏开发效果评价方法，其特征在于，所述步骤8中当实际数据点高于对应参数的理论曲线时说明当前的开发策略效果优于理想情况，反之当实际数据点低于对应参数的理论曲线时说明当前的开发策略效果未能达到预期效果。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116245423A (zh) | 2023-06-09 |
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