CN117272871A - 一种水驱气岩心实验中气水界面的预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气田开发领域，特别涉及一种水驱气岩心实验中气水界面的预测方法；它解决现今水驱气岩心非均质性水体舌进不均匀表征难、气水界面预测难、不同气水分布模式气水界面预测难等问题；其技术方案是：将岩心微元化，均匀分布产能点及水质点，利用等渗流阻力法表征等效产能点对水质点的实际作用效果，根据不同的水驱气岩心搭配，考虑不同区域的实际作用效果不同，求取单位时间内的水质点位移，重复迭代步骤，直至存在水质点位置超出岩心，结束迭代，每一时刻的水质点位置数据即可形成水驱气岩心实验中气水界面的预测图；本发明基于C#算法进行了水驱气岩心气水界面的预测及出水时间表达，避免主观判断的影响。
Description
技术领域
本发明涉及属于油气田开发领域的一种水驱气岩心实验中气水界面的预测方法。
背景技术
碳酸盐岩气藏在四川盆地天然气储量中具有重要地位，其产量可达四川盆地常规天然气总产量的一半以上。深层碳酸盐岩气井在生产开发过程中普遍遭受水侵影响，严重影响气藏采收率。因此，研究碳酸盐岩气藏储层内不同气水分布模式水侵规律，对气井科学管理、生产动态预测等具有重要的现实意义。
目前，大多数水侵实验主要针对不同储层、不同水侵模式、裂缝发育情况、水体大小、开采速度等因素进行研究，很少有学者针对储层存在的隔层进行不同气水分布模式下的气藏水侵研究，对于不同气水分布模式的岩心气水界面预测研究方法较缺乏，有待进一步深入，这对现在开发有一定指导意义。
发明内容
本发明目的是：为解决目前水驱气岩心非均质性水体舌进不均匀表征难、气水界面预测难、不同气水分布模式气水界面预测难等问题，采用微元化的思想，利用等渗流阻力法，对不同气水分布模式水驱气岩心进行气水界面预测。
为实现上述目的，本发明提供了一种水驱气岩心实验中气水界面的预测方法，该方法包括下列步骤：
S100：准备岩心静态参数、生产特征参数、流体特征参数、岩心组合方式，岩心静态参数包括岩心长度、岩心直径、渗透率，生产特征参数包括初始压力、废弃压力、采气速度、单位压降产气量，流体特征参数包括水体位置，岩心组合方式包括无隔层、半渗透隔层、半封闭隔层气水分布模式；
S200：根据公式开采速度×单位压降产气量，求取岩心等效产能/>，单位/>；
S300：根据岩心直径、岩心长度/>，将水体、产能点进行微元化，步骤如下：
S3001：沿岩心直径均匀分布个等效微元点于岩心顶部，分布长度和岩心直径相同，高度与岩心长度相同，间距为/>，单位/>；
S3002：产能均匀分配到个等效微元点，微元等效产能/>，单位/>；
S3003：沿岩心直径均匀分布个水质点于岩心底部，分布长度和岩心直径相同，高度为0，间距为/>，单位/>；
S400：利用公式，计算第/>个等效微元点的等效产能/>对距离为/>的第个水质点的作用速度/>，单位/>；
S500：根据岩心渗透率，隔层渗透率/>，利用等渗流阻力法，计算不同气水分布模式下岩心的等效微元点/>和水质点/>的实际作用产能/>，单位/>，步骤如下：
S5001：无隔层气水分布模式下，等效产能为的第i个等效微元点对任意水质点的实际作用产能/>；
S5002：半渗透隔层气水分布模式下，隔层渗透率，半渗透隔层高度/>，等效产能为/>的第i个等效微元点高度为/>，距离为/>的第j个水质点高度为/>，等效微元点对半渗透隔层范围内的水质点实际作用产能/>，对隔层范围外水质点的实际作用产能/>；
S5003：半封闭隔层气水分布模式下，隔层渗透率，低渗透带高度/>，等效产能为/>的第i个等效微元点高度为/>，距离为/>的第j个水质点高度为/>，等效微元点对半封闭隔层范围内的水质点的实际作用产能/>，对封闭隔层范围外且位于低渗透隔层的水质点的实际作用产能/>，对隔层外的水质点的实际作用产能为/>；
S600：根据S500所求取的实际作用产能，求取各个水质点的位移，步骤如下：
S6001：产能为的等效微元点的坐标为/>，水质点坐标/>，夹角为/>，等效微元点对的水质点的作用速度为/>，实际作用产能为/>，单位时间/>单个等效微元点使单个水质点产生的纵向位移/>，单位/>；
S6002：产能为的等效微元点的坐标为/>，水质点坐标/>，单个等效微元点使水质点产生的纵向位移为/>，实际作用产能为/>，单位时间内/>个等效微元点作用下单个水质点产生的纵向位移高度/>，单位/>；
S6003：根据等效微元点和水质点/>的相对位置，利用三角函数变化求取单位时间内单个水质点的横向位移/>，单位/>；
S6004：累加得到水质点的新位置；
S700：重复步骤S500、S600，直至存在水质点纵向位置，重复计算次数为岩心的见水时间，结合不同时间的水质点位置，绘制不同气水分布模式水驱气岩心的气水界面预测图；
与现有方法相比，本发明具有以下有益效果：（1）依据叠加原理对不同气水分布模式水驱气岩心的气水界面进行预测，并能合理预测出水时间的范围；（2）可以适应多种气水分布模式气水界面形态分析；（3）用C#程序计算微元点数据，简化了复杂的计算过程，省时省力。
附图说明
图1是本方法技术路线图。
图2是半渗透隔层气水分布模式水驱气岩心气水界面预测图。
图3是半封闭隔层气水分布模式水驱气岩心气水界面预测图。
图4是某实验组合半封闭气水分布模式水驱气岩心气水界面预测图。
具体实施方式
下面结合实施方式和附图对本发明做进一步说明。
本发明提供了一种水驱气岩心实验中气水界面的预测方法，图1为本方法的技术路线图，该方法包括下列步骤：
第一步：准备岩心静态参数、生产特征参数、流体特征参数、岩心组合方式，岩心静态参数包括岩心长度、岩心直径、渗透率，生产特征参数包括初始压力、废弃压力、采气速度、单位压降产气量，流体特征参数包括水体位置，岩心组合方式包括无隔层、半渗透隔层、半封闭隔层气水分布模式；
第二步：根据公式开采速度×单位压降产气量，求取岩心等效产能/>，单位；
第三步：将水体、产能点进行微元化。沿岩心直径均匀分布个等效微元点于岩心顶部，/>个水质点于岩心底部，产能均匀分配到/>个等效微元点；
第四步：利用公式，计算第/>个等效微元点的等效产能/>对距离为/>的第/>个水质点的作用速度/>；利用等渗流阻力法，计算不同气水分布模式下岩心的等效微元点对水质点的实际作用产能/>。无隔层气水分布模式下，等效产能为/>的第i个等效微元点对任意水质点的实际作用产能/>；半渗透隔层气水分布模式下，隔层渗透率，半渗透隔层高度/>，等效产能为/>的第i个等效微元点高度为/>，距离为/>的第j个水质点高度为/>，等效微元点对半渗透隔层范围内的水质点实际作用产能，对隔层范围外水质点的实际作用产能/>；半封闭隔层气水分布模式下，隔层渗透率/>，低渗透带高度/>，等效产能为/>的第i个等效微元点高度为/>，距离为/>的第j个水质点高度为/>，等效微元点对半封闭隔层范围内的水质点的实际作用产能/>，对封闭隔层范围外且位于低渗透隔层的水质点的实际作用产能，对隔层外的水质点的实际作用产能为/>；
第五步：根据所求取的实际作用产能，产能为/>的等效微元点的坐标为，水质点坐标为/>，夹角为/>，等效微元点对的水质点的作用速度为/>，计算单位时间/>单个等效微元点使单个水质点产生的纵向位移，单位/>；再计算单位时间内/>个等效微元点共同作用下单个水质点产生的纵向位移高度/>；利用三角函数变化求取单位时间内单个水质点的横向位移/>；累加得到水质点的新位置，不断迭代，直至有水质点超过岩心范围，此前每个时刻的水质点数据即可绘制水侵前缘示意图；
基于速度叠加原理，开展了水驱气岩心实验中气水界面的预测方法研究。建立了不同气水分布模式水驱气岩心的气水界面预测方法，使用C#语言编写计算并绘制了无隔层气水分布模式水驱气岩心（图2）和半渗透隔板气水分布模式水驱气岩心（图3）的气水界面形态。
以某组岩心搭配为例，该组合下岩心长10cm，直径10cm，由三块岩心组合而成，渗透率分别为0.5381mD、0.124mD及0mD，渗透率高的位于上方，不渗透的位于左下方，低渗透的位于右下方，该模式为半封闭气水分布模式，这种岩心搭配以3MPa/h的采气速度和180mL/MPa的单位压降产气量生产，采用半封闭隔层气水分布模式水侵前缘预测方法预测见水时间为14.5h，实际实验见水时间为14-15h，两者差距较小，在合理范围内，说明该方法的合理性，图4为该半封闭气水分布模式水驱气岩心的气水界面预测图。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种水驱气岩心实验中气水界面的预测方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
S100：准备岩心静态参数、生产特征参数、流体特征参数、岩心组合方式，岩心静态参数包括岩心长度、岩心直径、渗透率，生产特征参数包括初始压力、废弃压力、采气速度、单位压降产气量，流体特征参数包括水体位置，岩心组合方式包括无隔层、半渗透隔层、半封闭隔层气水分布模式；
S200：根据公式开采速度×单位压降产气量，求取岩心等效产能/>，单位/>；
S300：根据岩心直径、岩心长度/>，将水体、产能点进行微元化，步骤如下：
S3001：沿岩心直径均匀分布个等效微元点于岩心顶部，分布长度和岩心直径相同，高度与岩心长度相同，间距为/>，单位/>；
S3002：产能均匀分配到个等效微元点，微元等效产能/>，单位/>；
S3003：沿岩心直径均匀分布个水质点于岩心底部，分布长度和岩心直径相同，高度为0，间距为/>，单位/>；
S400：利用公式，计算第/>个等效微元点的等效产能/>对距离为/>的第/>个水质点的作用速度/>，单位/>；
S500：根据岩心渗透率，隔层渗透率/>，利用等渗流阻力法，计算不同气水分布模式下岩心的等效微元点/>和水质点/>的实际作用产能/>，单位/>，步骤如下：
S5001：无隔层气水分布模式下，等效产能为的第i个等效微元点对任意水质点的实际作用产能/>；
S5002：半渗透隔层气水分布模式下，隔层渗透率，半渗透隔层高度/>，等效产能为/>的第i个等效微元点高度为/>，距离为/>的第j个水质点高度为/>，等效微元点对半渗透隔层范围内的水质点实际作用产能/>，对隔层范围外水质点的实际作用产能/>；
S5003：半封闭隔层气水分布模式下，隔层渗透率，低渗透带高度/>，等效产能为的第i个等效微元点高度为/>，距离为/>的第j个水质点高度为/>，等效微元点对半封闭隔层范围内的水质点的实际作用产能/>，对封闭隔层范围外且位于低渗透隔层的水质点的实际作用产能/>，对隔层外的水质点的实际作用产能为；
S600：根据S500所求取的实际作用产能，求取各个水质点的位移，步骤如下：
S6001：产能为的等效微元点的坐标为/>，水质点坐标/>，夹角为/>，等效微元点对的水质点的作用速度为/>，实际作用产能为/>，单位时间/>单个等效微元点使单个水质点产生的纵向位移/>，单位/>；
S6002：产能为的等效微元点的坐标为/>，水质点坐标/>，单个等效微元点使水质点产生的纵向位移为/>，实际作用产能为/>，单位时间内/>个等效微元点作用下单个水质点产生的纵向位移高度/>，单位/>；
S6003：根据等效微元点坐标和水质点坐标/>的相对位置，利用三角函数变化求取单位时间内单个水质点的横向位移/>，单位/>；
S6004：累加得到水质点的新位置；
S700：重复步骤S500、S600，直至存在水质点纵向位置，重复计算次数为岩心的见水时间，结合不同时间的水质点位置，绘制不同气水分布模式的气水界面预测图。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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