本發(fā)明涉及油藏地質(zhì)及開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碳酸鹽巖油藏溶洞-裂縫儲(chǔ)集體注水指示曲線解釋模型。
背景技術(shù)：
目前傳統(tǒng)的模型均是油井直接鉆遇溶洞，并沒有考慮裂縫儲(chǔ)集體的影響，而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中，裂縫與溶洞共同組成的儲(chǔ)集單元更為常見，當(dāng)裂縫中儲(chǔ)集的流體所占的比例較高時(shí)，有必要考慮裂縫儲(chǔ)集體的影響，因此需要分別考慮裂縫與溶洞儲(chǔ)集體注入水后壓力的變化情況來對(duì)碳酸鹽巖油藏溶洞-裂縫儲(chǔ)集體注水指示曲線建立模型以做分析。而傳統(tǒng)模型難以區(qū)分溶洞、裂縫儲(chǔ)集體不同壓縮系數(shù)對(duì)注水指示曲線斜率的影響，無法通過現(xiàn)有模型解釋溶洞、裂縫儲(chǔ)集體所占的比例以及計(jì)算各類型儲(chǔ)集體的油水體積。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種碳酸鹽巖油藏溶洞-裂縫儲(chǔ)集體注水指示曲線解釋模型。
一種碳酸鹽巖油藏溶洞-裂縫儲(chǔ)集體注水指示曲線解釋模型，包括：
(1)對(duì)于裂縫系統(tǒng)
原始條件下單元體裂縫的容積為Vpf，原油體積為Vof，地層水體積為Vwf，則
Vpf＝Vof+Vwf (1)
其中裂縫中的含油飽和度Sof與Vof和Vwf滿足以下關(guān)系
當(dāng)油藏注入一定水量之后，油藏的壓力從原始地層壓力pi上升到目前的地層壓力p，油藏壓力升高值為Δp＝p－pi，對(duì)于封閉油藏，雖然水體中的水不會(huì)侵入油藏，但油藏孔隙體積會(huì)因?yàn)閴毫Φ纳仙黾?，油藏中的束縛水體積會(huì)因?yàn)閴毫ι仙陆担?/p>
裂縫部分孔隙體積增加量為：
ΔVpf＝VpfCpfΔp (3)
式中，Cpf為裂縫孔隙體積的壓縮系數(shù)，MPa-1，
裂縫部分地層水的壓縮量為：
ΔVwf＝VwfCwΔp (4)
式中，Cw為地層水的壓縮系數(shù)，MPa-1，
裂縫孔隙體積的增加和裂縫中地層水體積的減小都將增加裂縫部分油藏的容積，裂縫系統(tǒng)壓力上升到p時(shí)油藏的容積為：
Vcf＝Vcfi+ΔVpr+ΔVwf (5)
式中，Vcfi為裂縫儲(chǔ)集體油藏初始容積，m3；
把式(3)和(4)代入(5)可得
Vcf＝Vcfi+VpfCpfΔp+VwfCwΔp (6)
裂縫部分的孔隙體積為式(7)
式中，SW為裂縫儲(chǔ)集體含水飽和度，小數(shù)；
裂縫中地層水體積為式(8)
把式(7)和式(8)代入(6)得，裂縫部分油藏體積與壓力之間的關(guān)系式：
式中，Ccf裂縫容積的壓縮系數(shù)，MPa-1；
(2)對(duì)于溶洞系統(tǒng)
原始條件下單元體溶洞的容積為Vpr，原油體積為Vor，地層水體積為Vwr，則：
Vpr＝Vor+Vwr (10)
當(dāng)油藏注入一定水量之后，油藏的壓力從原始地層壓力pi上升到目前的地層壓力p，油藏壓力升高值為Δp＝p－pi，對(duì)于封閉溶洞，雖然水體中的水不會(huì)與外界發(fā)生交換，但油藏中的束縛水體積會(huì)因?yàn)閴毫ι仙湛s，忽略油藏溶洞巖石體積會(huì)因?yàn)閴毫Φ淖兓兓?/p>
溶洞部分地層水的壓縮量為：
ΔVwr＝VwrCwΔp (11)
式中，Cw為地層水的壓縮系數(shù)，MPa-1；
溶洞中地層水體積的壓縮將增加溶洞部分油藏的容積。溶洞系統(tǒng)壓力上升到p時(shí)油藏的容積為：
Vcr＝Vcri+ΔVwr (12)
式中，Vcri為溶洞儲(chǔ)集體油藏初始容積，m3；
把式(11)代入式(12)可得
Vcr＝Vcri+VwrCwΔp (13)
由溶洞中水油比例的定義R＝Vwr/Vcri可知：
Vwr＝RVcri (14)
式中，R為溶洞的水油體積比，小數(shù)；
把式(14)代入式(13)得，溶洞油藏體積隨壓力的變化關(guān)系：
Vcr＝Vcri(1+RCwΔp) (15)
(3)對(duì)于裂縫和溶洞整個(gè)系統(tǒng)
通過上面分析可以求出，溶洞和裂縫整個(gè)系統(tǒng)的油藏容積與壓力的變化關(guān)系式為：
式中，Vci為溶洞與裂縫儲(chǔ)集體油藏初始總?cè)莘e，m3；
如果裂縫體積與溶洞體積之比α已知，上式還可進(jìn)一步寫成：
注入水占據(jù)的體積為：NwBw，Bw為水的體積系數(shù)，小數(shù)；
則注入水后油藏中原油占據(jù)的體積為：
式(18)就是封閉溶洞裂縫性儲(chǔ)集體開發(fā)過程中的油藏容積計(jì)算公式，由該式可以看出，油藏容積隨注入水水增加，容積是不斷減小的；
若原始條件下油藏容積中儲(chǔ)存了原油，則原油占住的體積
Voi＝Vci (19)
把地下體積換算至地面條件，得油藏地質(zhì)儲(chǔ)量，并用符號(hào)N表述，計(jì)算式為：
Boi為原始?jí)毫ο略偷捏w積系數(shù)，小數(shù)
根據(jù)注水前后原油的物質(zhì)平衡就可以獲得
Bo為目前壓力下原油的體積系數(shù)，小數(shù)
NBo+NwBw＝NBoi[1+[αCcf+(1-α)RCw]Δp] (22)
NwBw＝NBoi[αCcf+(1-α)RCw]Δp+(Boi-Bo)N (23)
顯然式(23)也是滿足累積注水量Nw與壓差Δp的線性關(guān)系式的:
又由原油的壓縮系數(shù)，即
NwBw＝NBoi[αCcf+(1-α)RCw]Δp+CoBoiNΔp (25)
NwBw＝NBoi[αCcf+(1-α)RCw+Co]Δp (26)
寫成壓力的形式為：由Δp＝p－po
式(27)即為溶洞與裂縫雙重介質(zhì)儲(chǔ)集體對(duì)應(yīng)的注水指示曲線表達(dá)式。
本申請(qǐng)以溶洞-裂縫儲(chǔ)集體模型為研究目標(biāo)，針對(duì)不同儲(chǔ)層介質(zhì)溶洞、裂縫的不同壓縮系數(shù)，區(qū)分其提供的彈性能量對(duì)注水指示曲線形態(tài)的影響，同時(shí)考慮了油水兩相的彈性能量對(duì)注水指示曲線形態(tài)影響。新模型通過多輪次注水指示曲線，可以用來區(qū)分溶洞和裂縫的不同彈性壓縮系數(shù)，可以用來計(jì)算溶洞、裂縫儲(chǔ)集體各自所占的比例，從而計(jì)算各自對(duì)應(yīng)的體積。
附圖說明
圖1為本發(fā)明裂縫溶洞儲(chǔ)集體的注水指示曲線圖(不同的容積比例а)；
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
模型的推導(dǎo)依然假設(shè)注入水后整個(gè)儲(chǔ)集系統(tǒng)瞬時(shí)快速達(dá)到穩(wěn)定。將單井控制的整個(gè)封閉碳酸鹽巖儲(chǔ)集體儲(chǔ)層分為裂縫和溶洞兩部分，設(shè)裂縫部分所占總體積的比例為a，同時(shí)考慮流體水和儲(chǔ)層巖石的彈性能量，其壓縮系數(shù)分別為Co和Cw。
(1)對(duì)于裂縫系統(tǒng)
原始條件下單元體裂縫的容積為Vpf,原油體積為Vof，地層水體積為Vwf，則
Vpf＝Vof+Vwf (1)
其中裂縫中的含油飽和度Sof與Vof和Vwf滿足以下關(guān)系
當(dāng)油藏注入一定水量(NW)之后，油藏的壓力從原始地層壓力(pi)上升到目前的地層壓力(p)，油藏壓力升高值為Δp＝p－pi。對(duì)于封閉油藏，雖然水體中的水不會(huì)侵入油藏，但油藏孔隙體積會(huì)因?yàn)閴毫Φ纳仙黾?，油藏中的束縛水體積會(huì)因?yàn)閴毫ι仙陆怠?/p>
裂縫部分孔隙體積增加量為：
ΔVpf＝VpfCpfΔp (3)
式中，Cpf為裂縫系統(tǒng)巖石(孔隙體積)的壓縮系數(shù)，MPa-1。
裂縫部分地層水的壓縮量為：
ΔVwf＝VwfCwΔp (4)
式中，Cw為地層水的壓縮系數(shù)，MPa-1。
裂縫孔隙體積的增加和裂縫中地層水體積的減小都將增加裂縫部分油藏的容積。裂縫系統(tǒng)壓力上升到p時(shí)的容積為：
Vcf＝Vcfi+ΔVpf+ΔVwf (5)
把式(3)和(4)代入(5)可得
Vcf＝Vcfi+VpfCpfΔp+VwfCwΔp (6)
裂縫部分的的孔隙體積為式(7)
式中，SW為裂縫儲(chǔ)集體含水飽和度，小數(shù)；
裂縫中地層水體積為式(8)
把式(7)和式(8)代入(6)得，裂縫部分油藏體積與壓力之間的關(guān)系式：
式中，Ccf裂縫容積的壓縮系數(shù)，MPa-1。
(2)對(duì)于溶洞系統(tǒng)
原始條件下單元體溶洞的容積為Vpr,原油體積為Vor，地層水體積為Vwr，則：
Vpr＝Vor+Vwr (10)
當(dāng)油藏注入一定水量(NW)之后，油藏的壓力從原始地層壓力(pi)上升到目前的地層壓力(p)，油藏壓力升高值為Δp＝p－pi。對(duì)于封閉溶洞，雖然水體中的水不會(huì)與外界發(fā)生交換，但油藏中的束縛水體積會(huì)因?yàn)閴毫ι仙湛s，忽略油藏溶洞巖石體積會(huì)因?yàn)閴毫Φ淖兓兓?/p>
溶洞部分地層水的壓縮量為：
ΔVwr＝VwrCwΔp (11)
式中，Cw為地層水的壓縮系數(shù)，MPa-1。
溶洞中地層水體積的壓縮將增加溶洞部分油藏的容積。溶洞系統(tǒng)壓力上升到p時(shí)油藏的容積為：
Vcr＝Vcri+ΔVwr (12)
式中，Vcri為溶洞儲(chǔ)集體油藏初始容積，m3；
把式(11)代入式(12)可得
Vcr＝Vcir+VwrCwΔp (13)
由溶洞中水油比例的定義R＝Vwr/Vcri可知：
Vwr＝RVcir (14)
式中，R為溶洞的水油體積比，小數(shù)。
把式(14)代入式(13)得，溶洞油藏體積隨壓力的變化關(guān)系：
Vcr＝Vcir(1+RCwΔp) (15)
(3)對(duì)于裂縫和溶洞整個(gè)系統(tǒng)
通過上面分析可以求出，溶洞和裂縫整個(gè)系統(tǒng)的油藏容積與壓力的變化關(guān)系式為：
式中，Vci為溶洞與裂縫儲(chǔ)集體油藏初始總?cè)莘e，m3；
如果裂縫體積與溶洞體積之比α已知，上式還可進(jìn)一步寫成：
注入水占據(jù)的體積為：NwBw，，Bw為水的體積系數(shù)，小數(shù)；
則注入水后油藏中原油占據(jù)的體積為：
式(18)就是封閉油藏開發(fā)過程中的油藏容積計(jì)算公式，由該式可以看出，油藏容積隨注入水水增加，容積是不斷減小的。
若原始條件下油藏容積中儲(chǔ)存了原油，則原油占住的體積
Voi＝Vci (19)
把地下體積換算至地面條件，得油藏地質(zhì)儲(chǔ)量，并用符號(hào)N表述，計(jì)算式為：
Boi為原始?jí)毫ο略偷捏w積系數(shù)，小數(shù)
根據(jù)前后原油的物質(zhì)平衡就可以獲得
Bo為目前壓力下原油的體積系數(shù)，小數(shù)
NBo+NwBw＝NBoi[1+[αCcf+(1-α)RCw]Δp] (22)
NwBw＝NBoi[αCcf+(1-α)RCw]Δp+(Boi-Bo)N (23)
顯然式(23)也是滿足累積注水量Nw與壓差Δp的線性關(guān)系式的:
又由原油的壓縮系數(shù)，即
NwBw＝NBoi[αCcf+(1-α)RCw]Δp+CoBoiNΔp (25)
NwBw＝NBoi[αCcf+(1-α)RCw+Co]Δp (26)
寫成壓力的形式為：由Δp＝p－po
式(27)即為溶洞與裂縫雙重介質(zhì)儲(chǔ)集體對(duì)應(yīng)的注水指示曲線表達(dá)式，曲線的斜率不僅與原油地質(zhì)儲(chǔ)量，還與裂縫與溶洞中原油儲(chǔ)量比例大小，溶洞中水油比例等參數(shù)有關(guān)。該模型考慮的因素較為全面，因此模型在實(shí)際運(yùn)用時(shí)也需要提供更為詳細(xì)的參數(shù)，這些的參數(shù)取值可以適當(dāng)結(jié)合和運(yùn)用試井解釋的成果。
溶洞裂縫雙重介質(zhì)儲(chǔ)集體模型，假設(shè)油藏的初始?jí)毫ο嗤?，裂縫部分的儲(chǔ)集體由于裂縫自身的可壓縮性，其綜合彈性壓縮系數(shù)比溶洞要高，因此裂縫儲(chǔ)集體所占總儲(chǔ)集體容積的比例а不同，其彈性能量的大小也不同，也會(huì)導(dǎo)致注水指示曲線斜率的變化。不同的а值對(duì)指示曲線的影響如圖1所示，可以看出，裂縫所占比例越大，儲(chǔ)集體總的彈性能量越大，注水越容易，指示曲線的斜率越小，當(dāng)а＝1，即為純裂縫儲(chǔ)集體，當(dāng)а＝0，即為純?nèi)芏磧?chǔ)集體。
此外，本申請(qǐng)的新模型可考慮水相彈性能量對(duì)注水指示曲線形態(tài)的影響，因此適用于下面兩種情況下儲(chǔ)集體油水體積的計(jì)算：①溶洞儲(chǔ)集體內(nèi)初始情況為油水共存；②后期注水替油過程中溶洞儲(chǔ)集體內(nèi)存水率逐步變化。改進(jìn)的新模型初始條件更符合儲(chǔ)集體真實(shí)情況，注水替油過程中存水率變化與礦場(chǎng)實(shí)際更接近。利用理論模型可以初步判斷儲(chǔ)集體類型，更準(zhǔn)確地確定溶洞、裂縫儲(chǔ)集體容積、原油和地層水的體積。
最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。