CN118228504A - 一种砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，包括：基于评价区域地质、流体及生产资料，应用数值模拟方法，建立含窜进条带储层的数值模拟模型；在数值模拟模型中引入含水率导数，根据模拟结果对储层内窜进条带定性诊断；定义R和S为含水率导数特征值、定义M为窜进条带发育指数，应用数值模拟方法，模拟不同初始含水饱和度和不同窜进条带发育指数M条件下注水开发过程，根据不同条件下采油井含水率模拟结果，回归数据并绘制不同初始含水饱和度条件下的曲线；根据曲线中的各回归拟合公式，构建窜进条带发育指数图版，在求取含水率导数特征值R和S后，确定初始含水饱和度，再结合窜进条带发育指数图版对窜进条带进行量化表征。
Description
技术领域
本发明涉及一种砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，属于石油勘探开发技术领域。
背景技术
关于砂岩储层窜进条带识别的研究，现有方法或技术存在成本高和周期长的显著问题，并且现有识别方法对窜进条带的识别只能够做到定性层面，仅能够解决储层中窜进条带有与没有的问题，对窜进条带的具体发育情况还没有较好的量化表征方法。
国内部分水驱砂岩储层的现场实践表明注水井和采油井之间发育有窜进条带，采油井过早见水并引发水淹。为更高效地开发砂岩储层，针对具有窜进条带的注水开发砂岩储层，建立一种适用的储层窜进条带的诊断与量化表征方法尤为必要。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，该方法可对砂岩储层中可能发育的窜进条带进行有效诊断并作出量化表征，以明确储层窜进条带的发育程度，为及时作出相应的生产调整或储层治理措施，保障砂岩储层水驱高效开发提供有效策略。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，包括如下步骤：
基于评价区域地质、流体及生产资料，应用数值模拟方法，建立含窜进条带储层的数值模拟模型；
在数值模拟模型中引入含水率导数，然后进行数值模拟，根据模拟结果对储层内窜进条带定性诊断；
定义R和S为含水率导数特征值、定义M为窜进条带发育指数，应用数值模拟方法，模拟不同初始含水饱和度和不同窜进条带发育指数M条件下注水开发过程，根据不同条件下采油井含水率模拟结果，回归数据并绘制不同初始含水饱和度条件下的R～M曲线及S～M曲线；
根据R～M曲线及S～M曲线中的各回归拟合公式，构建窜进条带发育指数图版，在求取含水率导数特征值R和S后，根据评价区域当前所处含水期确定初始含水饱和度，再结合窜进条带发育指数图版对窜进条带进行量化表征。
所述的砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，优选地，含水率导数的计算公式如下：
式中：Qinj为注水井日注水量；t为注水井累计注入时间；A为储层含油面积；h为储层平均厚度；Φ为储层平均孔隙度；fw为采油井含水率；fw’(tD)为采油井含水率对时间对数的导数；tD为无因次生产时间。
所述的砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，优选地，根据模拟结果对储层内窜进条带定性诊断，具体步骤如下：
数值模拟结果表明储层中发育窜进条带时，采油井含水率导数曲线呈“双峰”特征，包括峰值1和峰值2，因此，根据含水率导数曲线是否有“双峰”特征对储层内窜进条带定性诊断。
所述的砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，优选地，R、S、M计算表达式如下：
式中，f'wmax1为峰值1对应含水率导数；f'wmax2为峰值2对应含水率导数；tD1为峰值1对应无因次生产时间；tD2为峰值2对应无因次生产时间；Kc为窜进条带有效渗透率；K为储层有效渗透率。
所述的砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，优选地，窜进条带发育指数图版包括R～M图版和S～M图版。
本发明第二方面提供一种砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征装置，包括：
第一处理单元，用于基于评价区域地质、流体及生产资料，应用数值模拟方法，建立含窜进条带储层的数值模拟模型；
第二处理单元，用于在数值模拟模型中引入含水率导数，然后进行数值模拟，根据模拟结果对储层内窜进条带定性诊断；
第三处理单元，用于定义R和S为含水率导数特征值、定义M为窜进条带发育指数，应用数值模拟方法，模拟不同初始含水饱和度和不同窜进条带发育指数M条件下注水开发过程，根据不同条件下采油井含水率模拟结果，回归数据并绘制不同初始含水饱和度条件下的R～M曲线及S～M曲线；
第四处理单元，用于根据R～M曲线及S～M曲线中的各回归拟合公式，构建窜进条带发育指数图版，在求取含水率导数特征值R和S后，根据评价区域当前所处含水期确定初始含水饱和度，再结合窜进条带发育指数图版对窜进条带进行量化表征。
本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法的步骤。
本发明第四方面提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法的步骤。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
本发明所提供的砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，可对砂岩储层中可能发育的窜进条带进行有效诊断并作出量化表征，以明确储层窜进条带的发育程度，为及时作出相应的生产调整或储层治理措施，保障砂岩储层水驱高效开发提供有效策略。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的具有储层窜进条带的砂岩储层模型示意图，其中a为三维图，b为俯视图；
图2为本发明该实施例提供的具有储层窜进条带的采油井含水率及其导数曲线图；
图3为本发明该实施例提供的具有储层窜进条带的不同初始含水条件下含水率导数特征值(R和S)与窜进条带发育指数(M)关系图，其中图a-e为R与M关系图，图f-j为S与M关系图；
图4是本发明该实施例提供的储层发育窜进条带条件下窜进条带发育指数图版，其中，a为含水率导数对应峰值比值图版(R～M图版)，b为含水率导数对应无因次生产时间比值图版(S～M图版)；
图5是本发明该实施例提供的砂岩储层注水开发储层窜进条带的诊断和量化表征流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“上面”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。
国内部分水驱砂岩储层的现场实践表明注水井和采油井之间发育有窜进条带，采油井过早见水并引发水淹。为更高效地开发砂岩储层，针对具有窜进条带的注水开发砂岩储层，建立一种适用的储层窜进条带的诊断与量化表征方法尤为必要。
针对上述技术问题，本发明提供一种砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，该方法可对砂岩储层中可能发育的窜进条带进行有效诊断并作出量化表征，以明确储层窜进条带的发育程度，为及时作出相应的生产调整或储层治理措施，保障砂岩储层水驱高效开发提供有效策略。
如图1所示，本发明所涉及的砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法包括如下步骤：
(1)定性诊断
基于评价区域地质、流体及生产资料(生产资料具体包括：生产井产油量历史数据、生产井产水量历史数据、注水井注水量历史数据、测压、静液面、井底流压等资料)，应用数值模拟方法(该方法为一种生产动态反演的通用已知方法，该方法以渗流力学方程和油藏工程理论为基础，根据所研究的具体问题，建立数值模型，设置相应的初始条件和边界条件，将油藏生产涉及的物理问题转化为数学问题，求解所需的参数)，建立含窜进条带储层的数值模拟模型
数值模拟模型的建模过程如下：
①基础资料准备：地质静态资料包括：油藏顶面深度、砂层厚度、有效厚度、有效渗透率、有效孔隙度、原始地层压力和初始含水饱和度，测井和岩心分析资料。油层流体性质资料：体积系数、溶解气油比、流体粘度等及其与压力变化之间的关系，相平衡计算数据以及岩石和流体的热物性资料等。生产动态资料：油水井生产资料、注水量等。
②建立油藏模拟模型：确定模拟区(本发明中示例模型的模拟区为一注入井一采油井模型，模型大小为1000米×500米×6米)、建立模拟网格系统(注入井与采油井之间设置一条窜进条带，长度为500米)、网格赋值(孔隙度、渗透率、相渗、饱和度、初始压力、有效厚度、油水PVT等参数赋值)。
③作制度参与模拟计算：设置注入井和生产井的工作制度，根据所建的油藏数值模型，进行数值计算，得到模型的目前地层压力、目前油水饱和度、目前产量或注入量等参数。
模型示意图见附图1，在模型中引入含水率导数，导数求取公式见式(1)及式(2)：
式中：Qinj——注水井日注水量，m3/month；t——注水井累计注入时间，month；A——储层含油面积，m2；h——储层平均厚度，m；Φ——储层平均孔隙度，小数；fw——采油井含水率，小数；fw’(tD)——采油井含水率对时间对数的导数，小数；tD——无因次生产时间，小数。
数值模拟结果表明储层中发育窜进条带时，采油井含水率导数曲线呈“双峰”特征，包括峰值1和峰值2，见附图2，因此，可根据含水率导数曲线是否有“双峰”特征对储层内窜进条带定性诊断。
(2)量化表征
定义R和S为含水率导数特征值，R为峰值1对应含水率导数(f'wmax1)与峰值2对应含水率导数f'wmax2之比，S为峰值1对应无因次生产时间(tD1)与峰值2对应无因次生产时间(tD2)之比。定义M为窜进条带发育指数，M为窜进条带有效渗透率(Kc)与储层有效渗透率(K)之比。R、S、M计算表达式分别见式(3)至式(5)：
应用数值模拟方法，模拟不同初始含水饱和度(模拟储层不同含水期，按照初始含水饱和度分类：低含水期、中含水期、高含水期及特高含水期)和不同窜进条带发育指数M条件下注水开发过程(共50组模型)，根据不同条件下采油井含水率模拟结果，回归数据并绘制不同初始含水饱和度条件下的R～M曲线及S～M曲线，结果见附图3。
根据附图3中各回归拟合公式，构建窜进条带发育指数图版，分别为R～M图版和S～M图版，图版如附图4所示。在求取含水率导数特征值R和S后，根据评价区域当前所处含水期确定初始含水饱和度，再结合道发育指数图版对窜进条带进行量化表征。
应当注意的是：R～M图版和S～M图版的目的均是为了确定窜进条带发育指数M，在实际应用过程中，两个图版同时使用，结果相互约束。窜进条带发育指数图版因评价区域的不同也会存在一定差异，应根据评价区域的地质条件、流体性质和生产制度建立适用的表征图版，本发明提供了图版详细的建立方法。
综上，本发明所提供的砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，可对砂岩储层中可能发育的窜进条带进行有效诊断并作出量化表征，以明确储层窜进条带的发育程度，为及时作出相应的生产调整或储层治理措施，保障砂岩储层水驱高效开发提供有效策略。
本发明第二方面提供一种砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征装置，包括：
第一处理单元，用于基于评价区域地质、流体及生产资料，应用数值模拟方法，建立含窜进条带储层的数值模拟模型；
第二处理单元，用于在数值模拟模型中引入含水率导数，然后进行数值模拟，根据模拟结果对储层内窜进条带定性诊断；
第三处理单元，用于定义R和S为含水率导数特征值、定义M为窜进条带发育指数，应用数值模拟方法，模拟不同初始含水饱和度和不同窜进条带发育指数M条件下注水开发过程，根据不同条件下采油井含水率模拟结果，回归数据并绘制不同初始含水饱和度条件下的R～M曲线及S～M曲线；
第四处理单元，用于根据R～M曲线及S～M曲线中的各回归拟合公式，构建窜进条带发育指数图版，在求取含水率导数特征值R和S后，根据评价区域当前所处含水期确定初始含水饱和度，再结合窜进条带发育指数图版对窜进条带进行量化表征。
本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法的步骤。
本发明第四方面提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法的步骤。
本发明是根据具体实施方式的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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 (8)
1.一种砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，其特征在于，包括如下步骤：
基于评价区域地质、流体及生产资料，应用数值模拟方法，建立含窜进条带储层的数值模拟模型；
在数值模拟模型中引入含水率导数，然后进行数值模拟，根据模拟结果对储层内窜进条带定性诊断；
定义R和S为含水率导数特征值、定义M为窜进条带发育指数，应用数值模拟方法，模拟不同初始含水饱和度和不同窜进条带发育指数M条件下注水开发过程，根据不同条件下采油井含水率模拟结果，回归数据并绘制不同初始含水饱和度条件下的R～M曲线及S～M曲线；
根据R～M曲线及S～M曲线中的各回归拟合公式，构建窜进条带发育指数图版，在求取含水率导数特征值R和S后，根据评价区域当前所处含水期确定初始含水饱和度，再结合窜进条带发育指数图版对窜进条带进行量化表征。
2.根据权利要求1所述的砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，其特征在于，含水率导数的计算公式如下：
式中：Qinj为注水井日注水量；t为注水井累计注入时间；A为储层含油面积；h为储层平均厚度；Φ为储层平均孔隙度；fw为采油井含水率；fw’(tD)为采油井含水率对时间对数的导数；tD为无因次生产时间。
3.根据权利要求1所述的砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，其特征在于，根据模拟结果对储层内窜进条带定性诊断，具体步骤如下：
数值模拟结果表明储层中发育窜进条带时，采油井含水率导数曲线呈“双峰”特征，包括峰值1和峰值2，因此，根据含水率导数曲线是否有“双峰”特征对储层内窜进条带定性诊断。
4.根据权利要求3所述的砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，其特征在于，R、S、M计算表达式如下：
式中，f'wmax1为峰值1对应含水率导数；f'wmax2为峰值2对应含水率导数；tD1为峰值1对应无因次生产时间；tD2为峰值2对应无因次生产时间；Kc为窜进条带有效渗透率；K为储层有效渗透率。
5.根据权利要求1所述的砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法，其特征在于，窜进条带发育指数图版包括R～M图版和S～M图版。
6.一种砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征装置，其特征在于，包括：
第一处理单元，用于基于评价区域地质、流体及生产资料，应用数值模拟方法，建立含窜进条带储层的数值模拟模型；
第二处理单元，用于在数值模拟模型中引入含水率导数，然后进行数值模拟，根据模拟结果对储层内窜进条带定性诊断；
第三处理单元，用于定义R和S为含水率导数特征值、定义M为窜进条带发育指数，应用数值模拟方法，模拟不同初始含水饱和度和不同窜进条带发育指数M条件下注水开发过程，根据不同条件下采油井含水率模拟结果，回归数据并绘制不同初始含水饱和度条件下的R～M曲线及S～M曲线；
第四处理单元，用于根据R～M曲线及S～M曲线中的各回归拟合公式，构建窜进条带发育指数图版，在求取含水率导数特征值R和S后，根据评价区域当前所处含水期确定初始含水饱和度，再结合窜进条带发育指数图版对窜进条带进行量化表征。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任意一项所述砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法的步骤。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5任意一项所述砂岩储层注水开发窜进条带的诊断与量化表征方法的步骤。
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2024
- 2024-04-12 CN CN202410440761.2A patent/CN118228504A/zh active Pending
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