CN116579270A - 直平联合开发井区井间流动关系自动识别的方法及系统 - Google Patents
直平联合开发井区井间流动关系自动识别的方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及直平联合开发井区井间流动关系自动识别的方法及系统，所述方法包括以下步骤：步骤1：收集水平井的井型、井轨迹数及射孔数据；步骤2：根据水平井的井型、井轨迹数及射孔数据构建水平井虚拟井点；步骤3：计算注入井与直井生产井、水平井虚拟井点之间的最小阻力路径；步骤4：根据最小阻力路径识别直平联合开发井区的井间流动关系。所述系统包括：收集模块、构建模块、计算模块和识别模块。该方法和系统可以快速识别注水井和直井生产井及水平井生产井之间的连通关系和流动关系，提升了直平联合开发井区井间流动关系的识别速度和精度；克服了其它方法需要依靠人为因素的局限，为后续开发调整方案的制定和剩余油挖潜提供依据。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发技术领域，特别涉及一种直平联合开发井区井间流动关系自动识别的方法及系统。
背景技术
某油田渗透率低，采用直井-水平井联合开发的效果显著优于直井开发，但是在开发过程中仍然存在平面及层间注采差异大、水平井与直井注采不均衡、部分水平井受效后含水上升幅度较大等问题。井间注采关系识别是调整注采关系、改善水驱开发效果和剩余油挖潜的基础。因此，准确快速识别直平联合开发井区的井间流动关系具有重要意义。
连通是流动的前提条件之一。目前识别注采井间连通性的方法很多，包括地层对比、储层精细描述等静态识别方法；试井分析、示踪剂测试、油藏数值模拟等动态识别方法。静态识别方法是根据砂体之间的连通性来分析井间的连通性，这种方法不能真实反映井间的流动关系，不能完全作为识别注采井间的流动关系的依据。而试井分析、示踪剂测试等动态识别方法需要关井测试，影响油田生产，且只能对部分测试井进行分析，不能在大范围内进行流动关系的识别。油藏数值模拟方法虽然能够反映注采井之间的流动性，但该方法过度依赖前期的三维精细地质建模和油藏数值模拟历史拟合工作。
目前，大多数的井间注采流动关系识别的方法多是针对直井井网，亟需开发一种识别直平联合开发井区的井间流动关系的方法和系统。
发明内容
针对上述问题，本发明通过构建水平井虚拟井点来分析直井与常规水平井及阶梯型水平井之间的连通关系，利用根据三维地质模型计算直平联合开发井区的拟渗流阻力场，然后利用计算几何学模拟注入井和直井生产井及水平井各虚拟井点之间的最小阻力路径，分析注入井与直井生产井及水平井各虚拟井点之间的连通关系，形成了一种直平联合开发井区井间流动关系自动识别的方法和系统。
本发明采用的技术方案如下：直平联合开发井区井间流动关系自动识别的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：收集水平井的井型、井轨迹数及射孔数据；
步骤2：根据水平井的井型、井轨迹数及射孔数据构建水平井虚拟井点；
步骤3：计算注入井与直井生产井、水平井虚拟井点之间的最小阻力路径；
步骤4：根据最小阻力路径识别直平联合开发井区的井间流动关系。
进一步地，所述步骤2具体为：
步骤21：对常规水平井构建水平井虚拟井点；
步骤22：对阶梯水平井构建水平井虚拟井点。
进一步地，所述步骤21具体为：
步骤211：根据常规水平井的实钻井轨迹数据，将常规水平井的各个射孔段的顶底深折算成对应的坐标数据；
步骤212：将每个射孔段的两个端点分别作为两个常规水平井虚拟井点；
步骤213：判断同一射孔段的两个常规水平井虚拟井点之间的距离，若距离大于设置的最大连通井距的一半，则新增一个常规水平虚拟井点。
进一步地，所述步骤22具体为：
步骤221：根据阶梯水平井实钻的井轨迹数据，将阶梯水平井的两个小层的各个射孔段的顶底深折算成对应的坐标数据；
步骤222：分别将两个小层每个射孔段的两个端点分别作为两个阶梯水平井虚拟井点；
步骤223：分别判断上下两个小层同一射孔段的两个阶梯水平井虚拟点之间的距离，若距离大于设置的最大连通井距的一半，则新增一个阶梯水平井虚拟井点。
进一步地，所述步骤3具体为：
步骤31：根据三维地质模型计算直平联合开发井区的拟渗流阻力场；
步骤32：构建注入井和生产井间单砂体可视图；
步骤33：计算注入井和直井生产井、水平井各虚拟井点之间的最小阻力路径。
进一步地，所述步骤31具体为：
步骤311：提取直平联合开发井区的三维地质模型中每个网格的地质静态属性；
步骤312：计算注采井点之间的渗流阻力，公式如下：
其中，为注采井点i和注采井点j之间的阻力；/>为注采井点i和注采井点j之间的距离；/>分别为注采井点i和注采井点j位置处的有效厚度；/>分别为注采井点i和注采井点j位置处的渗透率；
步骤313：计算注采井点之间的拟渗流阻力，公式如下：
其中，为t时刻、第k层注采井点i和注采井点j之间的拟渗流阻力；/>为t时刻、第k层注采井点i和注采井点j之间的渗流阻力；/>为t时刻、第k层注采井点i和注采井点j之间的压差；
步骤314：根据井点之间的拟渗流阻力可以计算出直平联合开发井区的拟渗流阻力场。
进一步地，所述步骤32具体为：
步骤321：记录注入井、直井生产井及水平井虚拟井点所属单砂体；
步骤322：根据注采井间的渗流阻力、砂体内外边界、断层、井位数据构建注采井间的单砂体可视图。
进一步地，所述步骤33具体为：
步骤331：构建注采井间带权可视图；
步骤332：基于注采井间带权可视图，计算注入井和直井生产井及水平井各虚拟井点之间的最小阻力路径。
进一步地，所述步骤4具体为：
步骤41：判断是否为同一砂体；
步骤42：判断是否有通路；
步骤43：判断是否同时开井；
步骤44：判断是否同时射孔；
步骤45：判断生产井是否是注水井的二线受效井；
步骤46：判断压力传导是否合理；
步骤47：根据步骤41至步骤46，分层判别注入井和直井生产井及水平井虚拟井点之间是否具有油水流动性；结合步骤3中最小阻力路径识别注入井和生产井之间的油水流动关系；
步骤48：根据水平井虚拟井点连通的注水井的数量及是否分布在水平井的两侧，来区别是单侧存在流动关系，还是双侧存在流动关系。
进一步地，所述步骤46具体为：
步骤461：判断注入井与直井生产井之间的油水流动路线是否一致，若一致，则两条流动路线同时存在；
步骤462：判断注水井、直井生产井及水平井虚拟井点之间的油水流动路线上是否存在砂体内部相交的情况，若存在，则只保留阻力较小的流动路线；
步骤463：判断注水井、直井生产井及水平井虚拟井点之间的油水流动路线上是否存在边界线段上重合的情况，若存在，则只保留阻力较小的流动路线；
步骤464：判断注水井与直井生产井及水平井虚拟井点之间的油水流动路线上是否存在边界点上相交的情况，若存在，则只保留阻力较小的流动路线。
此外，本发明还涉及直平联合开发井区井间流动关系自动识别的系统，所述系统包括：
收集模块，用于收集水平井的井型、井轨迹数及射孔数据；
构建模块，用于根据水平井的井型、井轨迹数及射孔数据构建水平井虚拟井点；
计算模块，用于计算注入井与直井生产井、水平井虚拟井点之间的最小阻力路径；
识别模块，用于根据最小阻力路径识别直平联合开发井区的井间流动关系。
本发明设计的直平联合开发井区井间流动关系自动识别的方法和系统，可以快速识别注水井和直井生产井及水平井生产井之间的连通关系和流动关系，提升了直平联合开发井区井间流动关系的识别速度和精度；克服了其它方法需要依靠人为因素的局限，为后续开发调整方案的制定和剩余油挖潜提供依据。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图来实现和获得。
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作一简单地介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种直平联合开发井区井间流动关系自动识别的方法的流程图；
图2为本发明实施例的直平联合开发井区井网示意图；
图3为本发明实施例的构建水平井虚拟井点的示意图；
图4为本发明实施例的直平联合开发井区的注采路径示意图；
图5为本发明实施例的单砂体可视图的示意图；
图6为本发明实施例的带权可视图模型的示意图；
图7为本发明实施例的判别注入井和直井生产井及水平井虚拟井点之间是否具有油水流动性的流程图；
图8为本发明实施例中一种直平联合开发井区井间流动关系自动识别的系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
直平联合开发井区井间流动关系自动识别的方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
步骤1：收集水平井的井型、井轨迹数及射孔数据；水平井的井型、井轨迹数及射孔数据如表1所示；
步骤2：根据水平井的井型、井轨迹数及射孔数据构建水平井虚拟井点；
步骤3：根据单井小层数据、直井的射孔长度和层段数、水平井钻遇油层长度、水平井射孔长度、水平井射孔段底深、油井月报、水井月报等数据计算注入井与直井生产井、水平井虚拟井点之间的最小阻力路径；
步骤4：根据单井小层数据、直井的射孔长度和层段数、水平井钻遇油层长度、水平井射孔长度、水平井射孔段底深、油井月报、水井月报等数据，在步骤3井点间最小阻力路径计算的基础上识别直平联合开发井区的井间流动关系。
表1水平井相关数据
具体地，步骤2中利用水平井的井型、井轨迹数及射孔数据构建水平井虚拟井点，如图2所示，包括：
步骤21：对常规水平井构建水平井虚拟井点，如图3所示；具体构建方法如下：
步骤211：根据常规水平井的实钻井轨迹数据，将水平井的各个射孔段的顶底深折算成对应的坐标数据；
步骤212：将每个射孔段的两个端点分别作为两个虚拟井点；
步骤213：判断同一射孔段的两个虚拟点之间的距离，如果两个虚拟点之间的距离大于设置的最大连通井距的一半时，可以新增一个虚拟井点；
步骤22：对阶梯水平井构建水平井虚拟井点；具体构建方法如下：
步骤221：根据阶梯水平井实钻的井轨迹数据，将水平井的两个小层的各个射孔段的顶底深折算成对应的坐标数据；
步骤222：分别将两个小层每个射孔段的两个端点分别作为两个虚拟井点；
步骤223：分别判断上下两个小层同一射孔段的两个虚拟点之间的距离，如果两个虚拟点之间的距离大于设置的最大连通井距的一半时，可以新增一个虚拟井点；
步骤3：计算注入井与直井生产井、水平井虚拟井点之间的最小阻力路径，具体计算步骤为：
步骤31：根据三维地质模型计算直平联合开发井区的拟渗流阻力场，如图4所示；
步骤311：提取该直平联合开发井区的三维地质建模数据体的每个网格的地质静态属性，包括渗透率、有效厚度、是否有效网格等参数；
步骤312：计算注采井点之间的渗流阻力，公式如下：
其中，为注采井点i和注采井点j之间的阻力；/>为注采井点i和注采井点j之间的距离；/>分别为注采井点i和注采井点j位置处的有效厚度；/>分别为注采井点i和注采井点j位置处的渗透率；
步骤313：计算注采井点之间的拟渗流阻力，公式如下：
其中，为t时刻、第k层注采井点i和注采井点j之间的拟渗流阻力；/>为t时刻、第k层注采井点i和注采井点j之间的渗流阻力；/>为t时刻、第k层注采井点i和注采井点j之间的压差；
步骤314：根据井点之间的拟渗流阻力可以计算出直平联合开发井区的拟渗流阻力场；
步骤32：构建注入井和生产井间单砂体可视图；具体包括：
步骤321：记录注入井、直井生产井及水平井虚拟井点所属单砂体；
步骤322：根据注采井间的渗流阻力、砂体内外边界、断层、井位数据构建注采井间的单砂体可视图；
所述单砂体可视图如图5所示，图5中A1-A9表示砂体边界点，B1-B5表示油水不流动区边界点，根据砂体内外边界、断层线和井位数据可以构造出砂体可视图。首先，需要设置边界顶点的旋转方向，对各边界点进行编号，然后寻找具有右拐性质的内边界点和外边界点，最后根据这些有效边界点来构建砂体可视图。
步骤33：计算注入井和直井生产井、水平井各虚拟井点之间的最小阻力路径；具体包括：
步骤331：构建注采井间带权可视图；
具体地，带权可视图模型如图6所示，带权可视图用于计算两个临近网格节点之间的可视线的阻力值，具体计算公式为：
其中，为第j行第k列网格到第j+1行第k列网格之间的阻力；分别为第k列第j行和第j+1网格的X方向的宽度；/>分别为第k列第j行和第j+1网格的渗透率；/>分别为第k列第j行和第j+1网格的Y方向的宽度；/>分别为第k列第j行和第j+1网格的厚度；/>分别为水相和油相的相对渗透率；/>分别为水相和油相的粘度。
步骤332：基于注采井间带权可视图，利用Dijkstra算法计算注入井和直井生产井及水平井各虚拟井点之间的最小阻力路径。
具体地，根据带权可视图计算两个临近网格节点之间的可视线的阻力值，结合Dijkstra算法找到注采井间的最小阻力路径。
步骤4：根据最小阻力路径识别直平联合开发井区的井间流动关系，
具体地，两井点之间是否具有流动关系的判断需要考虑同一砂体、是否有通路、是否同时开井、是否同时射孔、生产井是否是注水井的二线受效井、压力传导是否合理，具体判断流程如图7所示。具体包括：
步骤41：判断是否为同一砂体。判断方法为：利用单井小层数据表和水平井钻遇砂体数据、沉积相带图等分析两井点在每一个小层的砂体是否同一个，或者利用井点坐标数据，判断两井点是否在同一个砂体边界内，如果一致，则为同一砂体。
步骤42：判断是否有通路。判断方法为：如果两井点之间存在断层，则认为两井点之间无通路。
步骤43：判断是否同时开井。判断方法为：从油井月报和水井月报中读取井在每一个时间点是否是开井的，如果该油井在某一时间点的月产油量和月产水量之和不为0，则认为该油井在该时间点是开井的，如果水井的月注水量在某个时间点不为0，则认为该水井在该时间点是开井的。
步骤44：判断是否同时射孔。判断方法为：从直井的射孔数据表中分析该直井的每一个小层某个时间点是否射孔，水平井各虚拟井点全部认为是射孔的，如果在某个时间点某射孔段被封堵了，则需重新计算虚拟井点的位置。
步骤45：判断生产井是否是注水井的二线受效井。判断方法为：如果一口采油井在另外一口采油井的二线位置，则该采油井为对应注水井的二线受效井。
步骤46：判断压力传导是否合理，具体包括：
步骤461：判断注入井与生产井之间的油水流动路线是否一致，如果一致，则两条流动路线同时存在。
步骤462：判断注水井与直井生产井及水平井虚拟井点之间的油水流动路线上是否存在砂体内部相交的情况，如果存在，则只保留阻力较小的流动路线；
步骤463：判断注水井与直井生产井及水平井虚拟井点之间的油水流动路线上是否存在边界线段上重合的情况，如果存在，则只保留阻力较小的流动路线；
步骤464：判断注水井与直井生产井及水平井虚拟井点之间的油水流动路线上是否存在边界点上相交的情况，如果存在，则只保留阻力较小的流动路线。
步骤47：根据步骤41至步骤46的判断结果（步骤41-步骤44结果为是，步骤45结果为否），分层判别注入井和直井生产井及水平井虚拟井点之间是否具有油水流动性；结合步骤3中最小阻力路径识别注入井和生产井之间的油水流动关系。
步骤48：根据水平井虚拟井点连通的注水井的数量及是否分布在水平井的两侧，来区别是单侧存在流动关系，还是双侧存在流动关系。
此外，本发明还提供了直平联合开发井区井间流动关系自动识别的系统，如图8所示，所述系统包括：收集模块，用于收集水平井的井型、井轨迹数及射孔数据；构建模块，用于根据水平井的井型、井轨迹数及射孔数据构建水平井虚拟井点；计算模块，用于计算注入井与直井生产井、水平井虚拟井点之间的最小阻力路径；识别模块，用于根据最小阻力路径识别直平联合开发井区的井间流动关系。
综上，本发明设计的直平联合开发井区井间流动关系自动识别的方法和系统，可以快速识别注水井和直井生产井及水平井生产井之间的连通关系和流动关系，提升了直平联合开发井区井间流动关系的识别速度和精度；克服了其它方法需要依靠人为因素的局限，为后续开发调整方案的制定和剩余油挖潜提供依据。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.直平联合开发井区井间流动关系自动识别的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：收集水平井的井型、井轨迹数及射孔数据；
步骤2：根据水平井的井型、井轨迹数及射孔数据构建水平井虚拟井点；
步骤3：计算注入井与直井生产井、水平井虚拟井点之间的最小阻力路径；
步骤4：根据最小阻力路径识别直平联合开发井区的井间流动关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤2具体为：
步骤21：对常规水平井构建水平井虚拟井点；
步骤22：对阶梯水平井构建水平井虚拟井点。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤21具体为：
步骤211：根据常规水平井的实钻井轨迹数据，将常规水平井的各个射孔段的顶底深折算成对应的坐标数据；
步骤212：将每个射孔段的两个端点分别作为两个常规水平井虚拟井点；
步骤213：判断同一射孔段的两个常规水平井虚拟井点之间的距离，若距离大于设置的最大连通井距的一半，则新增一个常规水平虚拟井点。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤22具体为：
步骤221：根据阶梯水平井实钻的井轨迹数据，将阶梯水平井的两个小层的各个射孔段的顶底深折算成对应的坐标数据；
步骤222：分别将两个小层每个射孔段的两个端点分别作为两个阶梯水平井虚拟井点；
步骤223：分别判断上下两个小层同一射孔段的两个阶梯水平井虚拟点之间的距离，若距离大于设置的最大连通井距的一半，则新增一个阶梯水平井虚拟井点。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤3具体为：
步骤31：根据三维地质模型计算直平联合开发井区的拟渗流阻力场；
步骤32：构建注入井和生产井间单砂体可视图；
步骤33：计算注入井和直井生产井、水平井各虚拟井点之间的最小阻力路径。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述步骤31具体为：
步骤311：提取直平联合开发井区的三维地质模型中每个网格的地质静态属性；
步骤312：计算注采井点之间的渗流阻力，公式如下：
；其中，/>为注采井点i和注采井点j之间的阻力；/>为注采井点i和注采井点j之间的距离；/>分别为注采井点i和注采井点j位置处的有效厚度；/>分别为注采井点i和注采井点j位置处的渗透率；
步骤313：计算注采井点之间的拟渗流阻力，公式如下：
；其中，/>为t时刻、第k层注采井点i和注采井点j之间的拟渗流阻力；/>为t时刻、第k层注采井点i和注采井点j之间的渗流阻力；/>为t时刻、第k层注采井点i和注采井点j之间的压差；
步骤314：根据井点之间的拟渗流阻力可以计算出直平联合开发井区的拟渗流阻力场。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述步骤32具体为：
步骤321：记录注入井、直井生产井及水平井虚拟井点所属单砂体；
步骤322：根据注采井间的渗流阻力、砂体内外边界、断层、井位数据构建注采井间的单砂体可视图。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述步骤33具体为：
步骤331：构建注采井间带权可视图；
步骤332：基于注采井间带权可视图，计算注入井和直井生产井及水平井各虚拟井点之间的最小阻力路径。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤4具体为：
步骤41：判断是否为同一砂体；
步骤42：判断是否有通路；
步骤43：判断是否同时开井；
步骤44：判断是否同时射孔；
步骤45：判断生产井是否是注水井的二线受效井；
步骤46：判断压力传导是否合理；
步骤47：根据步骤41至步骤46，分层判别注入井和直井生产井及水平井虚拟井点之间是否具有油水流动性；结合步骤3中最小阻力路径识别注入井和生产井之间的油水流动关系；
步骤48：根据水平井虚拟井点连通的注水井的数量及是否分布在水平井的两侧，来区别是单侧存在流动关系，还是双侧存在流动关系。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述步骤46具体为：
步骤461：判断注入井与直井生产井之间的油水流动路线是否一致，若一致，则两条流动路线同时存在；
步骤462：判断注水井、直井生产井及水平井虚拟井点之间的油水流动路线上是否存在砂体内部相交的情况，若存在，则只保留阻力较小的流动路线；
步骤463：判断注水井、直井生产井及水平井虚拟井点之间的油水流动路线上是否存在边界线段上重合的情况，若存在，则只保留阻力较小的流动路线；
步骤464：判断注水井与直井生产井及水平井虚拟井点之间的油水流动路线上是否存在边界点上相交的情况，若存在，则只保留阻力较小的流动路线。
11.直平联合开发井区井间流动关系自动识别的系统，所述系统包括：
收集模块，用于收集水平井的井型、井轨迹数及射孔数据；
构建模块，用于根据水平井的井型、井轨迹数及射孔数据构建水平井虚拟井点；
计算模块，用于计算注入井与直井生产井、水平井虚拟井点之间的最小阻力路径；
识别模块，用于根据最小阻力路径识别直平联合开发井区的井间流动关系。
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