本發(fā)明涉及一種低滲透油藏數(shù)值模擬中啟動壓力梯度等效表征方法，屬于油氣開發(fā)技術領域。

背景技術：

低滲透油田是指儲層滲透率低、豐度低、單井產(chǎn)能低的油田。低滲透油氣田在我國油氣開發(fā)中有著重要意義。我國發(fā)現(xiàn)的低滲透油氣田占到新發(fā)現(xiàn)油氣藏的一半以上，而低滲透油氣田產(chǎn)能建設的規(guī)模則占到油氣田產(chǎn)能建設規(guī)?？偭康?0％以上，低滲透油氣田已經(jīng)成為油氣開發(fā)建設的主戰(zhàn)場。低滲透油藏開發(fā)過程中，由于儲層滲透率低，滲流阻力大，難建立有效的注采驅替系統(tǒng)，其滲流規(guī)律不符合線性達西定律，導致采出程度低，剩余油富集。引入啟動壓力梯度的概念來描述低滲透油藏非達西滲流現(xiàn)象，它能夠簡明扼要地體現(xiàn)低速非達西滲流的特征，有效地指導低滲透儲層的開發(fā)實踐。因此在低滲透油藏開發(fā)指標預測和剩余油分布規(guī)律研究過程中要求定量表征啟動壓力梯度，但目前油藏數(shù)值模擬商業(yè)軟件中未考慮該參數(shù)的影響。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種低滲透油藏數(shù)值模擬中啟動壓力梯度等效表征方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種低滲透油藏數(shù)值模擬中啟動壓力梯度等效表征方法，包括以下步驟：1)通過實驗獲取不同滲透率儲層與啟動壓力梯度的定量關系；2)對油藏非均質性進行定量計算，具體地，如果油藏為未開發(fā)油藏，則計算儲層非均質性因子r，如果油藏為已開發(fā)油藏且有剩余油待挖潛，則計算油藏非均質性綜合表征因子c；3)數(shù)值模擬分區(qū)設置：對于未開發(fā)油藏，如果計算得到的儲層非均質性因子r大于0而小于等于0.3，則采用下述的分區(qū)方法一，如果計算得到的儲層非均質性因子r大于0.3而小于1，則采用下述的分區(qū)方法二；對于有剩余油待挖潛的已開發(fā)油藏，如果計算得到的油藏非均質性綜合表征因子c大于0而小于等于1，則采用下述的分區(qū)方法二，如果計算得到的油藏非均質性綜合表征因子c大于1而小于2，則采用下述的分區(qū)方法三：分區(qū)方法一：將相鄰網(wǎng)格設置不同的分區(qū)編號；分區(qū)方法二：分區(qū)編號按照巖性設定，同一種巖性采用相同分區(qū)；分區(qū)方法三：將每個網(wǎng)格單獨設置為一個分區(qū)；4)對分區(qū)后形成的網(wǎng)格進行啟動壓力梯度賦值，具體地包括：①讀取每個網(wǎng)格的滲透率值，根據(jù)步驟1)所得到的滲透率與啟動壓力梯度的關系，對每個網(wǎng)格的啟動壓力梯度賦值；②設置分區(qū)間啟動壓力梯度，對于某一分區(qū)，先賦值流體流出過程產(chǎn)生的啟動壓力梯度，再賦值流體流入過程產(chǎn)生的啟動壓力梯度。

所述步驟2)中，r和c的計算過程如下：

①計算滲透率變異系數(shù)vk，計算方法如(1)式：

其中：

式中：vk表示滲透率變異系數(shù)，具體指某一層段中滲透率標準偏差與平均滲透率的比值；δ表示標準偏差；表示平均滲透率值；i表示取值為1,2,…,n的變量數(shù)；n表示總樣品數(shù)；ki'表示單個樣品或相對均質段滲透率值；

②計算層間非均質性因子vzi，計算方法如(2)式：

式中：n表示儲層縱向分層數(shù)；hi表示各儲層碾平厚度；

其中，各層儲層厚度hi采用極差正規(guī)化法，變換后數(shù)據(jù)量綱統(tǒng)一，且變換后變量間相關程度不變；

③計算儲層非均質性因子r，計算方法如(3)式：

④計算流體分布非均質性因子s，計算方法如(4)式：

式中：oi表示每個網(wǎng)格含油飽和度值；

⑤計算油藏非均質性綜合表征因子c，計算方法如(5)式：

本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明提供了一套技術方法，使在低滲透油藏數(shù)值模擬中考慮啟動壓力梯度的影響成為可能。2、本發(fā)明利用商業(yè)軟件和編程語言分別實現(xiàn)了啟動壓力梯度的等效表征和參數(shù)定量設置，提高了低滲透油藏開發(fā)指標預測精度和對剩余油分布規(guī)律的精準描述。3、本發(fā)明給出了定量化、可操作的技術方法和實施步驟。4、本發(fā)明不僅適用于低滲透油田開發(fā)研究領域，還可以供其它與啟動壓力梯度現(xiàn)象有關的研究領域使用和參考，例如稠油油藏、致密氣藏等相關研究領域。

附圖說明

圖1是啟動壓力梯度與滲透率的定量關系曲線；

圖2是對油藏非均質性進行定量計算的流程示意圖；

圖3是分區(qū)方法一的分區(qū)設置示意圖；其中，圖(a)表示層內(nèi)分區(qū)設置，圖(b)表示層間分區(qū)設置；

圖4是分區(qū)方法二的分區(qū)設置示意圖；其中，圖(a)表示層內(nèi)分區(qū)設置，圖(b)表示層間分區(qū)設置；

圖5是分區(qū)方法三的分區(qū)設置示意圖；其中，圖(a)表示層內(nèi)分區(qū)設置，圖(b)表示層間分區(qū)設置；

圖6是分區(qū)間啟動壓力梯度賦值示意圖；其中，圖(a)表示層內(nèi)賦值過程，圖(b)表示層間賦值過程。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。

本發(fā)明一種低滲透油藏數(shù)值模擬中啟動壓力梯度等效表征方法，包括以下步驟：

1)通過實驗獲取不同滲透率儲層與啟動壓力梯度的定量關系。

具體可采用壓差-流量法，其基本原理是：在不同驅替壓差穩(wěn)定后，測量流體通過巖心的流量，繪制流量與壓力梯度關系圖，回歸曲線求出啟動壓力梯度(如圖1所示)。實驗的具體步驟包括：①在索氏抽提器中，利用體積比為1：3的酒精苯溶液對實驗所用巖樣抽提7d，當從虹吸管流出的溶液呈無色透明后，取出巖樣，等待巖樣中的有機溶劑揮發(fā)干凈后，在105℃的條件下，恒溫烘48h，取出巖樣放入干燥器中，冷卻至室溫，稱取巖樣質量，測定巖樣的直徑、長度、孔隙度和滲透率等基礎數(shù)據(jù)。②建立束縛水飽和度，在束縛水飽和度下，測定啟動壓力梯度。上述所有步驟均在室溫(25℃±1℃)條件下完成。

2)對油藏非均質性進行定量計算(如圖2所示)，如果油藏為未開發(fā)油藏，則計算儲層非均質性因子r，如果油藏為已開發(fā)油藏且有剩余油待挖潛，則計算油藏非均質性綜合表征因子c。下面分別給出r和c的計算過程：

①計算滲透率變異系數(shù)vk，計算方法如(1)式：

其中：

式中：vk表示滲透率變異系數(shù)，具體指某一層段中滲透率標準偏差與平均滲透率的比值；δ表示標準偏差；表示平均滲透率值；i表示取值為1,2,…,n的變量數(shù)；n表示總樣品數(shù)；ki'表示單個樣品或相對均質段滲透率值。

②計算層間非均質性因子vzi，計算方法如(2)式：

式中：n表示儲層縱向分層數(shù)；hi表示各儲層碾平厚度；

其中，各層儲層厚度hi采用極差正規(guī)化法，變換后數(shù)據(jù)量綱統(tǒng)一，且變換后變量間相關程度不變。

③計算儲層非均質性因子r，計算方法如(3)式：

④計算流體分布非均質性因子s，計算方法如(4)式：

式中：oi表示每個網(wǎng)格含油飽和度值；s值越大，非均質越嚴重。一般1<s≤3為非均質性較弱，5>s>3為非均質性較強。

⑤計算油藏非均質性綜合表征因子c，計算方法如(5)式：

c值越大，非均質越嚴重。一般0<c≤1為非均質性較弱，2>c>1為非均質性較強。

3)數(shù)值模擬分區(qū)設置：對于未開發(fā)油藏，如果計算得到的儲層非均質性因子r大于0而小于等于0.3，則采用下述的分區(qū)方法一，如果計算得到的儲層非均質性因子r大于0.3而小于1，則采用下述的分區(qū)方法二；對于有剩余油待挖潛的已開發(fā)油藏，如果計算得到的油藏非均質性綜合表征因子c大于0而小于等于1，則采用下述的分區(qū)方法二，如果計算得到的油藏非均質性綜合表征因子c大于1而小于2，則采用下述的分區(qū)方法三：

分區(qū)方法一：將相鄰網(wǎng)格設置不同的分區(qū)編號。例如，對于單層的分區(qū)編號可采用1，2交錯設置(如圖3所示)。該方法總分區(qū)數(shù)較少，且數(shù)值模擬運算速度快，分區(qū)方式靈活簡易。該方法適用于非均質性較弱的儲層。

分區(qū)方法二：分區(qū)編號按照巖性設定，同一種巖性采用相同分區(qū)。例如，儲層有6種巖性，則分區(qū)總數(shù)為6。該方法適用于非均質性較強且?guī)r性復雜的儲層。

分區(qū)方法三：將每個網(wǎng)格單獨設置為一個分區(qū)。例如，儲層網(wǎng)格總數(shù)為300，則分區(qū)數(shù)亦為300。由于該方法總分區(qū)較多，因此數(shù)值模擬運算速度較慢，但剩余油分布的預測精度更高。該方法適用于非均質性嚴重的儲層。

分區(qū)后，流動單元個數(shù)與非均質性數(shù)學表達式：

式中：na表示總流動單元個數(shù)；nx、ny、nz分別為x、y、z方向網(wǎng)格個數(shù)；nw表示油藏巖性個數(shù)。

4)對分區(qū)后形成的網(wǎng)格進行啟動壓力梯度賦值，具體過程如下：

①讀取每個網(wǎng)格的滲透率值，根據(jù)步驟1)所得到的滲透率與啟動壓力梯度的關系，對每個網(wǎng)格的啟動壓力梯度賦值。

由于數(shù)值模擬軟件中需輸入該網(wǎng)格門檻壓力值，因此需將啟動壓力梯度轉換為門檻壓力值，可根據(jù)不同方向網(wǎng)格尺寸dx、dy、dz轉換。例如，x方向門檻壓力值＝啟動壓力梯度×網(wǎng)格尺寸dx。

②設置分區(qū)間啟動壓力梯度，數(shù)值模擬模型中，每個分區(qū)的啟動壓力數(shù)值是唯一的，但每個分區(qū)與其它相鄰分區(qū)之間既有流體的流入過程，亦有流出過程。因此，應設置雙向的啟動壓力梯度。具體設置方法如下：假定兩個相鄰分區(qū)編號分別為1和2，對于分區(qū)1的啟動壓力梯度設置，首先應賦值流出過程產(chǎn)生的啟動壓力梯度，即分區(qū)1→分區(qū)2的啟動壓力梯度；同樣，對于流體流入分區(qū)1時產(chǎn)生的啟動壓力梯度，應對分區(qū)2→分區(qū)1的啟動壓力梯度進行賦值，但兩次啟動壓力梯度的賦值均為分區(qū)1的啟動壓力梯度值。

上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中方法的實施步驟等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。